Proses conjugasi bakteria, struktur dan faktor



The conjugation bakteria adalah pemindahan dalam satu arah bahan genetik dari bakteria penderma kepada penerima lain, melalui hubungan fizikal antara kedua-dua sel. Proses jenis ini boleh berlaku dalam bakteria yang bertindak balas, seperti yang tidak bereaksi terhadap Gram noda, dan juga dalam streptomycetes.

Konjugasi boleh terjadi di antara bakteria spesies yang sama, atau spesies yang berlainan. Ia juga boleh terjadi di antara prokariota dan ahli-ahli kerajaan lain (tumbuh-tumbuhan, kulat, haiwan).

Untuk proses konjugasi berlaku, salah satu daripada bakteria yang terlibat, penderma, mesti memiliki bahan genetik yang dapat digerakkan, yang biasanya diwakili oleh plasmids atau transposons.

Sel lain, reseptor, mesti tidak mempunyai elemen sedemikian. Kebanyakan plasmid dapat mengesan sel penerima reseptor yang tidak mempunyai plasmid yang sama.

Indeks

  • 1 Konjugasi dan pembiakan seksual
  • 2 Struktur dan faktor yang campur tangan dalam proses
    • 2.1 Sex Pili
    • 2.2 Unsur konjugasi
  • 3 Proses
  • 4 Aplikasi
  • 5 Rujukan

Konjugasi dan pembiakan seksual

Bakteria tidak mempunyai organisasi bahan genetik yang serupa dengan eukariota. Organisma ini tidak memperlihatkan pembiakan seksual kerana mereka tidak menunjukkan bahagian pengurangan (meiosis) untuk membentuk gamet pada bila-bila masa dalam kehidupan mereka.

Untuk mencapai rekombinasi bahan genetik mereka (intipati seksualiti), bakteria mempunyai tiga mekanisme: transformasi, conjugation dan transduction.

Konjugasi bakteria tidak, maka, proses pembiakan seksual. Dalam kes yang terakhir, ia boleh dipertimbangkan sebagai versi bakteria jenis pembiakan ini, kerana ia melibatkan beberapa pertukaran genetik.

Struktur dan faktor yang campur tangan dalam proses

Seks pili

Juga dikenali sebagai pili F, adalah struktur filamen, jauh lebih pendek dan nipis daripada flagellum, dibentuk oleh subunit protein yang saling terhubung, di sekitar pusat berongga. Fungsinya adalah untuk menjaga dua sel dalam hubungan semasa konjugasi.

Ia juga mungkin bahawa unsur konjugasi dipindahkan ke sel penerima melalui lubang pusat pili seks.

Unsur konjugasi

Ia adalah bahan genetik yang akan dipindahkan semasa proses konjugasi bakteria. Ia boleh menjadi sifat yang berbeza, di antaranya ialah:

Zarah DNA Extrachromosomal (Faktor F)

Zarah-zarah ini adalah episom, iaitu plasmid yang dapat diintegrasikan ke dalam kromosom bakteria oleh suatu proses yang dipanggil penggabungan homolog. Mereka dicirikan dengan mempunyai panjang kira-kira 100 kb, serta memiliki asal mereka sendiri replikasi dan pemindahan.

Sel-sel yang mempunyai faktor F dipanggil sel-sel lelaki atau sel F +, manakala sel-sel wanita (F-) kekurangan faktor tersebut. Setelah conjugation dilakukan, F-bakteri menjadi F + dan boleh bertindak seperti itu.

Benang kromosom

Apabila penggabungan homologik berlaku, faktor F mengikat kepada kromosom bakteria; dalam kes sedemikian ia dipanggil faktor F 'dan sel-sel yang mempunyai DNA yang dipanggil semula disebut Hfr, dengan singkatan dalam bahasa Inggeris frekuensi tinggi rekombinasi.

Semasa konjugasi di antara bakteria Hfr dan bakteria F, yang pertama pemindahan kepada yang kedua adalah sehelai DNA yang dikombinasikan semula dengan faktor F. Dalam kes ini, sel reseptor bertukar menjadi sel Hfr.

Terdapat hanya satu faktor F dalam bakteria, sama ada extrachromosomal (F) atau recombined kepada kromosom bakteria (F ').

