Zdieľam:
Bakteriálny proces konjugácie, štruktúra a faktory
bakteriálna konjugácia je prenos genetického materiálu z darcovskej baktérie do iného príjemcu v jednom smere prostredníctvom fyzického kontaktu medzi oboma bunkami. Tento typ procesu môže nastať tak v baktériách, ktoré reagujú, ako v tých, ktoré nereagujú na farbenie Gramom, a tiež v streptomycetoch..
K konjugácii môže dôjsť medzi baktériami rovnakého druhu alebo rôznych druhov. Môže sa dokonca vyskytnúť medzi prokaryotmi a členmi iných kráľovstiev (rastliny, huby, zvieratá)..
Aby sa uskutočnil proces konjugácie, musí jedna z baktérií, darca, mať genetický materiál, ktorý môže byť mobilizovaný, čo je zvyčajne reprezentované plazmidmi alebo transpozónmi..
Druhá bunka, receptor, nesmie mať žiadne takéto prvky. Väčšina plazmidov môže detegovať potenciálne receptorové bunky bez podobných plazmidov.
index
- 1 Konjugácia a sexuálna reprodukcia
- 2 Štruktúry a faktory, ktoré zasahujú do procesu
- 2.1 Sex Pili
- 2.2 Konjugatívne prvky
- 3 Proces
- 4 Aplikácie
- 5 Referencie
Konjugácia a sexuálna reprodukcia
Baktérie nemajú organizáciu podobnú genetickému materiálu ako eukaryoty. Tieto organizmy nepredstavujú sexuálnu reprodukciu, pretože nepredstavujú redukčnú divíziu (meiózu), ktorá by tvorila gamety kedykoľvek počas ich života..
Aby sa dosiahla rekombinácia ich genetického materiálu (podstata sexuality), baktérie majú tri mechanizmy: transformáciu, konjugáciu a transdukciu.
Bakteriálna konjugácia teda nie je procesom sexuálnej reprodukcie. V druhom prípade sa môže považovať za bakteriálnu verziu tohto typu reprodukcie, pretože zahŕňa určitú genetickú výmenu.
Štruktúry a faktory, ktoré zasahujú do procesu
Sex pili
Tiež nazývané pili F, sú vláknité štruktúry, oveľa kratšie a tenšie ako bičík, tvorený proteínovými podjednotkami, ktoré sú navzájom prepletené, okolo dutého stredu. Jeho funkciou je udržanie dvoch buniek v kontakte počas konjugácie.
Je tiež možné, že konjugačný prvok sa prenesie do recipientnej bunky cez centrálny otvor pohlavného pili.
Konjugatívne prvky
Je to genetický materiál, ktorý sa bude prenášať počas procesu bakteriálnej konjugácie. Môže byť inej povahy, medzi nimi sú:
Extrachromozomálne DNA častice (Faktor F)
Tieto častice sú epizómy, to znamená plazmidy, ktoré sa môžu integrovať do bakteriálneho chromozómu procesom nazývaným homológna rekombinácia. Sú charakterizované tým, že majú dĺžku približne 100 kb, rovnako ako majú svoj vlastný začiatok replikácie a prenosu.
Bunky, ktoré majú faktor F, sa nazývajú samčie bunky alebo bunky F +, zatiaľ čo u ženských buniek (F-) tento faktor chýba. Akonáhle je konjugácia hotová, F-baktérie sa stanú F + a môžu pôsobiť ako také.
Chromozómové vlákna
Keď nastane homológna rekombinácia, faktor F sa viaže na bakteriálny chromozóm; v takýchto prípadoch sa nazýva faktor F 'a bunky, ktoré majú rekombinovanú DNA, sa nazývajú Hfr, skratkami v angličtine s vysokou frekvenciou rekombinácie.
Počas konjugácie medzi baktériou Hfr a F-baktériou prvá z nich prenesie do druhej vlákno svojej DNA rekombinovanej s faktorom F. V tomto prípade sa bunka receptora zmení na bunku Hfr.
