KONJUGACIJA BAKTERIJA: PROCES, STRUKTURA I FAKTORI - BIOLOGIJA - 2025

Bakterijske konjugacije se prenijeti u jednom smjeru genetskog materijala iz donoru drugom primatelju, fizičkom kontaktu između u dvije stanice. Ova vrsta procesa može se dogoditi i kod bakterija koje reagiraju, kao i kod onih koje ne reagiraju na Gram mrlje, kao i kod streptomiceta.

Do konjugacije može doći između bakterija iste vrste ili različitih vrsta. Može se pojaviti čak i između prokariota i članova drugih kraljevstava (biljaka, gljivica, životinja).

Konjugacija bakterija. Slika prikazuje odozgo prema dolje dvije bakterije prije, za vrijeme i nakon konjugacije. Preuzeto i uređeno od korisnika Magnus Manske na en.wikipedia.

Da bi se dogodio proces konjugacije, jedna od uključenih bakterija, donor, mora posjedovati genetski materijal koji se može mobilizirati, a koji je uglavnom predstavljen plazmidima ili transpozonima.

U drugoj ćeliji, primatelju, nedostajati ti elementi. Većina plazmida može otkriti potencijalne stanice primatelja kojima nedostaju slični plazmidi.

Konjugacija i seksualna reprodukcija

Bakterije nemaju organizaciju genetskog materijala sličnu onoj eukariota. Ti organizmi ne pokazuju seksualnu reprodukciju jer ne predstavljaju redukcijsku podjelu (mejozu) da bi formirali gamete u bilo kojem trenutku svog života.

Da bi postigle rekombinaciju svog genetskog materijala (bit seksualnosti), bakterije imaju tri mehanizma: transformaciju, konjugaciju i transdukciju.

Konjugacija bakterija nije proces seksualne reprodukcije. U potonjem se slučaju može smatrati bakterijskom verzijom ove vrste reprodukcije, budući da uključuje određenu genetsku razmjenu.

Strukture i faktori koji su uključeni u proces

Seksualni pili

Nazivaju ih i pili F, oni su vlaknaste strukture, mnogo kraći i tanji od flagelluma, koji se sastoje od proteinskih podjedinica isprepletenih oko šupljeg središta. Njegova funkcija je održavati kontakt dviju stanica tijekom konjugacije.

Također je moguće da se konjugativni element prenese u stanicu primatelja putem središnjeg forama spolnih pilija.

Konjugativni elementi

To je genetski materijal koji će se prenositi tijekom procesa konjugacije bakterija. Može biti drugačije prirode, među njima su:

Ekstrahromosomske čestice DNA

Te su čestice epizomi, tj. Plazmidi koji se mogu integrirati u bakterijski kromosom postupkom koji se naziva homologna rekombinacija. Karakterizira ih duljina od približno 100 kb, kao i imaju vlastito podrijetlo replikacije i prijenosa.

Stanice koje posjeduju faktor F nazivaju se muškim stanicama ili F + stanicama, dok ženskim stanicama (F-) nedostaje ovaj faktor. Nakon konjugacije, F-bakterije postaju F + i mogu djelovati kao takve.

Pramenovi kromosoma

Kada dođe do homologne rekombinacije, faktor F se veže na bakterijski kromosom; u takvim se slučajevima naziva faktor F ', a stanice koje imaju rekombinantnu DNA nazivaju se Hfr, za rekombinaciju visokih frekvencija.

Tijekom konjugacije između bakterije Hfr i F-bakterije, prva prenosi na drugi niz svoje rekombinirane DNK s faktorom F. U ovom slučaju, stanica primatelja sama postaje Hfr stanica.

U bakteriji može postojati samo jedan faktor F, bilo u ekstrahromosomskom obliku (F) ili rekombiniran u bakterijski kromosom (F ').

plazmidi

Neki autori razmatraju plazmide i F faktore zajedno, a drugi ih odvojeno tretiraju. Oboje su ekstrahromosomske genetske čestice, ali za razliku od faktora F, plazmidi se ne integriraju u kromosome. Oni su genetski elementi koji se uglavnom prenose tijekom procesa konjugacije.