Plasmids

Sesetengah penulis menganggap plasmid dan faktor F bersama-sama, dan penulis lain merawatnya secara berasingan. Kedua-duanya adalah zarah genetik extrachromosomal, tetapi tidak seperti faktor F, plasmid tidak menggabungkan ke dalam kromosom. Mereka adalah unsur genetik yang kebanyakannya dihantar semasa proses konjugasi.

Plasmid terdiri daripada dua bahagian, iaitu faktor pemindahan rintangan, yang bertanggungjawab untuk pemindahan plasmid dan satu lagi bahagian yang dibentuk oleh pelbagai gen yang memiliki maklumat yang mengodkan rintangan kepada bahan yang berlainan.

Sesetengah gen ini boleh berhijrah dari satu plasmid ke yang lain dari sel yang sama, atau dari plasmid ke kromosom bakteria. Struktur ini dipanggil transposon.

Sesetengah penulis berpendapat bahawa plasmid bermanfaat untuk bakteria adalah benar-benar endosymbiotik, sementara yang lain boleh, sebaliknya, menjadi endoparasit bakteria.

Proses

Sel penderma menghasilkan pili seks. F partikel atau plasmid yang hadir hanya dalam bakteria ini mengandungi maklumat genetik yang kod bagi penghasilan protein yang membentuk pili. Disebabkan ini, hanya sel F + akan membentangkan struktur ini.

Seks pili membenarkan, pada mulanya, bahawa sel penderma melampirkan diri mereka ke sel penerima dan kemudian mereka tetap bersama.

Untuk memulakan pemindahan, kedua-dua helai untaian DNA mesti dipisahkan. Pertama, potongan berlaku di rantau ini yang dikenali sebagai asal pemindahan (oriT) salah satu helai. Enzim relaxase menjadikan pemotongan ini supaya enzim helikase memulakan proses pemisahan kedua-dua rantai.

Enzim boleh bertindak sendirian atau juga membentuk kompleks dengan beberapa protein yang berbeza. Kompleks ini dikenali sebagai relaxosoma.

Segera dimulakan pemisahan rantai akan memulakan pemindahan salah satu helai, yang hanya akan berakhir apabila seluruh helai telah lulus ke sel penerima, atau apabila kedua-dua bakterinya dipisahkan.

Untuk menyelesaikan proses pemindahan, kedua-dua sel, penerima dan penderma, mensintesis strand pelengkap, dan rantai menjadi pekeliling sekali lagi. Sebagai produk akhir, kedua-dua bakteria kini F + dan boleh bertindak sebagai penderma dengan bakteria F-.

Plasmids adalah unsur genetik yang paling sering ditularkan dengan cara ini. Keupayaan konjugasi bergantung kepada kehadiran bakterium plasmid konjugat yang mengandungi maklumat genetik yang diperlukan untuk proses sedemikian.

Permohonan

Konjugasi ini telah digunakan dalam kejuruteraan genetik sebagai alat untuk memindahkan bahan genetik ke destinasi yang berlainan. Ia telah memindahkan bahan genetik dari bakteria kepada sel-sel eukariotik yang berbeza dan reseptor prokariotik, dan juga kepada mitokondria yang terisolasi dari mamalia.

Salah satu genera bakteria yang telah digunakan paling berjaya untuk mencapai jenis pemindahan ini adalah Agrobacterium, yang telah digunakan semata-mata, atau bersempena dengan virus mozek tembakau.

Antara spesis genetik yang diubah oleh Agrobacterium Terdapat ragi, kulat, bakteria lain, alga dan sel haiwan.

Rujukan

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologi Edisi ke-2. Holt, Rinehart dan Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. Dalam lifner. Pulih dari lifeder.com.
  3. Conjugation bakteria. Di Wikipedia. Diambil dari en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Rekombinasi genetik dalam bakteria: cakerawala dari permulaan seksualiti dalam organisma hidup. Elba Bioflux.
  5. Konjugasi prokaryotik. Di Wikipedia. Diambil dari es.wikipedia.org.
  6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Peraturan konjugasi bakteria: menyeimbangkan peluang dengan kesukaran. Masa Depan Mikrobiologi.
  7. E. Hogg (2005). Mikrobiologi penting. John Wiley & Sons Ltd.