Бактериальный процесс конъюгации, структура и факторы

бактериальная конъюгация - передача в одном направлении генетического материала от донорской бактерии другому реципиенту посредством физического контакта между обеими клетками. Этот тип процесса может происходить как у бактерий, которые реагируют, как у тех, которые не реагируют на окраску по Граму, так и у стрептомицетов..

Конъюгация может происходить между бактериями одного и того же вида или разных видов. Это может произойти даже между прокариотами и представителями других царств (растений, грибов, животных)..

Чтобы происходил процесс конъюгации, одна из задействованных бактерий, донор, должна обладать генетическим материалом, который можно мобилизовать, который обычно представлен плазмидами или транспозонами..

Другая клетка, рецептор, не должна иметь таких элементов. Большинство плазмид могут обнаруживать потенциальные рецепторные клетки, в которых отсутствуют подобные плазмиды..

индекс

• 1 Спряжение и половое размножение
• 2 Структуры и факторы, которые вмешиваются в процесс
  • 2.1 Секс Пили
  • 2.2 Сопряженные элементы
• 3 Процесс
• 4 Приложения
• 5 ссылок

Спряжение и половое размножение

Бактерии не имеют организации генетического материала, подобного эукариотам. Эти организмы не дают полового размножения, потому что они не представляют редуцирующего деления (мейоза) для формирования гамет в любой момент их жизни..

Для достижения рекомбинации своего генетического материала (сущности сексуальности) бактерии имеют три механизма: трансформацию, конъюгацию и трансдукцию..

Бактериальное сопряжение, следовательно, не является процессом полового размножения. В последнем случае его можно рассматривать как бактериальную версию этого типа размножения, поскольку он предполагает некоторый генетический обмен.

Структуры и факторы, которые вмешиваются в процесс

Секс пили

Также называемые пили F, представляют собой нитевидные структуры, намного короче и тоньше жгутика, образованные белковыми субъединицами, переплетенными друг с другом, вокруг полого центра. Его функция заключается в поддержании контакта двух клеток во время конъюгации.

Также возможно, что конъюгирующий элемент переносится в клетку реципиента через центральное отверстие полового пили.

Сопряженные элементы

Это генетический материал, который будет передаваться в процессе бактериального конъюгации. Это может быть другой характер, среди них:

Внехромосомные частицы ДНК (Фактор F)

Эти частицы являются эпизодами, то есть плазмидами, которые могут быть интегрированы в бактериальную хромосому с помощью процесса, называемого гомологичной рекомбинацией. Они характеризуются длиной примерно 100 кб, а также имеют собственный источник репликации и переноса..

Клетки, которые обладают фактором F, называются мужскими клетками или клетками F +, тогда как женским клеткам (F-) не хватает этого фактора. Как только конъюгация закончена, F-бактерии становятся F + и могут действовать как таковые.

Хромосомные нити

Когда происходит гомологичная рекомбинация, фактор F связывается с бактериальной хромосомой; в таких случаях он называется фактором F ', а клетки, которые обладают рекомбинированной ДНК, называются Hfr, сокращениями на английском языке обозначают высокую частоту рекомбинации..

Во время конъюгации между бактерией Hfr и F-бактерией первая переносит во вторую нить своей ДНК, рекомбинированной с фактором F. В этом случае рецепторная клетка превращается в клетку Hfr..

В бактерии может быть только один F-фактор, либо внехромосомный (F), либо рекомбинированный с бактериальной хромосомой (F ').

плазмиды

Некоторые авторы рассматривают плазмиды и F-факторы вместе, а другие авторы рассматривают их отдельно. Оба являются внехромосомными генетическими частицами, но в отличие от фактора F плазмиды не интегрируются в хромосомы. Это генетические элементы, которые в основном передаются в процессе сопряжения.

Плазмиды состоят из двух частей: фактора переноса устойчивости, который отвечает за перенос плазмиды, и другой части, образованной несколькими генами, которые обладают информацией, кодирующей устойчивость к различным веществам..

Некоторые из этих генов могут мигрировать из одной плазмиды в другую из той же клетки или из плазмиды в бактериальную хромосому. Эти структуры называются транспозонами..

Некоторые авторы утверждают, что полезные плазмиды для бактерий действительно являются эндосимбиотическими, в то время как другие, наоборот, могут быть бактериальными эндопаразитами..

процесс

Донорские клетки продуцируют половой пили. Частицы F или плазмиды, присутствующие только в этих бактериях, содержат генетическую информацию, которая кодирует продукцию белков, образующих пили. Из-за этого, только F + клетки собираются представить эти структуры.

Половые пили позволяют, во-первых, донорским клеткам прикрепляться к реципиентным клеткам, а затем оставаться вместе.

Чтобы инициировать перенос, две цепи цепи ДНК должны быть разделены. Во-первых, в области, известной как начало переноса (oriT) одной из нитей, происходит разрез. Релаксазный фермент делает этот разрез так, что затем фермент геликаза начинает процесс разделения обеих цепей.

Фермент может действовать самостоятельно или также образовывать комплекс с несколькими различными белками. Этот комплекс известен как релаксосома.

Сразу же после инициированного разделения цепей начнется перенос одной из цепей, который закончится только тогда, когда вся цепочка прошла в клетку-реципиент или когда две бактерии разделены.

Чтобы завершить процесс переноса, обе клетки, реципиент и донор, синтезируют комплементарную цепь, и цепь снова становится круглой. Как конечный продукт, обе бактерии теперь являются F + и могут выступать в качестве доноров с F бактериями-.

Плазмиды - это генетические элементы, которые чаще всего передаются таким образом. Способность конъюгации зависит от наличия в бактерии конъюгативных плазмид, которые содержат генетическую информацию, необходимую для такого процесса..

приложений

Конъюгация использовалась в генной инженерии как инструмент для передачи генетического материала в различные места назначения. Он служил для передачи генетического материала от бактерий к различным эукариотическим клеткам и прокариотическим рецепторам, и даже к митохондриям, выделенным от млекопитающих.

Одним из родов бактерий, который наиболее успешно использовался для достижения этого типа переноса, является Agrobacterium, который использовался отдельно или в сочетании с вирусом табачной мозаики.

Среди видов, генетически трансформированных Agrobacterium Есть дрожжи, грибы, другие бактерии, водоросли и клетки животных..

ссылки

1. E.W. Нестер, C.E. Робертс Н.Н. Pearsall & B.J. Маккарти (1978). Микробиология. 2-е издание. Холт, Райнхарт и Уинстон.
2. C.Lira. Agrobacterium. В жизни. Восстановлено от lifeder.com.
3. Бактериальное сопряжение. В википедии. Получено с en.wikipedia.org.
4. Р. Карпа (2010). Генетическая рекомбинация у бактерий: горизонт начала сексуальности в живых организмах. Эльба Биофлюкс.
5. Прокариотическое сопряжение. В википедии. Получено с es.wikipedia.org.
6. Л.С. Frost & G. Koraimann (2010). Регуляция бактериальной конъюгации: возможность уравновешивания с неблагоприятной ситуацией. Будущая микробиология.
7. Э. Хогг (2005). Основная микробиология. John Wiley & Sons Ltd.