schéma bakteriální konjugace.

konjugační diagram

  1. dárcovská buňka produkuje pilus.
  2. Pilus se připojí k přijímající buňce a spojí obě buňky dohromady.
  3. mobilní plazmid je zachycen a jediný řetězec DNA je pak přenesen do buňky příjemce.
  4. Obě buňky syntetizovat komplementární vlákno k vytvoření dvouvláknové cirkulární plazmid a také reprodukovat pili; obě buňky jsou životaschopné dárce pro F-faktor.,

F-plasmid je epizom (plazmid, který se může homologní rekombinací integrovat do bakteriálního chromozomu) o délce asi 100 kb. Nese svůj vlastní původ replikace, oriV, a původ přenosu, nebo oriT. V dané bakterii může být pouze jedna kopie F-plasmidu, buď volná nebo integrovaná, a bakterie, které mají kopii, se nazývají F-pozitivní nebo F-plus (označené F+). Buňky, které postrádají F plazmidy, se nazývají F-negativní nebo F− minus (F -) a jako takové mohou fungovat jako buňky příjemce.,

kromě jiných genetických informací nese F-plasmid lokus tra a trb, které jsou dohromady asi 33 kb dlouhé a skládají se z asi 40 genů. Tra lokus zahrnuje Gen pilin a regulační geny, které společně tvoří pili na buněčném povrchu. Lokus také zahrnuje geny pro proteiny, které se připevňují k povrchu F-bakterií a iniciují konjugaci. Ačkoli existuje určitá debata o přesném mechanismu konjugace, zdá se, že pili nejsou struktury, kterými dochází k výměně DNA., To bylo prokázáno v experimentech, kde je pilus dovoleno navázat kontakt, ale pak jsou denaturovány SDS a přesto transformace DNA stále pokračuje. Několik proteiny kódované v tra nebo trb locus zdá se, že otevření kanálu mezi bakteriemi a to je si myslel, že traD enzym, který se nachází na základně pilus, iniciuje membránové fúze.

když je konjugace iniciována signálem, enzym relaxázy vytvoří nick v jednom z pramenů konjugačního plazmidu v oritu. Relaxáza může pracovat samostatně nebo v komplexu více než tuctu proteinů známých kolektivně jako relaxosom., V systému F-plasmid se enzym relaxázy nazývá TraI a relaxosom se skládá z TraI, TraY, TraM a integrovaného hostitelského faktoru IHF. Na vruby pramen, nebo T-strand, je pak odvíjí od neporušené strand a převedeny na příjemce buněk v 5′-konce k 3′-konci směrem. Zbývající pramen je replikován buď nezávisle na konjugačním působení (vegetativní replikace začínající na oriV), nebo ve shodě s konjugací (konjugační replikace podobná replikaci lambda fága)., Konjugativní replikace může vyžadovat druhý nick, než může dojít k úspěšnému přenosu. Nedávná zpráva tvrdí, že inhibovala konjugaci s chemikáliemi, které napodobují mezistupeň této druhé události.

1.Zaváděcí sekvence (žlutá) na plazmidu faktoru F I chromozomu mají podobné sekvence, což umožňuje faktoru F vložit se do genomu buňky. To se nazývá homologní rekombinace a vytváří HFR (vysoká frekvence rekombinace) buňku. 2.,HFR buňka tvoří pilus a připojí se k příjemci F-buňky. 3.Vytvoří se nick v jednom řetězci chromozomu HFR buňky. 4.DNA začíná být přenášena z HFR buňky do přijímající buňky, zatímco druhý řetězec chromozomu je replikován. 5.Pilus se oddělí od přijímající buňky a stáhne se. HFR buňka v ideálním případě chce přenést celý svůj genom do přijímající buňky. Vzhledem k velké velikosti a neschopnosti udržovat kontakt s buňkou příjemce to však není možné. 6.a. F – buňka zůstává F – protože nebyla přijata celá sekvence faktoru F., Protože nedošlo k žádné homologní rekombinaci, DNA, která byla přenesena, je degradována enzymy. b. ve velmi vzácných případech bude faktor F zcela přenesen a F-buňka se stane HFR buňkou.

Pokud byl přenesený F-plasmid dříve integrován do genomu dárce (produkující kmen Hfr), může být část chromozomální DNA dárce přenesena také pomocí plazmidové DNA. Množství chromozomální DNA, které se přenáší, závisí na tom, jak dlouho zůstávají obě konjugující bakterie v kontaktu. U běžných laboratorních kmenů E., coli přenos celého bakteriálního chromozomu trvá asi 100 minut. Přenesená DNA pak může být integrována do genomu příjemce homologní rekombinací.

buněčná kultura, která obsahuje ve svých populačních buňkách neintegrované F-plazmidy, obvykle také obsahuje několik buněk, které náhodně integrovaly své plazmidy. Právě tyto buňky jsou zodpovědné za nízkofrekvenční chromozomální genové transfery, které se vyskytují v takových kulturách. Některé kmeny bakterií s integrovaným F-plasmidem mohou být izolovány a pěstovány v čisté kultuře., Protože tyto kmeny přenášejí chromozomální geny velmi efektivně, nazývají se Hfr (vysoká frekvence rekombinace). E. coli genomu byl původně mapována přerušen páření experimenty, v nichž různé Hfr buňky v procesu konjugace byly ulomené od příjemců po méně než 100 minut (zpočátku pomocí Waring blender). Geny, které byly přeneseny, byly poté zkoumány.

od integrace F-plasmidu do e., coli chromozom je vzácná spontánní výskyt, a od mnoha geny podporující přenos DNA v plasmidu genomu, spíše než v bakteriální genom, to bylo argumentoval, že conjugative bakteriální genový přenos, jako to se vyskytuje v E. coli Hfr systém, není evoluční adaptace bakteriální hostitele, ani není pravděpodobné, že předkem eukaryotické sex.

spontánní zygogeneze u E. coli

kromě klasické bakteriální konjugace popsané výše pro e., coli, forma konjugace označovaná jako spontánní zygogeneze (zkráceně z-páření) je pozorována u některých kmenů E.coli. V Z-páření je kompletní genetické míchání, a nestabilní neznámý jsou tvořeny že shodit fenotypově haploidní buňky, z nichž některé ukazují na rodičovské fenotyp a některé jsou pravdivé rekombinací.