กระบวนการผันผันของแบคทีเรียโครงสร้างและปัจจัย

การผันของแบคทีเรีย คือการถ่ายโอนในทิศทางเดียวของสารพันธุกรรมจากแบคทีเรียผู้บริจาคไปยังผู้รับอื่นผ่านการสัมผัสทางกายภาพระหว่างเซลล์ทั้งสอง กระบวนการประเภทนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในแบคทีเรียที่ตอบสนองเช่นเดียวกับที่ไม่ทำปฏิกิริยากับคราบแกรมและ Streptomycetes.

การผันคำกริยาสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างแบคทีเรียของสายพันธุ์เดียวกันหรือของสายพันธุ์อื่น มันสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างโปรคาริโอตกับสมาชิกของอาณาจักรอื่น ๆ (พืช, เชื้อรา, สัตว์).

เพื่อให้กระบวนการผันเกิดขึ้นหนึ่งในแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องผู้บริจาคจะต้องมีวัสดุทางพันธุกรรมที่สามารถระดมกำลังซึ่งมักจะถูกแทนด้วยพลาสมิดหรือ transposons.

อีกเซลล์หนึ่งตัวรับต้องไม่มีองค์ประกอบดังกล่าว พลาสมิดส่วนใหญ่สามารถตรวจจับเซลล์ตัวรับที่ไม่มีพลาสมิดที่คล้ายกัน.

ดัชนี

• 1 การผันและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
• 2 โครงสร้างและปัจจัยที่แทรกแซงในกระบวนการ
  • 2.1 เพศ Pili
  • 2.2 องค์ประกอบการผันคำกริยา
• 3 กระบวนการ
• 4 การใช้งาน
• 5 อ้างอิง

การผันคำกริยาและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

แบคทีเรียไม่มีหน่วยงานของสารพันธุกรรมที่คล้ายกับของยูคาริโอต สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่ได้แสดงการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเพราะพวกเขาไม่ได้แสดงการแบ่ง (ไมโอซิส) เพื่อสร้าง gametes ตลอดเวลา.

เพื่อให้เกิดการรวมตัวกันอีกครั้งของวัสดุทางพันธุกรรมของพวกเขา (สาระสำคัญของเรื่องเพศ) แบคทีเรียมีสามกลไก: การเปลี่ยนแปลงการผันและการถ่ายทอด.

การผันเชื้อแบคทีเรียไม่ใช่กระบวนการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในกรณีหลังถือได้ว่าเป็นแบคทีเรียชนิดหนึ่งของการสืบพันธุ์ชนิดนี้เพราะมันเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนทางพันธุกรรมบางอย่าง.

โครงสร้างและปัจจัยที่เข้ามาแทรกแซงกระบวนการ

เพศ pili

เรียกอีกอย่างว่าพิลีเอฟเป็นโครงสร้างเส้นใยสั้นกว่าและบางกว่าแฟลเจลลัมที่เกิดจากหน่วยย่อยโปรตีนที่เชื่อมต่อกันรอบศูนย์กลางกลวง ฟังก์ชั่นของมันคือให้เซลล์ทั้งสองสัมผัสกันระหว่างการผันคำกริยา.

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าองค์ประกอบการผันจะถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์ผู้รับผ่านรูกลางของพิลีเพศ.

องค์ประกอบการผัน

มันเป็นสารพันธุกรรมที่จะถูกถ่ายโอนในระหว่างกระบวนการผันเชื้อแบคทีเรีย มันอาจมีลักษณะแตกต่างกันในหมู่พวกเขาคือ:

อนุภาคดีเอ็นเอ Extrachromosomal (ปัจจัย F)

อนุภาคเหล่านี้เป็นตอนที่เรียกว่าพลาสมิดที่สามารถรวมเข้ากับโครโมโซมแบคทีเรียโดยกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวกันใหม่ มีลักษณะโดยมีความยาวประมาณ 100 kb รวมทั้งมีต้นกำเนิดของการจำลองและถ่ายโอนของตนเอง.

เซลล์ที่มีปัจจัย F เรียกว่าเซลล์ชายหรือเซลล์ F + ในขณะที่เซลล์เพศหญิง (F-) ขาดปัจจัยนั้น เมื่อการคอนจูเกตเสร็จสิ้นแบคทีเรีย F- จะกลายเป็น F + และสามารถทำหน้าที่ดังกล่าวได้.

เธรดโครโมโซม

เมื่อรวมตัวกันเหมือนกันเกิดขึ้นปัจจัย F ผูกกับโครโมโซมจากแบคทีเรีย; ในกรณีเช่นนี้เรียกว่า factor F 'และเซลล์ที่มี DNA ที่รวมตัวกันใหม่เรียกว่า Hfr โดยตัวย่อในภาษาอังกฤษที่มีความถี่สูงในการรวมตัวกันอีกครั้ง.

ในระหว่างการผันคำกริยาระหว่างแบคทีเรีย Hfr และแบคทีเรีย F- คนแรกที่ถ่ายโอนไปยังเส้นที่สองของดีเอ็นเอของมันรวมตัวกันอีกครั้งกับปัจจัย F ในกรณีนี้เซลล์รับกลายเป็นเซลล์ Hfr.

มีเพียงปัจจัย F เดียวในแบคทีเรียทั้ง extrachromosomal (F) หรือรวมตัวใหม่กับโครโมโซมแบคทีเรีย (F ').

พลาสมิด

ผู้เขียนบางคนพิจารณาพลาสมิดและปัจจัย F ร่วมกันและผู้เขียนคนอื่นปฏิบัติต่อพวกเขาแยกกัน ทั้งสองเป็นอนุภาคทางพันธุกรรมของ extrachromosomal แต่ต่างจากปัจจัย F พลาสมิดไม่รวมอยู่ในโครโมโซม พวกมันเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่ส่วนใหญ่ถ่ายทอดในระหว่างกระบวนการผันคำกริยา.

