Процес, структура та фактори бактеріальної кон'югації

The бактеріальна кон'югація є перенесення в одному напрямку генетичного матеріалу від донорської бактерії до іншого реципієнта, шляхом фізичного контакту між обома клітинами. Цей тип процесу може відбуватися як у бактерій, які реагують, так і в тих, що не реагують на забарвлення за Грамом, а також у стрептоміцетах..

Кон'югація може відбуватися між бактеріями одного виду або різних видів. Це може відбуватися навіть між прокаріотів і членами інших королівств (рослини, гриби, тварини).

Для того, щоб відбувався процес кон'югації, одна з задіяних бактерій, донор, повинна мати генетичний матеріал, який можна мобілізувати, який зазвичай представлений плазмідами або транспозонами..

Інша клітина, рецептор, не повинна мати таких елементів. Більшість плазмід може виявляти потенційні рецепторні клітини, які не мають аналогічних плазміди.

Індекс

• 1 Кон'югація та статеве розмноження
• 2 Структури та фактори, які втручаються в процес
  • 2.1 Секс Пілі
  • 2.2 Кон'югативні елементи
• 3 Процес
• 4 Програми
• 5 Посилання

Кон'югація і статеве розмноження

Бактерії не мають організації генетичного матеріалу, подібної до такої у еукаріотів. Ці організми не мають статевого розмноження, оскільки вони не надають зменшення поділу (мейозу), щоб утворити гамети в будь-який час їхнього життя..

Для досягнення рекомбінації їхнього генетичного матеріалу (сутності сексуальності) бактерії мають три механізми: трансформацію, кон'югацію та трансдукцію.

Бактеріальна кон'югація не є, отже, процесом статевого розмноження. В останньому випадку вона може розглядатися як бактеріальна версія цього типу репродукції, оскільки вона передбачає деякий генетичний обмін.

Структури та фактори, які втручаються в процес

Секс пілі

Також називаються pili F, являють собою ниткоподібні структури, набагато коротше і тонше, ніж джгутик, утворений білковими субодиницями, переплетеними один з одним, навколо порожнього центру. Її функція полягає в тому, щоб три клітини контактували під час кон'югації.

Можливо також, що кон'югований елемент переноситься в клітину-реципієнт через центральний отвір статевого пілі.

Кон'югативні елементи

Це генетичний матеріал, який буде переданий під час процесу бактеріальної кон'югації. Він може бути іншої природи, серед яких:

Екстрахромосомні частинки ДНК (Фактор F)

Ці частинки є епісомами, тобто плазміди, які можуть бути інтегровані в бактеріальну хромосому за допомогою процесу, званого гомологічною рекомбінацією. Вони характеризуються тим, що мають довжину приблизно 100 kb, а також мають власне походження реплікації і передачі.

Клітини, які мають фактор F, називаються чоловічими клітинами або клітинами F +, тоді як у жіночих клітин (F-) цього фактора немає. Як тільки кон'югація виконана, F-бактерії стають F + і можуть діяти як такі.

Нитки хромосоми

Коли відбувається гомологічна рекомбінація, фактор F зв'язується з бактеріальною хромосомою; в таких випадках це називається фактором F ', а клітини, які мають рекомбінаційну ДНК, називаються Hfr, скороченнями англійською мовою високої частоти рекомбінації.

Під час кон'югації між бактерією Hfr і F-бактерією перша переносить на другу ланцюг її ДНК, рекомбінантну з F-фактором.У цьому випадку рецепторна клітина перетворюється в Hfr-клітину..

У бактерії може бути тільки один фактор F, або екстрахромосомний (F), або рекомбінантний з бактеріальною хромосомою (F ').

Плазміди

Деякі автори розглядають плазміди і фактори F разом, а інші автори розглядають їх окремо. Обидва вони є позахромосомними генетичними частинками, але на відміну від фактора F, плазміди не інтегруються в хромосоми. Вони є генетичними елементами, які в основному передаються під час процесу кон'югації.

Плазміди складаються з двох частин; фактора перенесення резистентності, який відповідає за перенесення плазміди і іншої частини, утвореної безліччю генів, які мають інформацію, яка кодує стійкість до різних речовин.

Деякі з цих генів можуть мігрувати з однієї плазміди в іншу з тієї ж клітини або з плазміди в бактеріальну хромосому. Ці структури називаються транспозонами.

Деякі автори стверджують, що корисні плазміди для бактерій дійсно є ендосимбіотичними, в той час як інші можуть, навпаки, бути бактеріальними ендопаразитами..

Процес

Клітини-донори виробляють секс-пілі. Частинки F або плазміди, присутні тільки в цих бактеріях, містять генетичну інформацію, яка кодує продукцію білків, що утворюють пілі. Завдяки цьому лише F + клітини збираються представити ці структури.

Секс пілі дозволяє, в першу чергу, донорські клітини приєднуватися до клітин реципієнта, а потім залишатися разом.

Для того, щоб ініціювати перенесення, дві нитки ланцюга ДНК повинні бути розділені. По-перше, розріз відбувається в області, відомої як перенесення походження (oriT) одного з ниток. Фермент релаксази робить цей зріз таким, що потім фермент геликаза починає процес розділення обох ланцюгів.

Фермент може діяти окремо або також утворюючи комплекс з декількома різними білками. Цей комплекс відомий як релаксосома.

Негайно ініційоване відділення ланцюгів почне перенесення однієї з ниток, яка закінчиться тільки тоді, коли вся нитка перейде до одержуваної клітини, або коли дві бактерії розділені.

Для завершення процесу перенесення, як клітини, реципієнт і донор, синтезують комплементарну ланцюг, і ланцюг знову стає циркулярним. Як кінцевий продукт, обидві бактерії є F + і можуть діяти як донори з F бактеріями-.

Плазміди є генетичними елементами, які найчастіше передаються таким чином. Здатність кон'югації залежить від присутності в бактерії кон'югованих плазмід, які містять генетичну інформацію, необхідну для такого процесу.

Програми

Кон'югація була використана в генній інженерії як інструмент для передачі генетичного матеріалу в різні місця призначення. Він служив для передачі генетичного матеріалу від бактерій до різних еукаріотичних клітин і прокаріотичних рецепторів, і навіть до мітохондрій, виділених із ссавців.

Одним з родів бактерій, який найбільш успішно використовувався для досягнення такого типу трансферу, є Agrobacterium, який був використаний окремо або разом з вірусом тютюнової мозаїки.

Серед видів генетично трансформованих Agrobacterium Є дріжджі, гриби, інші бактерії, водорості і клітини тварин.

Список літератури

1. E.W. Nester, C.E. Робертс, Н.Н. Pearsall & B.J. Маккарті (1978). Мікробіологія 2-е видання. Холт, Рінехарт і Вінстон.
2. C.Lira. Agrobacterium. Наживо. Відновлено з lifeder.com.
3. Бактеріальна кон'югація. У Вікіпедії. Отримано з en.wikipedia.org.
4. Р. Карпа (2010). Генетична рекомбінація в бактеріях: горизонт початку сексуальності в живих організмах. Elba Bioflux.
5. Прокаріотична кон'югація. У Вікіпедії. Отримано з es.wikipedia.org.
6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Регулювання бактеріальної кон'югації: балансування можливостей з труднощами. Майбутньої мікробіології.
7. Е. Hogg (2005). Суттєва мікробіологія. John Wiley & Sons Ltd.