a bakteriális konjugáció vázlatos rajza.

konjugációs diagram

  1. Donorsejt pilust termel.
  2. Pilus a recipiens sejthez kötődik, és a két sejtet összehozza.
  3. a mobil plazmidot elvágják, majd egyetlen DNS-szál kerül át a recipiens sejtbe.
  4. mindkét sejt egy kiegészítő szálat szintetizál, hogy kettős szálú körkörös plazmidot hozzon létre, és reprodukálja a pili-t is; mindkét sejt most életképes donor az F-faktor számára.,

az F-plazmid egy episzóma (egy plazmid, amely homológ rekombinációval integrálhatja magát a bakteriális kromoszómába), körülbelül 100 kb hosszúsággal. Ez magában hordozza a replikáció, az oriV, az átadás eredete, vagy az oriT eredetét. Az F-plazmidnak csak egy példánya lehet egy adott baktériumban, akár szabad, akár integrált, és a másolattal rendelkező baktériumokat F-pozitívnak vagy F-plus-nak (F+) nevezik. Az F plazmidokat nem tartalmazó sejteket F-negatívnak vagy F-mínusznak (F−) nevezzük, így recipiens sejtekként működhetnek.,

egyéb genetikai információk mellett az F-plazmid hordoz egy tra és trb Locust, amelyek együttesen körülbelül 33 kb hosszúak, és körülbelül 40 génből állnak. A tra locus tartalmazza a pilin gént és a szabályozó géneket, amelyek együttesen alkotják a pili-t a sejtfelszínen. A lokusz tartalmazza azokat a fehérjéket is, amelyek az F− baktériumok felszínéhez kapcsolódnak, és konjugációt kezdeményeznek. Bár van némi vita a konjugáció pontos mechanizmusáról, úgy tűnik, hogy a pili nem azok a struktúrák, amelyeken keresztül a DNS-csere megtörténik., Ezt olyan kísérletekben mutatták ki, ahol a pilus érintkezhet, de aztán SDS-vel denaturálják, de a DNS-transzformáció továbbra is folytatódik. Úgy tűnik, hogy a tra vagy trb Locusban kódolt számos fehérje csatornát nyit a baktériumok között, és úgy gondolják, hogy a pilus alján található traD enzim membránfúziót indít.

amikor a konjugációt egy jel kezdeményezi, a relaxáz enzim nick-et hoz létre az Orit konjugatív plazmid egyik szálában. A relaxáz önmagában vagy több mint egy tucat fehérje komplexében működhet, amelyeket együttesen relaxoszómának neveznek., Az F-plazmid rendszerben a relaxáz enzimet TraI-nak hívják, a relaxoszóma pedig TraI-ból, tálcából, villamosból és az integrált host faktorból áll IHF. A levágott szálat, vagyis a T-szálat ezután leválasztják a töretlen szálról, és átviszik a recipiens cellába egy 5′-terminus-3′ – terminus irányban. A fennmaradó szálat a konjugatív hatástól (az oriV-től kezdődő vegetatív replikáció) függetlenül vagy konjugációval (konjugatív replikáció, hasonlóan a lambda-fág gördülő kör replikációjához) reprodukálják., A konjugatív replikációnak szüksége lehet egy második nick-re a sikeres átvitel előtt. Egy friss jelentés azt állítja, hogy gátolta a konjugációt olyan vegyi anyagokkal, amelyek utánozzák a második nicking esemény közbenső lépését.

1.A beszúrási szekvenciák (sárga) mind az F faktor plazmidon, mind a kromoszómán hasonló szekvenciákkal rendelkeznek, lehetővé téve az F faktor számára, hogy beillesztse magát a sejt genomjába. Ezt homológ rekombinációnak nevezik, és Hfr (nagyfrekvenciás rekombinációs) sejtet hoz létre. 2.,A Hfr sejt piluszt képez és egy recipiens F – sejthez kötődik. 3.A HFR sejt kromoszómájának egyik szálában egy nick keletkezik. 4.A DNS a Hfr sejtből a recipiens sejtbe kerül, miközben a kromoszóma második szálát replikálják. 5.A pilus leválik a recipiens sejtről és visszahúzódik. A Hfr sejt ideális esetben át akarja vinni a teljes genomot a recipiens sejtbe. Nagy mérete és a recipiens cellával való érintkezés képtelensége miatt azonban erre nem képes. 6.a. az F-cella F marad-mert a teljes F-faktor szekvenciát nem kapták meg., Mivel homológ rekombináció nem történt, az átadott DNS enzimekkel lebomlik. b. Nagyon ritka esetekben az F faktor teljesen átkerül, az F-sejt pedig Hfr sejt lesz.

Ha az átadott F-plazmid korábban integrálódott a donor genomjába (Hfr törzset termelő), a donor kromoszóma DNS-jének egy része átvihető a plazmid DNS-vel is. Az átadott kromoszómális DNS mennyisége attól függ, hogy a két konjugáló baktérium mennyi ideig érintkezik. Az E. közös laboratóriumi törzseiben., coli az egész bakteriális kromoszóma átadása körülbelül 100 percet vesz igénybe. Az átadott DNS homológ rekombinációval integrálható a recipiens genomba.

egy sejtkultúra, amely populációs sejtjeiben nem integrált F-plazmidokat tartalmaz, általában néhány sejtet is tartalmaz, amelyek véletlenül integrálták plazmidjaikat. Ezek a sejtek felelősek az ilyen kultúrákban előforduló alacsony frekvenciájú kromoszómális géntranszferekért. Egyes F-plazmiddal rendelkező baktériumtörzsek izolálhatók és tiszta tenyészetben termeszthetők., Mivel az ilyen törzsek nagyon hatékonyan továbbítják a kromoszómális géneket, Hfr-nek (a rekombináció nagy gyakoriságának) nevezik őket. Az E. coli genomot eredetileg megszakított párosítási kísérletekkel térképezték fel, amelyekben a konjugáció folyamatában különböző Hfr-sejteket kevesebb, mint 100 perc elteltével (kezdetben egy Waring turmixgép segítségével) levágták a recipiensektől. Ezután megvizsgálták az átadott géneket.

az F-plazmid e-be történő integrálása óta., a coli kromoszóma ritka spontán előfordulás, és mivel a DNS-transzfert elősegítő számos gén a plazmid genomban van, nem pedig a bakteriális genomban, azt állították, hogy a konjugatív bakteriális génátvitel, amint az az E. coli HFR rendszerben fordul elő, nem a bakteriális gazdaszervezet evolúciós adaptációja, sem valószínűleg ősi az eukarióta nemhez.

spontán zygogenezis az E. coli-ban

az E. coli esetében fent leírt klasszikus bakteriális konjugáció mellett., coli, az E. coli egyes törzseiben megfigyelhető a spontán zygogenezis (Z-párosodás rövid ideig) konjugáció egyik formája. A Z-párzásban teljes genetikai keveredés van, instabil diploidok alakulnak ki, amelyek fenotípusosan haploid sejteket dobnak le, amelyek közül néhány szülői fenotípust mutat, néhány pedig valódi rekombináns.