พลาสมิดประกอบด้วยสองส่วนคือส่วนต้านทานการถ่ายโอนพลาสมิดซึ่งมีหน้าที่ในการถ่ายโอนพลาสมิดและส่วนอื่นที่เกิดขึ้นจากยีนหลายตัวที่มีข้อมูลที่ระบุความต้านทานต่อสารที่แตกต่างกัน.

ยีนเหล่านี้บางส่วนสามารถย้ายจากพลาสมิดหนึ่งไปยังอีกจากเซลล์เดียวกันหรือจากพลาสมิดไปยังโครโมโซมแบคทีเรีย โครงสร้างเหล่านี้เรียกว่า transposons.

ผู้เขียนบางคนโต้แย้งว่าพลาสมิดที่เป็นประโยชน์สำหรับแบคทีเรียนั้นเป็นเอนโดซิมไบโอติกจริงๆในขณะที่คนอื่น ๆ สามารถเป็นเอนโดปาราไซต์จากแบคทีเรีย.

กระบวนการ

เซลล์ผู้บริจาคผลิตพิลีเพศ อนุภาค F หรือพลาสมิดมีอยู่ในแบคทีเรียเหล่านี้เท่านั้นซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่เป็นรหัสสำหรับการผลิตโปรตีนที่ก่อตัวเป็นพิลี ด้วยเหตุนี้เซลล์ F + เท่านั้นที่จะนำเสนอโครงสร้างเหล่านี้.

ในตอนแรก pili เพศอนุญาตให้เซลล์ผู้บริจาคแนบตัวเองเข้ากับเซลล์ผู้รับจากนั้นให้พวกมันอยู่ด้วยกัน.

เพื่อเริ่มต้นการถ่ายโอนทั้งสองเส้นของเกลียวดีเอ็นเอจะต้องแยกออกจากกัน ขั้นแรกการตัดเกิดขึ้นในภูมิภาคที่รู้จักกันในชื่อต้นกำเนิดการถ่ายโอน (oriT) ของหนึ่งในเกลียว เอนไซม์ Relaxase ทำให้การตัดนี้เพื่อให้เอนไซม์ Helicase เริ่มกระบวนการแยกโซ่ทั้งสอง.

เอนไซม์สามารถทำหน้าที่เพียงอย่างเดียวหรือก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ที่มีโปรตีนหลายชนิด คอมเพล็กซ์นี้เรียกว่า relaxosoma.

เริ่มต้นทันทีการแยกโซ่จะเริ่มการถ่ายโอนของหนึ่งในเส้นซึ่งจะสิ้นสุดเฉพาะเมื่อเส้นทั้งหมดได้ผ่านไปยังเซลล์ผู้รับหรือเมื่อแบคทีเรียทั้งสองถูกแยกออก.

เพื่อให้กระบวนการถ่ายโอนเสร็จสิ้นทั้งเซลล์ผู้รับและผู้บริจาคสังเคราะห์สาระเสริมและโซ่จะกลายเป็นวงกลมอีกครั้ง ในฐานะที่เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตอนนี้แบคทีเรียทั้งสองกลายเป็น F + และสามารถทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคด้วยแบคทีเรีย F-.

พลาสมิดเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดบ่อยที่สุดด้วยวิธีนี้ ความสามารถในการผันคำกริยานั้นขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของแบคทีเรียของพลาสมิดผันแปรที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมที่จำเป็นสำหรับกระบวนการดังกล่าว.

การใช้งาน

การผันคำกริยาได้ถูกนำมาใช้ในพันธุวิศวกรรมเป็นเครื่องมือในการถ่ายโอนสารพันธุกรรมไปยังปลายทางที่แตกต่างกัน มันทำหน้าที่ถ่ายโอนสารพันธุกรรมจากแบคทีเรียไปยังเซลล์ยูคาริโอตและตัวรับโปรคาริโอตต่าง ๆ และถึงกับไมโตคอนเดรียที่แยกได้จากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม.

หนึ่งในกลุ่มของแบคทีเรียที่ถูกใช้อย่างประสบความสำเร็จมากที่สุดในการถ่ายโอนชนิดนี้คือ Agrobacterium, ซึ่งมีการใช้เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับไวรัสโมเสกยาสูบ.

ในบรรดาสายพันธุ์ที่แปลงพันธุกรรมโดย Agrobacterium มียีสต์เชื้อราแบคทีเรียอื่น ๆ สาหร่ายและเซลล์สัตว์.

การอ้างอิง

1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978) จุลชีววิทยา ฉบับที่ 2 Holt, Rinehart และ Winston.
2. C.Lira. Agrobacterium. ในผู้ช่วยชีวิต กู้คืนจาก lifeder.com.
3. การผันของแบคทีเรีย ในวิกิพีเดีย สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010) การรวมตัวใหม่ของพันธุกรรมในแบคทีเรีย: ขอบฟ้าของจุดเริ่มต้นของเรื่องเพศในสิ่งมีชีวิต Elba Bioflux.
5. การผันคำกริยา Prokaryotic ในวิกิพีเดีย สืบค้นจาก es.wikipedia.org.
6. ของ L.S. Frost & G. Koraimann (2010) การควบคุมการผันของแบคทีเรีย: สร้างสมดุลระหว่างโอกาสกับความทุกข์ยาก จุลชีววิทยาในอนาคต.
7. E. Hogg (2005) จุลชีววิทยาที่สำคัญ John Wiley & Sons Ltd.