KONJUGASI BAKTERIA: PROSES, STRUKTUR DAN FAKTOR - BIOLOGI - 2026

The conjugation bakteria adalah untuk memindahkan dalam satu arah bahan genetik dari bakteria penderma kepada penerima lain, melalui sentuhan fizikal antara yang dua sel. Jenis proses ini dapat terjadi baik pada bakteria yang bereaksi, seperti pada bakteria yang tidak bereaksi terhadap noda Gram, dan juga pada streptomycetes.

Konjugasi boleh berlaku antara bakteria dari spesies yang sama, atau dari spesies yang berbeza. Ia bahkan boleh berlaku antara prokariota dan anggota kerajaan lain (tumbuhan, kulat, haiwan).

Konjugasi bakteria. Gambar menunjukkan, dari atas ke bawah, dua bakteria sebelum, semasa dan selepas konjugasi. Diambil dan diedit dari Pengguna Magnus Manske di en.wikipedia.

Agar proses konjugasi terjadi, salah satu bakteria yang terlibat, penderma, mesti memiliki bahan genetik yang dapat digerakkan, yang umumnya diwakili oleh plasmid atau transposon.

Sel yang lain, penerima, mesti kekurangan unsur-unsur ini. Sebilangan besar plasmid dapat mengesan sel penerima berpotensi yang tidak mempunyai plasmid yang serupa.

Konjugasi dan pembiakan seksual

Bakteria tidak mempunyai organisasi bahan genetik yang serupa dengan eukariota. Organisme ini tidak menunjukkan pembiakan seksual kerana tidak menunjukkan pembelahan reduksi (meiosis) untuk membentuk gamet pada bila-bila masa dalam hidup mereka.

Untuk mencapai pengumpulan semula bahan genetik mereka (intipati seksualiti), bakteria mempunyai tiga mekanisme: transformasi, konjugasi dan transduksi.

Oleh itu, konjugasi bakteria bukanlah proses pembiakan seksual. Dalam kes terakhir, ia boleh dianggap sebagai versi pembiakan jenis pembiakan ini, kerana ia melibatkan pertukaran genetik.

Struktur dan faktor yang terlibat dalam proses tersebut

Pili seksual

Juga disebut pili F, mereka adalah struktur filamen, jauh lebih pendek dan lebih tipis daripada flagellum, terdiri dari subunit protein yang saling terkait di sekitar pusat berongga. Fungsinya untuk memastikan dua sel tetap bersentuhan semasa konjugasi.

Ada juga kemungkinan unsur konjugatif dipindahkan ke sel penerima melalui foramen pusat pili seks.

Unsur konjugatif

Bahan genetik akan dipindahkan semasa proses konjugasi bakteria. Ia boleh bersifat berbeza, antaranya adalah:

Zarah DNA ekstrakromosom

Zarah-zarah ini adalah episom, yaitu, plasmid yang dapat diintegrasikan ke dalam kromosom bakteria melalui proses yang disebut penggabungan homolog. Mereka dicirikan dengan panjang kira-kira 100 kb, serta mempunyai asal replikasi dan pemindahan mereka sendiri.

Sel yang mempunyai faktor F disebut sel lelaki atau sel F +, sementara sel wanita (F-) kekurangan faktor ini. Selepas konjugasi, bakteria F menjadi F + dan dapat bertindak seperti itu.

Helai Kromosom

Apabila penggabungan homolog berlaku, faktor F mengikat kromosom bakteria; dalam kes seperti itu disebut faktor F 'dan sel-sel yang mempunyai DNA rekombinan disebut Hfr, untuk penggabungan frekuensi tinggi.

Semasa konjugasi antara bakteria Hfr dan bakteria F, yang pertama memindahkan kepada helai DNA DNAnya yang dikombinasikan semula dengan faktor F. Dalam kes ini, sel penerima itu sendiri menjadi sel Hfr.

Hanya ada satu faktor F dalam bakteria, baik dalam bentuk ekstrakromosom (F) atau digabungkan semula ke kromosom bakteria (F ').

Plasmid

Sebilangan penulis menganggap faktor plasmid dan F bersama, dan penulis lain memperlakukannya secara berasingan. Kedua-duanya adalah zarah genetik ekstrakromosom, tetapi tidak seperti faktor F, plasmid tidak bergabung ke dalam kromosom. Mereka adalah unsur genetik yang kebanyakannya disebarkan semasa proses konjugasi.

