Chia sẻ:
Quá trình liên hợp vi khuẩn, cấu trúc và các yếu tố
các liên hợp vi khuẩn là sự chuyển đổi theo một hướng duy nhất của vật liệu di truyền từ vi khuẩn của người hiến tặng sang người nhận khác, thông qua tiếp xúc vật lý giữa cả hai tế bào. Loại quá trình này có thể xảy ra cả ở vi khuẩn phản ứng, như ở những vi khuẩn không phản ứng với nhuộm Gram, và cả trong streptomycetes.
Sự kết hợp có thể xảy ra giữa các vi khuẩn cùng loài hoặc của các loài khác nhau. Nó thậm chí có thể xảy ra giữa prokaryote và các thành viên của các vương quốc khác (thực vật, nấm, động vật).
Để quá trình liên hợp xảy ra, một trong những vi khuẩn có liên quan, người hiến tặng, phải sở hữu vật liệu di truyền có thể được huy động, thường được biểu thị bằng plasmid hoặc transpose..
Các tế bào khác, thụ thể, phải không có các yếu tố như vậy. Hầu hết các plasmid có thể phát hiện các tế bào thụ thể tiềm năng thiếu các plasmid tương tự.
Chỉ số
- 1 Conjugation và sinh sản hữu tính
- 2 Cấu trúc và các yếu tố can thiệp vào quá trình
- 2.1 Pili giới tính
- 2.2 Các yếu tố kết hợp
- 3 quá trình
- 4 ứng dụng
- 5 tài liệu tham khảo
Kết hợp và sinh sản hữu tính
Vi khuẩn không có một tổ chức vật liệu di truyền tương tự như sinh vật nhân chuẩn. Những sinh vật này không có khả năng sinh sản hữu tính vì chúng không có sự phân chia (meiosis) để hình thành giao tử bất cứ lúc nào trong cuộc đời của chúng.
Để đạt được sự tái tổ hợp của vật liệu di truyền (bản chất của tình dục), vi khuẩn có ba cơ chế: biến đổi, liên hợp và tải nạp.
Sau đó, sự liên hợp của vi khuẩn không phải là một quá trình sinh sản hữu tính. Trong trường hợp sau, nó có thể được coi là phiên bản vi khuẩn của loại sinh sản này, bởi vì nó liên quan đến một số trao đổi di truyền.
Cấu trúc và các yếu tố can thiệp vào quá trình
Pili sex
Còn được gọi là pili F, là các cấu trúc dạng sợi, ngắn hơn và mỏng hơn nhiều so với một lá cờ, được hình thành bởi các tiểu đơn vị protein đan xen lẫn nhau, xung quanh một trung tâm rỗng. Chức năng của nó là giữ hai tế bào tiếp xúc trong quá trình liên hợp.
Cũng có thể yếu tố liên hợp được chuyển đến tế bào người nhận thông qua lỗ trung tâm của pili sex.
Yếu tố kết hợp
Nó là vật liệu di truyền sẽ được chuyển giao trong quá trình liên hợp vi khuẩn. Nó có thể có bản chất khác nhau, trong số đó là:
Các hạt DNA ngoại bào (Yếu tố F)
Những hạt này là episome, nghĩa là các plasmid có thể được tích hợp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn bằng một quá trình gọi là tái tổ hợp tương đồng. Chúng được đặc trưng bởi có độ dài khoảng 100 kb, cũng như có nguồn gốc sao chép và chuyển giao riêng.
Các tế bào sở hữu yếu tố F được gọi là tế bào nam hoặc tế bào F +, trong khi tế bào nữ (F-) thiếu yếu tố đó. Sau khi kết hợp xong, vi khuẩn F- trở thành F + và có thể hoạt động như vậy.
Chủ đề nhiễm sắc thể
Khi tái tổ hợp tương đồng xảy ra, yếu tố F liên kết với nhiễm sắc thể của vi khuẩn; trong những trường hợp như vậy, nó được gọi là yếu tố F 'và các tế bào sở hữu DNA tái tổ hợp được gọi là Hfr, bởi các chữ viết tắt trong tiếng Anh có tần suất tái hợp cao.
Trong quá trình kết hợp giữa vi khuẩn Hfr và vi khuẩn F-, vi khuẩn thứ nhất chuyển sang chuỗi thứ hai một chuỗi DNA của nó được kết hợp lại với yếu tố F. Trong trường hợp này, tế bào thụ thể biến thành tế bào Hfr.
Chỉ có thể có một yếu tố F trong một vi khuẩn, là ngoại bào (F) hoặc tái tổ hợp với nhiễm sắc thể của vi khuẩn (F ').
