The bakteriální konjugace je to přenos genetického materiálu v jednom směru z dárcovské bakterie na jiného příjemce fyzickým kontaktem mezi těmito dvěma buňkami. Tento typ procesu může nastat jak u bakterií, které reagují, tak u těch, které nereagují na Gramovo barvení, a také u streptomycet.
Konjugace může nastat mezi bakteriemi stejného druhu nebo různých druhů. Může se dokonce vyskytovat mezi prokaryoty a členy jiných království (rostliny, houby, zvířata).
Aby mohl proces konjugace proběhnout, musí jedna z přítomných bakterií, dárce, vlastnit genetický materiál, který lze mobilizovat, což je obecně reprezentováno plazmidy nebo transpozony..
Druhá buňka, příjemce, musí tyto prvky postrádat. Většina plazmidů dokáže detekovat potenciální buňky příjemce, kterým chybí podobné plazmidy.
Rejstřík článků
Bakterie nemají organizaci genetického materiálu podobnou organizaci eukaryot. Tyto organismy nepředstavují sexuální rozmnožování, protože nepředstavují redukční dělení (meiózu) za vzniku gamet kdykoli v životě..
K dosažení rekombinace svého genetického materiálu (esence sexuality) mají bakterie tři mechanismy: transformaci, konjugaci a transdukci.
Bakteriální konjugace tedy není procesem sexuální reprodukce. V druhém případě jej lze považovat za bakteriální verzi tohoto typu reprodukce, protože zahrnuje určitou genetickou výměnu..
Také se jim říká pili F, jsou to vláknité struktury, mnohem kratší a tenčí než bičík, tvořené navzájem propletenými proteinovými podjednotkami kolem dutého středu. Jeho funkcí je udržovat dvě buňky v kontaktu během konjugace..
Je také možné, že konjugační prvek je přenesen do buňky příjemce prostřednictvím centrálního foramenu sexuální pili.
Je to genetický materiál, který bude přenesen během procesu bakteriální konjugace. Může mít jinou povahu, mezi nimi jsou:
Tyto částice jsou epizomy, tj. Plazmidy, které lze integrovat do bakteriálního chromozomu procesem nazývaným homologní rekombinace. Vyznačují se tím, že mají délku přibližně 100 kb, stejně jako tím, že mají svůj vlastní počátek replikace a přenosu..
Buňky, které mají faktor F, se nazývají mužské buňky nebo F + buňky, zatímco ženským buňkám (F-) tento faktor chybí. Po konjugaci se F-bakterie stanou F + a mohou působit jako takové.
Když dojde k homologní rekombinaci, váže se faktor F na bakteriální chromozom; v takových případech se nazývá faktor F 'a buňky, které mají rekombinovanou DNA, se nazývají Hfr pro vysokofrekvenční rekombinaci..
Během konjugace mezi bakterií Hfr a bakterií F přenáší první bakterie na druhou řetězec své rekombinované DNA s faktorem F. V tomto případě se samotná recipientní buňka stává buňkou Hfr..
V bakterii může být pouze jeden faktor F, buď v extrachromozomální formě (F) nebo rekombinovaný s bakteriálním chromozomem (F ').
Někteří autoři zvažují plazmidy a F faktory společně a jiní autoři s nimi zacházejí samostatně. Oba jsou extrachromozomální genetické částice, ale na rozdíl od faktoru F se plasmidy neintegrují do chromozomů. Jsou to genetické prvky, které se většinou přenášejí během procesu konjugace.
Plazmidy se skládají ze dvou částí; faktoru přenosu rezistence, který je zodpovědný za přenos plazmidu, a další části tvořené několika geny, které mají informace kódující rezistenci na různé látky.
Některé z těchto genů mohou migrovat z jednoho plazmidu do druhého ve stejné buňce nebo z plazmidu do bakteriálního chromozomu. Tyto struktury se nazývají transpozony..
Někteří autoři tvrdí, že plazmidy prospěšné pro bakterie jsou ve skutečnosti endosymbionty, zatímco jiní mohou být naopak bakteriálními endoparazity.
Dárcovské buňky produkují sexuální pili. F částice nebo plazmidy přítomné pouze v těchto bakteriích obsahují genetickou informaci, která kóduje produkci proteinů, které tvoří pili. Z tohoto důvodu budou tyto struktury prezentovat pouze buňky F +.
Sex pili umožňují, aby se dárcovské buňky nejprve připojily k buňkám příjemce a poté se slepily.
Aby se zahájil přenos, musí se oddělit dva řetězce řetězce DNA. Nejprve dojde k řezu v oblasti známé jako počátek přenosu (oriT) jednoho z řetězců. Enzym relaxázy provádí tento řez, takže později začne enzym helikázy zahájit proces oddělení obou řetězců.
Enzym může působit samostatně nebo také tvorbou komplexu s několika různými proteiny. Tento komplex je znám pod názvem relaxosome.
Ihned po zahájení oddělování řetězců bude zahájen přenos jednoho z řetězců, který skončí až poté, co celé vlákno prošlo do buňky příjemce, nebo když se tyto dvě bakterie oddělí.
Chcete-li dokončit proces přenosu, buňky, příjemce i dárce, syntetizují komplementární vlákno a řetězec je připraven znovu cirkulovat. Jako konečný produkt jsou obě bakterie nyní F + a mohou působit jako dárci s bakteriemi F.-.
Plazmidy jsou genetické prvky nejčastěji přenášené tímto způsobem. Konjugační kapacita závisí na přítomnosti konjugativních plazmidů v bakterii, které obsahují genetickou informaci požadovanou pro tento proces..
Konjugace se v genetickém inženýrství používá jako nástroj pro přenos genetického materiálu do různých destinací. Slouží k přenosu genetického materiálu z bakterií do různých receptorových eukaryotických a prokaryotických buněk a dokonce i do izolovaných savčích mitochondrií.
Jedním z rodů bakterií, který se nejúspěšněji používá k dosažení tohoto typu přenosu, je Agrobacterium, který byl použit samostatně nebo ve spojení s virem tabákové mozaiky.
Mezi druhy geneticky transformované Agrobacterium jsou kvasinky, houby, jiné bakterie, řasy a živočišné buňky.
Zatím žádné komentáře