Бактериален конюгационен процес, структура и фактори

на бактериално конюгиране е прехвърляне в една посока на генетичен материал от донорна бактерия към друг реципиент, чрез физически контакт между двете клетки. Този тип процес може да се прояви както в бактериите, които реагират, така и в тези, които не реагират на грам, както и в стрептомицетите..

Конюгирането може да възникне между бактерии от един и същи вид или от различни видове. Може дори да се случи между прокариоти и членове на други царства (растения, гъби, животни).

За да се осъществи процесът на конюгиране, една от участващите бактерии, донорът, трябва да притежава генетичния материал, който може да бъде мобилизиран, който обикновено е представен от плазмиди или транспозони..

Другата клетка, рецепторът, не трябва да има такива елементи. Повечето плазмиди могат да открият потенциални рецепторни клетки, които нямат подобни плазмиди.

индекс

• 1 Конюгиране и полово размножаване
• 2 Структури и фактори, които се намесват в процеса
  • 2.1 Секс Пили
  • 2.2. Конюгиращи елементи
• 3 Процес
• 4 Приложения
• 5 Препратки

Конюгиране и полово размножаване

Бактериите нямат организация на генетичен материал, подобна на тази на еукариотите. Тези организми не представят сексуално размножаване, защото не представляват разделение на редукцията (мейоза) за образуване на гамети по всяко време на живота им.

За да се постигне рекомбинация на техния генетичен материал (същност на сексуалността), бактериите имат три механизма: трансформация, конюгация и трансдукция.

Бактериалното конюгиране не е процес на сексуално размножаване. В последния случай той може да се разглежда като бактериална версия на този вид репродукция, тъй като включва някаква генетична обмяна.

Структури и фактори, които се намесват в процеса

Секс пили

Също наричани pili F, са нишковидни структури, много по-къси и по-тънки от флагелум, образуван от протеинови субединици, преплетени един с друг около кухия център. Неговата функция е да поддържа две клетки в контакт по време на конюгация.

Възможно е също конюгиращият елемент да се прехвърли в реципиентната клетка през централния отвор на секс пили.

Конюгиращи елементи

Това е генетичният материал, който ще бъде прехвърлен по време на процеса на бактериална конюгация. Тя може да бъде от различно естество, сред които са:

Екстрахромозомни ДНК частици (Фактор F)

Тези частици са епизоми, т.е. плазмиди, които могат да бъдат интегрирани в бактериалната хромозома чрез процес, наречен хомоложна рекомбинация. Те се характеризират с дължина от приблизително 100 kb, както и със свой собствен произход на репликация и трансфер.

Клетки, които притежават фактор F, се наричат ​​мъжки клетки или F + клетки, докато женските клетки (F-) нямат този фактор. След като свързването е направено, F-бактериите стават F + и могат да действат като такива.

Хромозомни нишки

Когато настъпи хомоложна рекомбинация, фактор F се свързва с бактериалната хромозома; в такива случаи се нарича фактор F 'и клетките, които притежават рекомбинираната ДНК се наричат ​​Hfr, чрез съкращенията на английски език с висока честота на рекомбинация.

По време на конюгирането между Hfr бактерия и F-бактерия, първият прехвърля към втората верига на ДНК, рекомбинирана с фактора F. В този случай рецепторната клетка се превръща в Hfr клетка..

Може да има само един F фактор в бактерия, или екстрахромозомна (F), или рекомбинирана с бактериалната хромозома (F ')..

плазмиди

Някои автори разглеждат плазмидите и F-факторите заедно, а други автори ги третират отделно. И двете са екстрахромозомни генетични частици, но за разлика от фактор F, плазмидите не се интегрират в хромозомите. Те са генетичните елементи, които се предават най-вече по време на процеса на конюгиране.

Плазмидите са съставени от две части: фактор на трансфер на резистентност, който е отговорен за трансфера на плазмида и друга част, образувана от множество гени, които притежават информацията, която кодира устойчивостта към различни вещества..

Някои от тези гени могат да мигрират от един плазмид към друг от същата клетка или от плазмид към бактериалната хромозома. Тези структури се наричат ​​транспозони.

Някои автори твърдят, че полезните плазмиди за бактерии са наистина ендосимбиотични, докато други могат, напротив, да бъдат бактериални ендопаразити..

процес

Клетките-донори произвеждат секс пили. F частиците или плазмидите, присъстващи само в тези бактерии, съдържат генетичната информация, която кодира производството на протеините, които образуват пили. Поради това, само F + клетките ще представят тези структури.

Сексът пили позволява, на първо място, клетките на донорите да се прикрепят към клетките на реципиента и след това да останат заедно.

За да се инициира прехвърлянето, двете нишки на ДНК веригата трябва да бъдат разделени. Първо, нарязва се в областта, известна като преходен произход (oriT) на една от веригите. Ензимът на релаксаза прави този разрез, така че след това ензимът от хеликаза започва процеса на разделяне на двете вериги.

Ензимът може да действа самостоятелно или да образува комплекс с няколко различни протеини. Този комплекс е известен като релаксома.

Веднага започва разделянето на веригите ще започне прехвърлянето на една от веригите, които ще завършат само когато цялата нишка е преминала към приемната клетка или когато двете бактерии са разделени..

За завършване на процеса на прехвърляне, двете клетки, реципиент и донор, синтезират комплементарната верига и веригата отново става кръгла. Като краен продукт, двете бактерии сега са F + и могат да действат като донори с F бактерии-.

Плазмидите са генетичните елементи, които най-често се предават по този начин. Способността на конюгацията зависи от присъствието в бактерията на конюгиращи плазмиди, които съдържат генетичната информация, необходима за такъв процес..

приложения

Конюгирането е използвано в генното инженерство като средство за прехвърляне на генетичен материал към различни дестинации. Служил е за трансфер на генетичен материал от бактерии към различни еукариотни клетки и прокариотни рецептори, и дори до митохондрии, изолирани от бозайници.

Един от родовете бактерии, който се използва най-успешно за постигане на този вид трансфер е Agrobacterium, който е бил използван самостоятелно или във връзка с вируса на тютюневата мозайка.

Сред генетично трансформираните видове Agrobacterium Има дрожди, гъби, други бактерии, водорасли и животински клетки.

препратки

1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Микробиология. 2-ро издание. Холт, Ринехарт и Уинстън.
2. C.Lira. Agrobacterium. В спасител. Възстановен от lifeder.com.
3. Бактериално конюгиране. В Уикипедия. Изтеглено от en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010). Генетична рекомбинация в бактерии: хоризонт на началото на сексуалността в живите организми. Elba Bioflux.
5. Прокариотна конюгация. В Уикипедия. Изтеглено от es.wikipedia.org.
6. Лорънс Frost & G. Koraimann (2010). Регулиране на бактериалното конюгиране: балансираща възможност с неприятности. Бъдеща микробиология.
7. E. Hogg (2005). Основна микробиология. John Wiley & Sons Ltd.