Бактеріальна кон`югація

Відео: Найпростіші або одноклітинні. Онлайн підготовка до ЗНО з Біології

бактеріальна кон`югація - передача генетичного матеріалу між бактеріями через прямий міжклітинний контакт. Це один з механізмів горизонтального переносу генів, як і трансформація і трансдукція, хоча ці механізми не вимагають контакту між клітинами. Бактеріальна кон`югація відносно рідкісна серед бактерій, хоча і звичніше серед панміктічніх популяцій.
Бактеріальна кон`югація часто неправильно розцінюється як бактеріальний еквівалент статевого розмноження або спаровування. Але цей процес не є статевим, так як від не приваблює злиття статевих клітин і створення зиготи. Це просто передача генетичної інформації від клітини-донору в клітини-одержувача. Для того, щоб провести процес кон`югації, одна з бактерій, донор повинна мати певний мобільний генетичний елемент, найчастіше коньюгаторну плазмиду. Більшість коньюгаторніх плазмід мають системи, які гарантують, що клітина-одержувач вже не містить подібного об`єкта.
Перенесена геретічность інформація може бути вигідна одержувачу, наприклад при наданні резистентності до певного антибіотика, або перенесення гена ферменту, який дозволяє кращому перетравлювати поживні речовини середовища. Однак ці елементи можуть також розглядатися як генетичні паразити на бактерії, а кон`югація - як механізм, розроблений цим елементом, щоб розповсюджіватіся до нових господарів.
механізм
Схема бактеріальної кон`югації.
1 - клітина-донор утворює ворсинки.
2 - Ворсинка прикріплюється до клітини-одержувача, поєднуючи дві клітини разом.
3 - Мобільна плазміда розривається, і один ланцюжок ДНК переміщається в клітини-одержувача.
4 - Обидві клітини повторно зклеюють плазміди і синтезують другий ланцюжок ДНК, і відтворюють ворсинки. Обидві клітини зараз є життєздатними донорами. Типовим прикладом коньюгаторноі плазміди є F-плазміда, також відома як F-фактор. F-плазміда є епісомною плазміди, тобто може включити себе в бактеріальної хромосоми за допомогою генетичної рекомбінації, має близько 100 kbp в довжину (один rbp - тисяча пар основ). Вона містить владно точка початку реплікації, oriT. У бактерії може бути тільки одна копія F-плазміди в бактерії (яка в цьому випадку називається F-позитивної), вільна або інтегрована в геном.
Серед іншого генетичної інформації, F-плазміда несе tra і trb локуси, які разом мають 33 kbp довжиною і складаються приблизно з 40 генів. Tra Локис включає ген пилина (основного білка ворсинки) і регулярні гени, які разом формують ворсинки на поверхні клітини, також як і білки, які допомагають приєднатися до поверхні F-негативних бактерій і ініціювати кон`югації. Хоча все ще ведуться дебати щодо точного механізму кон`югації, здається, що ворсинки не є структурами, через які фактичний йде обмін ДНК швидше деякі протеїни закодовані в локусах tra або trb відкривають канал між бактеріями.
Коли кон`югація ініційована, формується комплекс білків, релаксосома, який розрізає одну з ланцюгів ДНК плазміди в точці початку реплікації, oriT. В системі F-плазміди, релаксосома складається з білків TraI, TraY, TraM і інтегрованого фактора господаря IHF. Ланцюжок переноситься, або T-ланцюжок, розкручується і переноситься в бактерії-отримувача в напрямку від 5`-к 3`-кінця. Ланцюжок, що залишився реплицируется, або незалежно від кон`югації (вегетативна копія, починаючись в oriV), або спільно з кон`югацією (коньюгаторна копія, подібна реплакаціі лямбда-фага).
Якщо F-плазміда інтегрується в геном господаря, донорська хромосомна ДНК може бути перенесена разом з ДНК плазміди. Кількість перенесеної хромосомної ДНК залежить від того, як довго бактерії залишаються в контакті, для звичайних лабораторних штамів E. coli передача повної бактеріальної хромосоми займає близько 100 хвилин. Перенесена ДНК може бути об`єднана з геномом бактерії-отримувача через рекомбінацію.
Культура клітин, що містять неінтегрована F-плазміди зазвичай містить кілька, з вже випадково інтегрувалися, і саме вони відповідають за ті рідкісні випадки перенесення хромосомних генів, що зустрічаються в таких культурах. Деякі штами бактерій з інтегрованою F-плазміди можуть бути ізольовані і вирощені в чистій культурі. Оскільки такі штами переносять хромосомні гени дуже ефективно, вони називаються Hfr (h igh f requency of r ecombination, висока частота рекомбінації). Перша карта геному E. coli була створена за допомогою експериментів кон`югації за допомогою Hfr, коли кон`югація була перервана швидше ніж через 100 хвилин, і перенесені гени досліджувалися.

Ви можете завантажити книги - великий вибір книг.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!