Conjugarea bacteriană
Această intrare sau secțiune despre genetică nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
1) Celula F + produce pilusul conjugativ
2) Pilusul conjugativ angrenează celula F - iar cele două celule se apropie
3) Plasmida F este tăiată și una dintre cele două catene este transferată în celula F - prin pilusul conjugativ
4) Ambele celule sintetizează catena lipsă a plasmidei F și produc un pilo conjugat.
Conjugarea bacteriană este un proces prin care o celulă bacteriană transferă porțiuni de ADN către altul prin contact celulă-celulă. Fenomenul poate duce la apariția recombinării genetice la bacterii.
Istorie
Conjugarea a fost descoperită în 1946 de Joshua Lederberg și Edward Lawrie Tatum , viitori laureați ai Nobel . Ei și-au concentrat studiile pe două tulpini nutritive de E. coli mutante pentru trei metaboliți fiecare. Prin creșterea separată a celor două tulpini în soluri sărace în nutrienți , bacteriile nu s-au putut dezvolta. În timp ce le crește în același mediu, s-au obținut mutanți care au putut sintetiza toți cei șase metaboliți. [1] S-a emis ipoteza că aceste bacterii, venind în contact fizic, puteau face schimb de informații genetice , dar teoria nu putea fi confirmată decât după descoperirea plasmidelor , segmente de material genetic transferabil, care se găsesc libere în citoplasma bacteriei. Plasmidele au formă circulară și sunt capabile să se replice independent de cromozomul bacterian. Principalele includ plasmida F și plasmida R.
Mecanism
Celulele care posedă plasmida F (indicată cu F + ) sunt donatori, prin urmare sunt capabile să transfere plasmida lor către celulele primitoare (indicate cu F - ). Factorul F se transmite datorită sintezei, pornind de la gene conținute pe aceeași plasmidă, a unor proeminențe mici, numite pili , care intră în contact cu o celulă primitoare, apropiindu-se de aceasta și făcând posibilă trecerea materialului genetic, ceea ce nu apare prin pilo, dar datorită formării unui pod de conjugare; se transferă doar o singură catenă de ADN . O catenă circulară de ADN a plasmidei este tăiată și o catenă parentală este transferată către celula primitoare. Replicarea ADN este apoi activată în donator prin intermediul mecanismului cercului rotativ , care va duce la înlocuirea catenei care a fost transferată. În același timp, o catenă complementară catenei donate este sintetizată în receptor pentru a completa molecula de acid nucleic din receptor.
Factorul poate acționa ca un episom , deci este capabil să se integreze în cromozom . În acest caz, celula bacteriană este denumită o celulă cu frecvență ridicată de recombinare ( HFR) . În acest caz, întregul cromozom al celulei Hfr, inițial circular, se deschide și este transferat în celula F - într-un mod liniar. Deschiderea și transferul încep de la un anumit punct situat la un capăt al factorului F integrat, numit oriT. Cu cât o genă este mai departe de la origine, cu atât mai târziu va fi momentul în care trece în interiorul F - . Există o mare probabilitate ca procesul să se oprească înainte ca tot cromozomul să fie transferat la F - , rezultând netransferarea factorului F care se află la sfârșitul cromozomului.
Conjugarea a stat la baza construcției primelor hărți genetice prin exploatarea timpului de intrare a genelor în celula primitoare sau a frecvenței de recombinare a genelor conținute pe ADN-ul conjugat.
Procesele de conjugare pot fi, de asemenea, induse artificial pentru a crea tulpini artificiale ( inginerie genetică ); transferurile pot afecta și unele specii de eucariote, chiar dacă nu este un proces natural pentru acestea.
Factorul F
Factorul F (fertilitatea) este o plasmidă specială formată dintr-un ADN dublu catenar circular, lung de 94,5 kb. capabil de auto-replicare. Prezintă:
- o regiune de operon TRA , constând din genele care codifică pilusul conjugativ;
- o regiune oriT , înseamnă originea transferului, adică punctul în care are loc o întrerupere a uneia dintre cele două spirale și începe transferul;
- o regiune inc , înseamnă incompatibilitate, unde se află originea replicării. Dacă două plasmide au aceeași regiune inc, ele nu pot coexista în aceeași celulă;
- transpozonii
Notă
- ^ J. Lederberg și EL Tatum, Recombinarea genei în E. coli , în Nature , vol. 158, nr. 4016, 1946, p. 558, DOI : 10.1038 / 158558a0 .
