AlegsaOnline.com

Bakteriyel konjugasyon

Yazar: Leandro Alegsa

18-05-2022

Bakteriyel konjugasyon, genetik materyalin doğrudan hücreden hücreye temas yoluyla veya iki hücre arasında köprü benzeri bir bağlantı yoluyla bakteri hücreleri arasında aktarılmasıdır.

Konjugasyon, transformasyon ve transdüksiyon gibi bir yatay gen transferi mekanizmasıdır, ancak bu diğer iki mekanizma hücreden hücreye temas içermez.

Bakteriyel konjugasyon, Nobel Ödülü sahibi Joshua Lederberg ve Edward Tatum tarafından keşfedilmiştir. Escherichia coli bakterisinin genetik bilgiyi paylaşabildiği cinsel bir evreye girdiğini gösterdiler.

Bakteriyel konjugasyon, genetik materyal değişimini içerdiği için genellikle yanlış bir şekilde eşeyli üremeye eşdeğer olarak kabul edilir. Konjugasyon sırasında donör hücre, çoğunlukla bir plazmid veya transpozon olan konjugatif veya mobilize edilebilir bir genetik unsur sağlar. Çoğu konjugatif plazmid, alıcı hücrenin halihazırda benzer bir element içermemesini sağlayan sistemlere sahiptir.

Aktarılan genetik bilgi genellikle alıcı için faydalıdır. Faydalar arasında antibiyotik direnci, ksenobiyotik toleransı veya yeni metabolitleri kullanma yeteneği sayılabilir. Bu tür faydalı plazmidler bakteriyel endosimbiontlar olarak kabul edilebilir. Ancak diğer unsurlar bakteriyel parazitler olarak görülebilir ve konjugasyon, yayılmalarına izin vermek için onlar tarafından geliştirilen bir mekanizma olarak görülebilir.

Mekanizma

Temel konjugatif plazmid F-plazmid ya da F-faktörüdür. F-plazmid, yaklaşık 100.000 baz çifti uzunluğunda bir epizomdur (kendini bakteriyel kromozoma entegre edebilen bir plazmid).

Belirli bir bakteride F-plazmidin serbest veya entegre olmak üzere yalnızca bir kopyası bulunabilir ve bir kopyaya sahip olan bakteriler F-pozitif veya F-artı olarak adlandırılır (F⁺ olarak gösterilir). F plazmidinden yoksun hücreler F-negatif veya F-eksi olarak adlandırılır (F^- ) ve alıcı hücreler olarak işlev görebilirler.

Bakteriyel konjugasyonun şematik çizimi. Konjugasyon diyagramı 1- Donör hücre pilus üretir. 2- Pilus alıcı hücreye bağlanır ve iki hücreyi bir araya getirir. 3- Hareketli plazmid çentiklenir ve tek bir DNA ipliği daha sonra alıcı hücreye aktarılır. 4- Her iki hücre de çift sarmallı dairesel bir plazmid üretmek için tamamlayıcı bir iplik sentezler ve ayrıca pili çoğaltır; her iki hücre de artık canlı donörlerdir.

Alemler arası transfer

Azot fikse eden Rhizobia, alemler arası konjugasyonun ilginç bir örneğidir.

Örneğin, Agrobacterium'un tümör indükleyici (Ti) plazmidi ve A. rhizogenes'in kök-tümör indükleyici (Ri) plazmidi bitki hücrelerine aktarılabilen genler içerir. Bu genler bitki hücrelerini bakteriler tarafından azot ve enerji için kullanılan kimyasalları üreten fabrikalara dönüştürür. Enfekte olan hücreler sırasıyla taç safraları veya kök tümörleri oluşturur. Ti ve Ri plazmidleri bu nedenle bakterilerin endosimbiontlarıdır ve bunlar da enfekte olmuş bitkinin endosimbiontlarıdır (veya parazitleridir).

Genetik mühendisliği

Konjugasyon, genetik materyalin çeşitli hedeflere aktarılması için uygun bir araçtır. Laboratuvarlarda bakterilerden mayaya, bitkilere, memeli hücrelerine ve izole edilmiş memeli mitokondrilerine başarılı transferler rapor edilmiştir.

Konjugasyonun diğer genetik aktarım biçimlerine göre avantajları vardır. Bitki mühendisliğinde Agrobacterium benzeri konjugasyon, tütün mozaik virüsü (TMV) gibi diğer standart araçları tamamlar. TMV birçok bitki ailesini enfekte edebilirken, bunlar öncelikle iki çenekli otsu bitkilerdir. Agrobacterium benzeri konjugasyon da öncelikle iki çenekliler için kullanılır, ancak tek çenekli alıcılar da nadir değildir.

Sorular ve Yanıtlar

S: Bakteriyel konjugasyon nedir?

C: Bakteriyel konjugasyon, genetik materyalin doğrudan hücreden hücreye temas yoluyla veya iki hücre arasında köprü benzeri bir bağlantı yoluyla bakteri hücreleri arasında aktarılmasıdır.

S: Yatay gen transferinin diğer mekanizmaları nelerdir?

C: Yatay gen transferinin diğer mekanizmaları transformasyon ve transdüksiyondur, ancak bu diğer iki mekanizma hücreden hücreye temas içermez.

S: Bakteriyel konjugasyonu kim keşfetti?

C: Bakteriyel konjugasyon Nobel Ödülü sahibi Joshua Lederberg ve Edward Tatum tarafından keşfedilmiştir.

S: Lederberg ve Tatum konjugasyon sırasında Escherichia coli hakkında ne gösterdi?

C: Lederberg ve Tatum, Escherichia coli bakterisinin genetik bilgiyi paylaşabileceği cinsel bir evreye girdiğini gösterdi.

S: Konjugasyon sırasında donör hücre ne sağlar?

C: Konjugasyon sırasında donör hücre, çoğunlukla bir plazmid veya transpozon olan konjugatif veya mobilize edilebilir bir genetik element sağlar.

S: Konjugasyon sırasında aktarılan genetik bilginin faydaları nelerdir?

C: Konjugasyon sırasında aktarılan genetik bilgi genellikle alıcı için faydalıdır. Faydalar arasında antibiyotik direnci, ksenobiyotik toleransı veya yeni metabolitleri kullanma yeteneği yer alabilir.

S: Konjugasyon sırasında aktarılan bazı unsurlar nasıl görülebilir?

C: Konjugasyon sırasında aktarılan diğer unsurlar bakteriyel parazitler olarak ve konjugasyon da bunların yayılmasını sağlamak için geliştirdikleri bir mekanizma olarak görülebilir.