desen Schematic al conjugării bacteriene.
diagrama de conjugare
- celula donatoare produce pilus.
- Pilus se atașează de celula receptoare și reunește cele două celule.
- plasmida mobilă este Crestată și o singură catenă de ADN este apoi transferată în celula receptoare.
- ambele celule sintetizează un fir complementar pentru a produce o plasmidă circulară dublă catenară și, de asemenea, reproduc pili; ambele celule sunt acum donator viabil pentru factorul F.,
f-plasmida este un episom (o plasmidă care se poate integra în cromozomul bacterian prin recombinare omologă) cu o lungime de aproximativ 100 kb. Ea poartă propria sa origine de replicare, oriV, și o origine de transfer, sau oriT. Nu poate exista decât o copie a plasmidei F într-o anumită bacterie, fie liberă, fie integrată, iar bacteriile care posedă o copie se numesc F-pozitiv sau F-plus (notate F+). Celulele care nu au plasmide F sunt numite F-negative sau F-minus (F−) și, ca atare, pot funcționa ca celule receptoare.,printre alte informații genetice, plasmida F poartă un loc tra și trb, care împreună au o lungime de aproximativ 33 kb și constau din aproximativ 40 de gene. Locusul tra include gena pilin și genele de reglementare, care formează împreună pili pe suprafața celulei. Locusul include, de asemenea, genele pentru proteinele care se atașează la suprafața bacteriilor F și inițiază conjugarea. Deși există unele dezbateri cu privire la mecanismul exact de conjugare se pare că pili nu sunt structurile prin care are loc schimbul de ADN., Acest lucru a fost demonstrat în experimente în care pilusului li se permite să intre în contact, dar apoi sunt denaturate cu SDS și totuși transformarea ADN-ului continuă. Mai multe proteine codificate în locusul tra sau trb par să deschidă un canal între bacterii și se crede că enzima tradițională, situată la baza pilusului, inițiază fuziunea membranei.când conjugarea este inițiată de un semnal, enzima relaxază creează o nick într-una din firele plasmidei conjugative la oriT. Relaxase poate funcționa singur sau într-un complex de peste o duzină de proteine cunoscute colectiv ca relaxozom., În sistemul F-plasmidic, enzima relaxază se numește TraI, iar relaxozomul constă din TraI, Tram, TraM și factorul gazdă integrat IHF. Strandul crestat, sau strandul T, este apoi desfăcut de la firul neîntrerupt și transferat la celula receptoare într-o direcție 5′-terminus la 3′ – terminus. Restul de fir este reprodusă fie independent de fac sex de acțiune (de replicare vegetativă începând de la oriV) sau în concert cu conjugare (fac sex replicare similare la rulare cerc de replicare de fag lambda)., Replicarea conjugativă poate necesita un al doilea nick înainte de transferul reușit. Un raport recent susține că a inhibat conjugarea cu substanțe chimice care imită o etapă intermediară a acestui al doilea eveniment de crestare.
1.Secvențele de inserție (galben) atât pe plasmida factorului F, cât și pe cromozom au secvențe similare, permițând factorului F să se insereze în genomul celulei. Aceasta se numește recombinare omologă și creează o celulă Hfr (frecvență înaltă de recombinare). 2.,Celula Hfr formează un pilus și se atașează la o celulă F receptoare. 3.Se creează o nick într-un singur fir al cromozomului celulei Hfr. 4.ADN-ul începe să fie transferat de la celula Hfr la celula receptoare, în timp ce al doilea fir al cromozomului său este replicat. 5.Pilusul se detașează de celula receptoare și se retrage. Celula Hfr dorește în mod ideal să-și transfere întregul genom în celula receptoare. Cu toate acestea, datorită dimensiunii sale mari și incapacității de a păstra contactul cu celula destinatară, nu este capabilă să facă acest lucru. 6.a. celula F rămâne F-deoarece întreaga secvență a factorului F nu a fost primită., Deoarece nu a avut loc o recombinare omologă, ADN-ul transferat este degradat de enzime. b.în cazuri foarte rare, factorul F va fi transferat complet, iar celula F va deveni o celulă Hfr.
dacă plasmida F care este transferată a fost integrată anterior în genomul donatorului (producând o tulpină Hfr), o parte din ADN-ul cromozomial al donatorului poate fi, de asemenea, transferată cu ADN-ul plasmidic. Cantitatea de ADN cromozomial care este transferată depinde de cât timp rămân în contact cele două bacterii conjugante. În tulpini comune de laborator de E., coli transferul întregului cromozom bacterian durează aproximativ 100 de minute. ADN-ul transferat poate fi apoi integrat în genomul receptor prin recombinare omologă.
o cultură celulară care conține în populația sa celule cu plasmide F neintegrate conține de obicei și câteva celule care și-au integrat accidental plasmidele. Aceste celule sunt responsabile pentru transferurile de gene cromozomiale cu frecvență joasă care apar în astfel de culturi. Unele tulpini de bacterii cu o plasmidă F integrată pot fi izolate și cultivate în cultură pură., Deoarece astfel de tulpini transferă genele cromozomiale foarte eficient, ele sunt numite Hfr (frecvență înaltă de recombinare). Genomul E. coli a fost inițial cartografiat prin experimente de împerechere întrerupte în care diferite celule Hfr în procesul de conjugare au fost tăiate de la destinatari după mai puțin de 100 de minute (inițial folosind un blender Waring). Genele care au fost transferate au fost apoi investigate.de la integrarea plasmidei F în E., coli cromozom este un spontane rare de apariție, și de la numeroase gene promovarea transfer de ADN sunt în plasmida genomului, mai degrabă decât în genomul bacterian, s-a susținut că fac sex bacteriene transferul de gene, așa cum apare în E. coli Hfr sistem, nu este o adaptare evolutivă bacteriene gazdă, nici nu este probabil de rudenie la eucariote sex.Zigogeneza spontană în E. coli în plus față de conjugarea bacteriană clasică descrisă mai sus pentru E., coli, o formă de conjugare denumită zigogeneză spontană (împerecherea Z pe scurt) este observată la anumite tulpini de E. coli. În împerecherea Z există o amestecare genetică completă și se formează diploide instabile care aruncă celule haploide fenotipice, dintre care unele prezintă un fenotip parental, iar altele sunt recombinanți adevărați.