Plazmidi se sastoje od dva dijela: faktora prijenosa otpornosti koji je odgovoran za prijenos plazmida i drugog dijela koji se sastoji od više gena koji imaju podatke koji kodiraju otpornost na različite tvari.

Neki od tih gena mogu migrirati iz jednog plazmida u drugi u istoj stanici, ili iz plazmida u bakterijski kromosom. Te se strukture nazivaju transpozoni.

Neki autori tvrde da su plazmidi korisni za bakterije zapravo endosimbionti, dok drugi, naprotiv, mogu biti bakterijski endoparaziti.

Postupak

Donorske stanice proizvode spolne pili. F čestice ili plazmidi prisutni samo u tim bakterijama sadrže genetske informacije koje kodiraju proizvodnju proteina koji tvore pili. Zbog toga će samo F + stanice predstaviti ove strukture.

Seks pili omogućavaju davaocima da se najprije vežu na stanice primatelje, a zatim se drže zajedno.

Da bi se započeo prijenos, moraju se razdvojiti dva lanca DNA lanca. Prvo, dolazi do rezanja u regiji poznatom kao podrijetlo prijenosa (oriT) jednog od niti. Enzim za opuštanje čini ovaj rez tako da kasnije enzim helikaza započne proces odvajanja oba lanca.

Enzim može djelovati sam ili također formirajući kompleks s nekoliko različitih proteina. Ovaj kompleks poznat je po nazivu relaksosoma.

Odmah kada započne odvajanje lanaca, započet će prijenos jednog od lanaca, koji će se završiti tek kada je cjelokupni lan prešao u stanicu primatelja ili kada se dvije bakterije odvoje.

Da bi dovršili proces prijenosa, i stanice, i primatelj i donor, sintetiziraju komplementarni niz, a lanac se stvara da cirkulira ponovo. Kao konačni proizvod obje su bakterije F + i mogu djelovati kao donatori F-bakterijama.

Plazmidi su genetski elementi koji se najčešće prenose na taj način. Kapacitet konjugacije ovisi o prisutnosti u bakteriji konjugacijskih plazmida koji sadrže genetske informacije potrebne za takav postupak.

Prijave

Konjugacija se koristi u genetskom inženjerstvu kao alat za prijenos genetskog materijala na različita odredišta. Služio je za prijenos genetskog materijala iz bakterija u različite stanice eukariotske i prokariotske stanice, pa čak i na izolirane mitohondrije sisavaca.

Jedan od rodova bakterija koji se najuspješnije koristi za postizanje ove vrste prijenosa je Agrobacterium, koji se koristio sam ili u kombinaciji s virusom duhanskog mozaika.

Među vrstama koje genetski transformira Agrobacterium spadaju kvasci, gljivice, druge bakterije, alge i životinjske stanice.

Transformacija Agrobacterium tumefaciens u biljnu stanicu. Preuzeto i uredjeno iz: J LEVIN W.

Reference

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall i BJ McCarthy (1978). Mikrobiologija. 2. izdanje Holt, Rinehart i Winston.
2. C. Lyre. Agrobacterium. U lifederu. Oporavak od lifeder.com.
3. Konjugacija bakterija. Na Wikipediji. Oporavilo s en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010). Genetska rekombinacija u bakterije: horizont početaka seksualnosti u živim organizmima. Elba Bioflux.
5. Prokariotska konjugacija. Na Wikipediji. Oporavak s es.wikipedia.org.
6. LS Frost & G. Koraimann (2010). Regulacija konjugacije bakterija: mogućnost izravnavanja štetnosti. Buduća mikrobiologija.
7. E.Hogg (2005). Esencijalna mikrobiologija. John Wiley & Sons Ltd.