BAKTERIJŲ KONJUGACIJA: PROCESAS, STRUKTŪRA IR VEIKSNIAI - BIOLOGIJA - 2025

Bakterinė konjugacijos yra perkelti į vieną pusę genetinės medžiagos iš donoro bakterijos į kitą gavėjo, pagal fizinio kontakto tarp į dviejų ląstelių. Šis procesas gali vykti tiek reaguojančiose bakterijose, tiek ir tose, kurios nereaguoja į gramo dėmę, taip pat streptomicituose.

Konjugacija gali vykti tarp tų pačių rūšių ar skirtingų rūšių bakterijų. Jis gali atsirasti net tarp prokariotų ir kitų karalysčių narių (augalų, grybų, gyvūnų).

Bakterijų konjugacija. Paveikslėlyje iš viršaus į apačią parodytos dvi bakterijos prieš konjugaciją, jos metu ir po jos. Paimta ir redaguota iš vartotojo Magnus Manske en.wikipedia.

Kad įvyktų konjugacijos procesas, viena iš dalyvaujančių bakterijų, donoras, turi turėti mobilizuojamą genetinę medžiagą, kurią paprastai reprezentuoja plazmidės ar transposonai.

Kitai ląstelei, gavėjui, šių elementų trūksta. Dauguma plazmidžių gali aptikti potencialias recipiento ląsteles, kuriose nėra panašių plazmidų.

Konjugacija ir lytinis dauginimasis

Bakterijos neturi genetinės medžiagos organizacijos, panašios į eukariotų organizmą. Šie organizmai neturi lytinio dauginimosi, nes bet kuriuo savo gyvenimo momentu jie nedaro redukcijos (mejozės) ir sudaro lytines ląsteles.

Norėdami pasiekti savo genetinės medžiagos rekombinaciją (seksualumo esmę), bakterijos turi tris mechanizmus: transformaciją, konjugaciją ir transdukciją.

Bakterijų konjugacija nėra lytinio dauginimosi procesas. Pastaruoju atveju tai gali būti laikoma šio tipo reprodukcijos bakterine versija, nes ji apima tam tikrus genetinius mainus.

Procese dalyvaujančios struktūros ir veiksniai

Seksualinis pili

Taip pat vadinami pili F, jie yra siūlinės struktūros, daug trumpesnės ir plonesnės nei žiedkočiai, sudaryti iš baltymų subvienetų, susipynusių aplink tuščiavidurį centrą. Jo funkcija yra palaikyti kontaktą su dviem ląstelėmis konjugacijos metu.

Taip pat įmanoma, kad konjugacinis elementas per centrinius sekso piliulės organus pernešamas į recipiento ląstelę.

Conjugative elementai

Tai genetinė medžiaga, kuri bus perduota vykstant bakterijų konjugacijai. Tai gali būti skirtingo pobūdžio, tarp jų yra:

Ekstrachromosomos DNR dalelės

Šios dalelės yra epizomos, tai yra plazmidės, kurios gali būti integruotos į bakterijos chromosomą per procesą, vadinamą homologine rekombinacija. Jie pasižymi maždaug 100 kb ilgio, taip pat savo replikacijos ir perkėlimo kilme.

Ląstelės, turinčios F faktorių, vadinamos vyriškomis arba F + ląstelėmis, o moteriškos lyties ląstelėms (F-) šio faktoriaus trūksta. Po konjugacijos F-bakterijos tampa F + ir gali veikti kaip tokios.

Chromosomos sruogos

Kai įvyksta homologinė rekombinacija, faktorius F jungiasi prie bakterijos chromosomos; tokiais atvejais jis vadinamas faktoriu F ', o ląstelės, turinčios rekombinantinę DNR, yra vadinamos Hfr, kad būtų galima atlikti aukšto dažnio rekombinaciją.

Konjuguojant tarp Hfr bakterijos ir F-bakterijos, pirmoji perkelia į antrą savo rekombinuotos DNR grandinę su faktoriumi F. Tokiu atveju pati recipiento ląstelė tampa Hfr ląstele.

Bakterijoje gali būti tik vienas faktorius F - ekstrachromosomos pavidalu (F) arba rekombinuotos prie bakterijos chromosomos (F ’).