V baktérii môže byť iba jeden faktor F, buď extrachromozomálny (F) alebo rekombinovaný s bakteriálnym chromozómom (F ').
plazmidy
Niektorí autori považujú plazmidy a F faktory spoločne a iní autori ich posudzujú samostatne. Obe sú extrachromozomálne genetické častice, ale na rozdiel od faktora F sa plazmidy neintegrujú do chromozómov. Sú to genetické prvky, ktoré sa väčšinou prenášajú počas procesu konjugácie.
Plazmidy sa skladajú z dvoch častí, z faktora prenosu rezistencie, ktorý je zodpovedný za prenos plazmidu a inej časti tvorenej viacerými génmi, ktoré majú informácie, ktoré kódujú rezistenciu na rôzne látky..
Niektoré z týchto génov môžu migrovať z jedného plazmidu do druhého z rovnakej bunky alebo z plazmidu do bakteriálneho chromozómu. Tieto štruktúry sa nazývajú transpozóny.
Niektorí autori tvrdia, že prospešné plazmidy pre baktérie sú skutočne endosymbiotiká, zatiaľ čo iné môžu byť naopak bakteriálne endoparazity.
proces
Darcovské bunky produkujú pohlavie pili. F častice alebo plazmidy prítomné len v týchto baktériách obsahujú genetickú informáciu, ktorá kóduje produkciu proteínov, ktoré tvoria pili. Vďaka tomu budú tieto štruktúry prezentovať iba bunky F +.
Pohlavie pili umožňuje na prvom mieste, aby sa darcovské bunky pripojili k bunkám príjemcu a potom zostali spolu.
Aby sa inicioval prenos, musia byť oddelené dva reťazce reťazca DNA. Najprv nastane rez v oblasti známej ako transferový pôvod (oriT) jedného z vlákien. Enzym relaxázy robí tento rez tak, že potom helikázový enzým začína proces separácie oboch reťazcov.
Enzým môže pôsobiť samostatne alebo tiež tvoriť komplex s niekoľkými rôznymi proteínmi. Tento komplex je známy ako relaxosóm.
Ihneď iniciovaná separácia reťazcov začne prenos jedného z prameňov, ktoré skončia len vtedy, keď celé vlákno prešlo do recipientnej bunky, alebo keď sú tieto dve baktérie oddelené..
Na dokončenie procesu prenosu syntetizujú komplementárne vlákno tak bunky, príjemca, ako aj donor a reťazec sa opäť stane kruhovým. Ako konečný produkt sú obidve baktérie teraz F + a môžu pôsobiť ako donory F baktérií-.
Plazmidy sú genetické elementy, ktoré sa najčastejšie prenášajú týmto spôsobom. Schopnosť konjugácie závisí od prítomnosti konjugačných plazmidov v baktérii, ktoré obsahujú genetickú informáciu potrebnú pre takýto proces.
aplikácie
Konjugácia sa používa v genetickom inžinierstve ako nástroj na prenos genetického materiálu do rôznych destinácií. Slúži na prenos genetického materiálu z baktérií do rôznych eukaryotických buniek a prokaryotických receptorov a dokonca na mitochondrie izolované z cicavcov..
Jedným z rodov baktérií, ktoré boli na dosiahnutie tohto typu prenosu najúspešnejšie Agrobacterium, ktorý bol použitý samostatne alebo v spojení s vírusom tabakovej mozaiky.
Medzi druhy geneticky transformované Agrobacterium Existujú kvasinky, huby, iné baktérie, riasy a živočíšne bunky.
referencie
- E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiológie. 2. vydanie. Holt, Rinehart a Winston.
- C.Lira. Agrobacterium. V zdvíhadle. Obnovené z lifeder.com.
- Bakteriálna konjugácia. Vo Wikipédii. Zdroj: en.wikipedia.org.
- R. Carpa (2010). Genetická rekombinácia v baktériách: horizont počiatkov sexuality v živých organizmoch. Elba Bioflux.
- Prokaryotická konjugácia. Vo Wikipédii. Zdroj: es.wikipedia.org.
- L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Regulácia bakteriálnej konjugácie: vyváženie príležitostí s nepriaznivými účinkami. Budúca mikrobiológia.
- E. Hogg (2005). Základná mikrobiológia. John Wiley & Sons Ltd.