Bacteriële conjugatieproces, structuur en factoren

De Bacteriële vervoeging Het is de overdracht in een enkele richting van genetisch materiaal van een donorbacterie naar een andere ontvanger, door fysiek contact tussen beide cellen. Dit type proces kan optreden, zowel in bacteriën die reageren, als bij degenen die niet reageren op gramkleuring, en ook in streptomyceten.

Vervoeging kan optreden tussen bacteriën van dezelfde soort, of van verschillende soorten. Het kan zelfs voorkomen tussen prokaryoten en leden van andere koninkrijken (planten, schimmels, dieren).

Bacteriële vervoeging. De afbeelding toont van boven naar beneden twee bacteriën voor, tijdens en na de vervoeging. Genomen en bewerkt door gebruiker Magnus Manske op.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/]].

Om het conjugatieproces te voorkomen, een van de betrokken bacteriën, de donor, moet het genetische materiaal bezitten dat kan worden gemobiliseerd, dat in het algemeen wordt weergegeven door plasmiden of transposons.

De andere cel, de ontvanger, moet deze elementen missen. De meeste plasmiden kunnen potentiële ontvangende cellen detecteren die vergelijkbare plasmiden missen.

[TOC]

Vervoeging en seksuele reproductie

Bacteriën presenteren geen organisatie van het genetische materiaal vergelijkbaar met die van eukaryoten. Deze organismen presenteren geen seksuele reproductie omdat ze geen reductieverdeling (meiose) presenteren om op elk moment van hun leven gameten te vormen.

Om de recombinatie van hun genetisch materiaal (essentie van seksualiteit) te bereiken, hebben bacteriën drie mechanismen: transformatie, conjugatie en transductie.

Bacteriële conjugatie is dan niet een proces van seksuele reproductie. In het laatste geval kan het worden beschouwd als een bacteriële versie van dit type reproductie, omdat het een genetische uitwisseling omvat.

Structuren en factoren die bij het proces betrokken zijn

Seksuele pili

Ook wel pili f genoemd, ze zijn filamenteuze structuren, veel korter en dunner dan een plaag, gevormd door eiwitsubeenheden die met elkaar verweven zijn, rond een hol centrum. De functie ervan is om twee cellen in contact te houden tijdens vervoeging.

Kan u van dienst zijn: schimmelsmorfologie

Het is ook mogelijk dat het conjugatieve element wordt overgebracht naar de ontvangende cel door middel van het centrale gat van de seksuele pili.

Conjugatieve elementen

Het is het genetische materiaal dat zal worden overgedragen tijdens het bacteriële conjugatieproces. Het kan van verschillende aard zijn, waaronder:

Extracromosomale DNA -deeltjes (Factor F)

Deze deeltjes zijn afleveringen, dat wil zeggen plasmiden die kunnen worden geïntegreerd in het bacteriële chromosoom door een proces dat homologe recombinatie wordt genoemd. Ze worden gekenmerkt door een lengte van ongeveer 100 kb te hebben, evenals hun eigen oorsprong van replicatie en overdracht.

De cellen die de F-factor hebben, worden mannelijke cellen of F+-cellen genoemd, terwijl vrouwelijke cellen (F-) geen factor missen. Zodra de vervoeging is uitgevoerd, worden de bacteriën f+ en kunnen ze als zodanig handelen.

Chromosomen

Wanneer homologe recombinatie optreedt, voegt factor F zich aan bij het bacteriële chromosoom; In dergelijke gevallen wordt het factor f genoemd.

Tijdens de vervoeging tussen een HFR-bacteriën en een F-bacterie, wordt de eerste overgebracht naar de tweede een streng van zijn gerecombineerde DNA met factor F-factor. In dit geval wordt de ontvangende cel op zijn beurt een HFR -cel.

Er kan maar één F -factor in een bacterie zijn, hetzij in een extra -romeomale vorm (F) of gerecombineerd tot het bacteriële chromosoom (F ').

Plasmiden

Sommige auteurs beschouwen plasmiden samen en factoren F, en andere auteurs behandelen ze afzonderlijk. Beide zijn extracromatische genetische deeltjes, maar in tegenstelling tot factor F zijn plasmiden niet geïntegreerd in chromosomen. Het zijn de genetische elementen die meestal worden overgedragen tijdens het conjugatieproces.