Plazmidės

Kai kurie autoriai nagrinėja plazmides ir F faktorius kartu, kiti autoriai juos vertina atskirai. Abi yra ekstrachromosomos genetinės dalelės, tačiau, skirtingai nei F faktorius, plazmidės neintegruojasi į chromosomas. Jie yra genetiniai elementai, kurie dažniausiai perduodami konjugacijos proceso metu.

Plazmidės susideda iš dviejų dalių: atsparumo perdavimo faktoriaus, atsakingo už plazmidės perkėlimą, ir kitos dalies, sudarytos iš kelių genų, turinčių informaciją, koduojančią atsparumą skirtingoms medžiagoms.

Kai kurie iš šių genų gali migruoti iš vienos plazmidės į kitą toje pačioje ląstelėje arba iš plazmidės į bakterijos chromosomą. Šios struktūros vadinamos transpononais.

Kai kurie autoriai teigia, kad bakterijoms naudingos plazmidės iš tikrųjų yra endosimbiontai, kiti, atvirkščiai, gali būti bakterijų endoparazitai.

Procesas

Donoro ląstelės gamina sekso pilius. F dalelėse arba plazmidėse, esančiose tik šiose bakterijose, yra genetinė informacija, koduojanti baltymų, sudarančių pilius, gamybą. Dėl šios priežasties tik F + ląstelės pateiks šias struktūras.

Lyties organai leidžia donoro ląstelėms pirmiausia prisitvirtinti prie recipiento ląstelių, o po to suklijuoti.

Norint pradėti pernešimą, reikia atskirti dvi DNR grandinės gijas. Pirmiausia pjūvis įvyksta regione, vadinamame vienos iš gijų pernešimo (oriT) kilme. Fermentas relaksazė daro šį pjūvį taip, kad vėliau helikazės fermentas pradeda abiejų grandinių atskyrimo procesą.

Fermentas gali veikti atskirai arba taip pat sudarydamas kompleksą su keliais skirtingais baltymais. Šis kompleksas žinomas kaip relaxosome pavadinimas.

Tuoj pat pradedant grandinių atskyrimą, prasidės vienos sruogos perkėlimas, kuris baigsis tik tada, kai visa gija pateks į ląstelę-recipientą arba kai abi bakterijos atsiskirs.

Norėdami užbaigti perkėlimo procesą, tiek ląstelės, tiek recipientas, tiek donoras, susintetina papildomą grandinę, o grandinė priversta vėl cirkuliuoti. Kaip galutinis produktas, abi bakterijos dabar yra F + ir gali veikti kaip donorės su F-bakterijomis.

Plazmidės yra genetiniai elementai, dažniausiai perduodami tokiu būdu. Konjugacijos geba priklauso nuo to, ar bakterijoje yra konjugacinių plazmidžių, kuriose yra tokiam procesui reikalingos genetinės informacijos.

Programos

Konjugacija buvo naudojama genų inžinerijoje kaip įrankis perduoti genetinę medžiagą į skirtingas vietas. Jis pasitarnavo genetinei medžiagai pernešti iš bakterijų į skirtingas eukariotų ir prokariotų receptorių ląsteles ir net į izoliuotas žinduolių mitochondrijas.

Viena iš bakterijų genčių, kurioms sėkmingiausiai buvo panaudotas šio tipo pernešimas, yra Agrobacterium, kuri buvo naudojama atskirai arba kartu su tabako mozaikos virusu.

Tarp rūšių, kurias genetiškai transformuoja Agrobacterium, yra mielės, grybeliai, kitos bakterijos, dumbliai ir gyvūnų ląstelės.

Agrobacterium tumefaciens transformacija į augalo ląstelę. Paimta ir redaguota iš: J LEVIN W.

Nuorodos

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall ir BJ McCarthy (1978). Mikrobiologija. 2-asis leidimas. Holtas, Rinehartas ir Winstonas.
2. C. Lyra. Agrobakterijos. Gyvenime. Atgauta iš „lifeder.com“.
3. Bakterijų konjugacija. Vikipedijoje. Atkurta iš en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010). Genetinė rekombinacija bakterijose: seksualumo pradžios horizontas gyvuose organizmuose. „Elba Bioflux“.
5. Prokariotinė konjugacija. Vikipedijoje. Atkurta iš es.wikipedia.org.
6. „LS Frost“ ir G. Koraimann (2010). Bakterijų konjugacijos reguliavimas: pusiausvyros galimybė su negalavimais. Ateities mikrobiologija.
7. E.Hoggas (2005). Esminė mikrobiologija. John Wiley & Sons Ltd.