Skematisk tegning af bakteriel konjugation.

Konjugationsdiagram

  1. donorcelle producerer pilus.
  2. Pilus bindes til modtagercellen og samler de to celler.
  3. det mobile plasmid hakkes, og en enkelt DNA-streng overføres derefter til modtagercellen.
  4. begge celler syntetiserer en komplementær streng for at producere et dobbeltstrenget cirkulært plasmid og reproducerer også pili; begge celler er nu levedygtige donorer for f-faktoren.,

f-plasmidet er et episom (et plasmid, der kan integrere sig i det bakterielle kromosom ved homolog rekombination) med en længde på cirka 100 kb. Det bærer sin egen Oprindelse af replikation, oriV, og en Oprindelse af overførsel, eller oriT. Der kan kun være en kopi af F-plasmidet i en given bakterie, enten fri eller integreret, og bakterier, der har en kopi, kaldes F-positiv eller F-plus (betegnet F+). Celler, der mangler f-plasmider, kaldes F-negative eller f− minus (F -) og kan som sådan fungere som modtagerceller.,

blandt andre genetiske oplysninger bærer F-plasmidet et tra-og trb-locus, som tilsammen er omkring 33 kb lange og består af omkring 40 gener. Tra locus inkluderer pilin-genet og regulatoriske gener, der tilsammen danner pili på celleoverfladen. Locus inkluderer også generne for proteinerne, der binder sig til overfladen af f− bakterier og initierer konjugation. Selv om der er en vis debat om den nøjagtige mekanisme af konjugation ser det ud til, at pili ikke er de strukturer, hvorigennem DNA udveksling sker., Dette er vist i eksperimenter, hvor pilus får lov til at komme i kontakt, men derefter denatureres med SDS, og alligevel fortsætter DNA-transformation stadig. Flere proteiner kodet for i Tra eller trb locus synes at åbne en kanal mellem bakterierne, og det menes, at traD en .ymet, placeret ved bunden af pilus, initierer membran fusion.

når konjugation initieres af et signal, skaber rela .ase-en .ymet et nick i en af strengene af det konjugative plasmid ved oriten. Rela .ase kan arbejde alene eller i et kompleks af over et dusin proteiner kendt kollektivt som et rela .osom., I f-plasmidsystemet kaldes rela .ase en .ymet TraI, og rela .osomet består af TraI, bakke, sporvogn og den integrerede host factor IHF. Den hakkede streng, eller T-strengen, afvikles derefter fra Den ubrudte streng og overføres til modtagercellen i en 5′-terminus til 3′-terminusretning. Den resterende streng replikeres enten uafhængigt af konjugativ virkning (vegetativ replikation, der begynder ved oriV) eller i samråd med konjugation (konjugativ replikation svarende til den rullende cirkelreplikation af lambda-fag)., Konjugativ replikation kan kræve en anden nick før vellykket overførsel kan forekomme. En nylig rapport hævder at have hæmmet konjugation med kemikalier, der efterligner et mellemliggende trin i denne anden nicking-begivenhed.

1.Indsættelsessekvenserne (gul) på både F-faktor plasmidet og kromosomet har lignende sekvenser, hvilket gør det muligt for F-faktoren at indsætte sig selv i cellens genom. Dette kaldes homolog rekombination og skaber en HFR (høj frekvens af rekombination) celle. 2.,Hfr-cellen danner en pilus og fastgøres til en modtager f – celle. 3.Et nick i en streng af HFR-cellens kromosom oprettes. 4.DNA begynder at blive overført fra HFR-cellen til modtagercellen, mens den anden streng af dets kromosom replikeres. 5.Pilus løsner sig fra modtagercellen og trækker sig tilbage. Hfr-cellen ønsker ideelt at overføre hele sit genom til modtagercellen. På grund af sin store størrelse og manglende evne til at holde kontakten med modtagercellen er det imidlertid ikke i stand til det. 6.a. f-cellen forbliver F-fordi hele f-faktorsekvensen ikke blev modtaget., Da der ikke forekom homolog rekombination, nedbrydes det overførte DNA af en .ymer. b. i meget sjældne tilfælde overføres f – faktoren fuldstændigt, og f-cellen bliver en HFR-celle.

Hvis det overførte f-plasmid tidligere er blevet integreret i donorens genom (der producerer en Hfr-stamme), kan noget af donorens kromosomale DNA også overføres med plasmidet DNA. Mængden af kromosomalt DNA, der overføres, afhænger af, hvor længe de to konjugerende bakterier forbliver i kontakt. I fælles laboratoriestammer af E., coli overførslen af hele bakteriekromosomet tager cirka 100 minutter. Det overførte DNA kan derefter integreres i modtagergenomet via homolog rekombination.

en cellekultur, der indeholder i sine populationsceller med ikke-integrerede F-plasmider, indeholder normalt også et par celler, der ved et uheld har integreret deres plasmider. Det er disse celler, der er ansvarlige for de lavfrekvente kromosomale genoverførsler, der forekommer i sådanne kulturer. Nogle stammer af bakterier med et integreret F-plasmid kan isoleres og dyrkes i ren kultur., Fordi sådanne stammer overfører kromosomale gener meget effektivt de kaldes HFR (høj frekvens af rekombination). E. coli-genomet blev oprindeligt kortlagt ved afbrudte parringseksperimenter, hvor forskellige Hfr-celler i konjugationsprocessen blev skåret fra modtagere efter mindre end 100 minutter (oprindeligt ved hjælp af en Wararing blender). De gener, der blev overført, blev derefter undersøgt.

siden integration af F-plasmidet i E., coli-kromosom er en sjælden spontan forekomst, og da de mange gener fremme DNA-overførsel er i plasmidet genom snarere end i bakteriens genom, det har været fremført, at conjugative bakteriel overførsel af gener, som det sker i E. coli-Hfr-system, er ikke en evolutionær tilpasning af den bakterielle vært, og det er heller ikke sandsynligt, slægts til eukaryote sex.

spontan Spontaneousygogenese i E. coli

ud over klassisk bakteriekonjugation beskrevet ovenfor for E., coli, en form for konjugation kaldet spontan .ygogenese (short-parring for kort) observeres i visse stammer af E. coli. I mating-parring er der fuldstændig genetisk blanding, og ustabile diploider dannes, der smider fænotypisk haploide celler, hvoraf nogle viser en forældrenes fænotype, og nogle er sande rekombinanter.