Het kan u van dienst zijn: Microsporidia

De plasmiden zijn samengesteld uit twee delen;, een weerstandsoverdrachtsfactor, die verantwoordelijk is voor de overdracht van het plasmide en een ander deel gevormd door meerdere genen die de informatie hebben die codeert voor de weerstand tegen verschillende stoffen.

Sommige van deze genen kunnen van het ene plasmide naar het andere migreren van dezelfde cel, of van een plasmide naar het bacteriële chromosoom. Deze structuren worden transposons genoemd.

Sommige auteurs beweren dat de gunstige plasmiden voor bacteriën echt endosimbiones zijn, terwijl anderen integendeel bacteriële endoparasieten kunnen zijn.

Proces

Donorcellen produceren seksuele pili. De deeltjes voor de plasmiden die alleen in deze bacteriën aanwezig zijn, bevatten de genetische informatie die codeert voor de productie van de eiwitten die de pili vormen. Daarom zullen alleen F+ -cellen deze structuren presenteren.

Seks pili staat in de eerste plaats toe dat donorcellen aan de ontvangende cellen worden bevestigd en dan bij elkaar blijven.

Om de overdracht te starten, moeten de twee strengen van de DNA -ketting worden gescheiden. Ten eerste vindt een snede plaats in het gebied dat bekend staat als de oorsprong van overdracht (orit) van een van de strengen. Een enzymrelaxase maakt dit zo snijdt dat een helicase -enzym het proces van het scheiden van beide ketens begint.

Het enzym kan alleen handelen of ook een complex vormen met verschillende eiwitten. Dit complex staat bekend als relaxosoom.

Onmiddellijk geïnitieerd De scheiding van de ketens zal beginnen met de overdracht van een van de strengen, die pas zal worden afgesloten wanneer de volledige streng is overgegaan naar de ontvangende cel, of wanneer de twee bacteriën worden gescheiden.

Het kan u van dienst zijn: Proteobacteria

Om het overdrachtsproces te voltooien, synthetiseren zowel cellen, ontvanger als donor de complementaire streng en wordt de ketting opnieuw circulair gemaakt. Als eindproduct zijn beide bacteriën nu F+ en kunnen ze fungeren als donoren met B -bacteriën-.

De plasmiden zijn de genetische elementen die het meest op deze manier worden overgedragen. Conjugatiecapaciteit hangt af van de aanwezigheid in de bacterie van conjugatieve plasmiden die de genetische informatie bevatten die nodig is voor een dergelijk proces.

Toepassingen

Vervoeging is gebruikt in genetische manipulatie als hulpmiddel om genetisch materiaal over te dragen naar verschillende bestemmingen. Het heeft gediend om genetisch materiaal over te dragen van bacteriën naar verschillende eukaryotische cellen en het ontvangen van prokaryoten, en zelfs geïsoleerde mitochondria -zoogdieren.

Een van de bacteriegenres die succesvoller is gebruikt om dit soort overdracht te bereiken, is Agrobacterium, die alleen is gebruikt, of samen met het tabaksmozaïekvirus.

Onder de genetisch getransformeerde soorten door Agrobacterium Het zijn gisten, schimmels, andere bacteriën, algen en dierencellen.

Transformatie door Agrobacterium Swimfaciens naar de cel van een plant. Genomen en bewerkt uit: J Levin W [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)].

Referenties

1. EN.W. Nester, c.EN. Roberts, n.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Microbiologie. 2e editie. Holt, Rinehart en Winston.
2. C.Lire. Agrobacterium. In Lofede. Hersteld van Lofede.com.
3. Bacteriële vervoeging. In Wikipedia. Opgehaald van.Wikipedia.borg.
4. R. Tent (2010). Genetische recombinatie in bacteriën: horizon van het begin van seksualiteit in levende organismen. Elba Biofux.
5. Procary vervoeging. In Wikipedia. Hersteld van ES.Wikipedia.borg.
6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Regulatie van bacteriële conjugatie: balans geritsel met tegenspoed. Toekomstige microbiologie.
7. EN.Hogg (2005). Essentiële microbiologie. John Wiley & Sons Ltd.