Plasmid
Một số tác giả xem xét các plasmid và các yếu tố F cùng nhau, và các tác giả khác đối xử với chúng một cách riêng biệt. Cả hai đều là các hạt di truyền ngoại bào, nhưng không giống như yếu tố F, các plasmid không tích hợp vào nhiễm sắc thể. Chúng là các yếu tố di truyền chủ yếu được truyền trong quá trình liên hợp.
Các plasmid bao gồm hai phần, một yếu tố chuyển kháng, chịu trách nhiệm chuyển plasmid và một phần khác được hình thành bởi nhiều gen có thông tin mã hóa tính kháng với các chất khác nhau.
Một số gen này có thể di chuyển từ một plasmid này sang một plasmid khác từ cùng một tế bào hoặc từ một plasmid đến nhiễm sắc thể của vi khuẩn. Những cấu trúc này được gọi là transpose..
Một số tác giả cho rằng các plasmid có lợi cho vi khuẩn thực sự là endosymbiotic, trong khi những người khác có thể, ngược lại, là endoparaites của vi khuẩn.
Quy trình
Các tế bào tài trợ sản xuất pili sex. Các hạt F hoặc các plasmid chỉ có trong các vi khuẩn này chứa thông tin di truyền mã hóa cho việc sản xuất các protein hình thành nên pili. Do đó, chỉ có các tế bào F + sẽ trình bày các cấu trúc này.
Pili tình dục cho phép, ở nơi đầu tiên, các tế bào của người hiến tự gắn vào các tế bào người nhận và sau đó họ ở lại với nhau.
Để bắt đầu quá trình chuyển, hai chuỗi của chuỗi DNA phải được tách ra. Đầu tiên, một vết cắt xảy ra trong khu vực được gọi là nguồn gốc chuyển giao (oriT) của một trong các chuỗi. Enzyme relaxase tạo ra vết cắt này để sau đó enzyme helicase bắt đầu quá trình tách cả hai chuỗi.
Enzyme có thể hoạt động một mình hoặc cũng tạo thành một phức hợp với một số protein khác nhau. Phức tạp này được gọi là relaxosoma.
Ngay lập tức bắt đầu tách chuỗi sẽ bắt đầu chuyển một trong các chuỗi, sẽ chỉ kết thúc khi toàn bộ chuỗi đã chuyển đến tế bào người nhận hoặc khi hai vi khuẩn được tách ra.
Để hoàn thành quá trình chuyển giao, cả tế bào, người nhận và nhà tài trợ, tổng hợp chuỗi bổ sung và chuỗi trở lại vòng tròn. Là sản phẩm cuối cùng, cả hai vi khuẩn hiện là F + và có thể đóng vai trò là người hiến tặng với vi khuẩn F-.
Plasmid là yếu tố di truyền thường được truyền theo cách này. Khả năng liên hợp phụ thuộc vào sự hiện diện của vi khuẩn của các plasmid liên hợp có chứa thông tin di truyền cần thiết cho một quá trình như vậy.
Ứng dụng
Sự kết hợp đã được sử dụng trong kỹ thuật di truyền như một công cụ để chuyển vật liệu di truyền đến các điểm đến khác nhau. Nó đã phục vụ để chuyển vật liệu di truyền từ vi khuẩn sang các tế bào nhân chuẩn và các thụ thể prokaryote khác nhau, và thậm chí đến ty thể được phân lập từ động vật có vú.
Một trong những loại vi khuẩn đã được sử dụng thành công nhất để đạt được loại chuyển giao này là Vi khuẩn, đã được sử dụng một mình, hoặc kết hợp với virus khảm thuốc lá.
Trong số các loài biến đổi gen Vi khuẩn Có nấm men, nấm, vi khuẩn khác, tảo và tế bào động vật.
Tài liệu tham khảo
- E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Vi sinh Tái bản lần 2. Holt, Rinehart và Winston.
- C.Lira. Vi khuẩn. Trong cuộc sống. Phục hồi từ lifeder.com.
- Liên hợp vi khuẩn. Trong Wikipedia. Lấy từ en.wikipedia.org.
- R. Carpa (2010). Tái tổ hợp di truyền ở vi khuẩn: chân trời của sự khởi đầu của tình dục ở các sinh vật sống. Bioflux.
- Liên hợp prokaryotic. Trong Wikipedia. Lấy từ es.wikipedia.org.
- L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Điều hòa liên hợp vi khuẩn: cân bằng cơ hội với nghịch cảnh. Vi sinh tương lai.
- E. Hogg (2005). Vi sinh thiết yếu. John Wiley & Sons Ltd.