Plasmid terdiri daripada dua bahagian; faktor pemindahan rintangan, yang bertanggungjawab untuk pemindahan plasmid, dan bahagian lain terdiri daripada pelbagai gen yang mempunyai maklumat yang menyandarkan ketahanan terhadap bahan yang berbeza.

Sebahagian daripada gen ini boleh berpindah dari satu plasmid ke yang lain dalam sel yang sama, atau dari plasmid ke kromosom bakteria. Struktur ini dipanggil transposon.

Sebilangan penulis berpendapat bahawa plasmid yang bermanfaat untuk bakteria sebenarnya adalah endosymbion, sementara yang lain mungkin, sebaliknya, adalah endoparasit bakteria.

Proses

Sel penderma menghasilkan pil seks. Zarah-zarah F atau plasmid hanya terdapat dalam bakteria ini, mengandungi maklumat genetik yang mengekodkan pengeluaran protein yang membentuk pili. Oleh kerana itu, hanya sel F + yang akan menunjukkan struktur ini.

Pili seks membolehkan sel penderma melekat pada sel penerima terlebih dahulu dan kemudian melekat bersama.

Untuk memulakan pemindahan, kedua helai DNA helai mesti dipisahkan. Pertama, pemotongan berlaku di kawasan yang dikenali sebagai asal pemindahan (oriT) salah satu helai. Enzim relaxase membuat pemotongan ini sehingga kemudian enzim helicase memulakan proses pemisahan kedua-dua rantai.

Enzim boleh bertindak sendiri atau juga dengan membentuk kompleks dengan beberapa protein yang berbeza. Kompleks ini dikenali dengan nama relaxosome.

Dengan segera memulakan pemisahan rantai, pemindahan salah satu helai akan bermula, yang hanya akan berakhir apabila helai lengkap telah berlalu ke sel penerima, atau ketika kedua-dua bakteria itu terpisah.

Untuk melengkapkan proses pemindahan, kedua sel, penerima dan penderma, mensintesis helai pelengkap, dan rantai dibuat untuk beredar lagi. Sebagai produk akhir, kedua-dua bakteria kini menjadi F + dan dapat bertindak sebagai penderma dengan bakteria F-.

Plasmid adalah unsur genetik yang paling sering disebarkan dengan cara ini. Kapasiti konjugasi bergantung pada kehadiran dalam bakteria plasmid konjugasi yang mengandungi maklumat genetik yang diperlukan untuk proses sedemikian.

Permohonan

Konjugasi telah digunakan dalam kejuruteraan genetik sebagai alat untuk memindahkan bahan genetik ke pelbagai tujuan. Ini berfungsi untuk memindahkan bahan genetik dari bakteria ke sel eukariotik dan prokariotik reseptor yang berbeza, dan bahkan ke mitokondria mamalia terpencil.

Salah satu gen bakteria yang paling berhasil digunakan untuk mencapai jenis pemindahan ini adalah Agrobacterium, yang telah digunakan sendiri, atau bersamaan dengan virus mosaik tembakau.

Antara spesies yang diubah secara genetik oleh Agrobacterium adalah ragi, kulat, bakteria lain, alga dan sel haiwan.

Transformasi oleh Agrobacterium tumefaciens ke sel tumbuhan. Diambil dan diedit dari: J LEVIN W.

Rujukan

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall & BJ McCarthy (1978). Mikrobiologi. Edisi ke-2. Holt, Rinehart dan Winston.
2. C. Lyre. Agrobacterium. Dalam lifeder. Dipulihkan dari lifeder.com.
3. Konjugasi bakteria. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010). Pengumpulan semula genetik dalam bakteria: cakerawala permulaan seksualiti pada organisma hidup. Elba Bioflux.
5. Konjugasi prokariotik. Di Wikipedia. Dipulihkan dari es.wikipedia.org.
6. LS Frost & G. Koraimann (2010). Peraturan konjugasi bakteria: menyeimbangkan peluang dengan kesukaran. Mikrobiologi Masa Depan.
7. E.Hogg (2005). Mikrobiologi Penting. John Wiley & Sons Ltd.