Ewolucję gatunku ludzkiego gwarantuje mejoza komórek rozrodczych i ich późniejsze zjednoczenie (zapłodnienie), w ten sposób nowe pokolenia dziedziczą połowę dziedzictwa genetycznego po ojcu, a połowę po matce.
Ponieważ bakterie rozmnażają się bezpłciowo, przez proste rozszczepienie binarne, ich ewolucję zapewniają dwa główne mechanizmy: mutacji i rekombinacji.
MUTACJE: zdarzenie losowe, które objawia się zmianami i podstawieniami na poziomie sekwencji nukleotydowych tworzących genom bakteryjny.
REKOMBINACJE: pochodzą z mechanizmów transferu genów: bakteria dawcy przenosi sekwencje mukleotydowe do bakterii biorcy, która integruje je ze swoim genomem zgodnie z mechanizmem HOMOLOGICZNEJ REKOMBINACJI. Wszystko to prowadzi do nabycia nowych cech, takich jak kapsułka, zdolność do wytwarzania określonych toksyn, czynniki oporności na antybiotyki itp..
W bakterii genom zawarty jest w pojedynczym chromosomie, a czasami także w środowiskach pozachromosomalnych, zwanych PLAZMIDAMI, które mają taką samą superspiralną strukturę, ale mniejszą średnicę.Plazmidy są obdarzone autonomiczną replikacją i mogą kodować np. toksyny, pili , adhezyny, bakteriocyny lub czynniki oporności; niektóre plazmidy mogą również integrować się z genomem bakteryjnym, a następnie stać się niezależnymi; w takich przypadkach nazywane są one EPIZOMAMI. Ogólnie zatem w plazmidach znajdujemy informację genetyczną o cechach pomocniczych, nieistotną dla przetrwania bakterii.
Niektóre plazmidy mają wąskie spektrum potencjalnych gospodarzy, podczas gdy inne mają szersze spektrum (co oznacza, że mogą być przenoszone na różne bakterie).
Aby przenieść materiał genetyczny, a następnie plazmidy lub sekwencje genomowe, bakterie wypracowały trzy różne mechanizmy, zwane: transformacją, koniugacją i transdukcją. Do nich można dodać czwartą, zwaną TRANSPOZYCJĄ, dzięki której materiał genetyczny jest przenoszony z jednego obszaru chromosomu do drugiego lub z plazmidu do chromosomu w obrębie samej bakterii.
Pasaż wolnych fragmentów DNA pochodzących z lizy bakterii do bakterii biorcy.
Transfer genów poprzez kontakt fizyczny między dwiema bakteriami, których dawca nazywa się F+ (dodatnia płodność) i ma sprzęganie ołowiu, natomiast biorca F-.
W transferze pośredniczy wirus bakteryjny zwany bakteriofagiem.
TRANSFORMACJA: proces transformacji można podzielić na odrębne etapy:
1) związek między DNA a komórką
2) wejście DNA do komórki
3) rekombinacja wolnego DNA przedostającego się do bakterii biorcy
4) ekspresja fenotypowa
DNA do transformacji musi być:
1) podwójna helisa
2) o masie cząsteczkowej większej niż 106 Dalton
3) mieć „wysoką analogię z DNA komórki biorcy
Ze swej strony komórka receptorowa musi znajdować się w stanie fizjologicznym zwanym kompetencją.Komórka jest kompetentna, gdy znajduje się na końcu swojego wykładniczego lub logarytmicznego wzrostu; w tej fazie w rzeczywistości synteza białek jest maksymalna, a czynniki kompetencji ( białka, które umożliwiają wejście DNA).
KONIUGACJA: polega na bezpośrednim przeniesieniu materiału genetycznego poprzez fizyczny kontakt między dwiema komórkami bakteryjnymi.
Niektóre bakterie zawierają plazmid zwany czynnikiem F, który koduje białka tworzące stos koniugacji. Ten plazmid, obdarzony autonomiczną replikacją, posiada geny, które umożliwiają mu replikację i przenoszenie z jednej bakterii F+ do drugiej (F-).
Etapy koniugacji: bakteria F + spotyka się z bakterią F- i tworzy się mostek wiążący. W tym momencie plazmid zaczyna się replikować za pomocą mechanizmu zwanego toczącym się kołem (w kierunku 5 "- 3"), podczas którego jedna z dwóch hemielik przechodzi przez pilus.Pod koniec replikacji i transferu mamy dwa F+, ponieważ pierwszy przechowuje kopię plazmidu, podczas gdy F- otrzymuje drugi hemiel, który następnie duplikuje i tworzy plazmid.
Czasami (rzadko) w komórce F+ plazmid może zintegrować się z chromosomem. Nowe komórki, w których plazmid jest zintegrowany, nazywane są HFR (wysoka częstotliwość rekombinacji). W tych komórkach zintegrowany plazmid przekazuje swoje cechy do chromosomu, takie jak przeniesienie z bakterii A do bakterii B; dlatego geny pierwszego mogą łączyć się z genami drugiego.
Jeśli umieścimy bakterię HFR w kontakcie z F-, tworzy się mostek koniugacyjny, który wysyła sygnał transferu genu, dla którego nukleaza przecina „helisę”, chromosom zaczyna replikować się z mechanizmem toczącego się koła, a kopia, do której przechodzi komórka F zaczynając od punktu cięcia.
Przejście „całego chromosomu zajmuje około 90”, ale mostek koniugacyjny jest delikatny i często pęka przed zakończeniem transferu, więc przechodzi tylko głowa plazmidu i niektóre geny blisko niego; z drugiej strony część końcowa zawierająca współczynnik F nie przechodzi. W konsekwencji komórka F- nie staje się HFR, podobnie jak F+, ale nabywa tylko niektóre cechy bakterii dawcy.
DNA dawcy może rekombinować z chromosomem komórki przyjmującej, dając bakteriom nowe cechy genetyczne. Innym razem DNA może ulec degradacji i nie ma zmiany.
Oprócz czynników F istnieją również tak zwane czynniki R (które prowadzą do antybiotykooporności); zawsze są to plazmidy zawierające sekwencje czynników F, z którymi inne są związane z opornością na antybiotyki. Następnie są czynniki COL, które kodują białka zwane kolicynami lub bakteriocynami, czyli substancjami o działaniu bakteriobójczym, za pomocą których bakteria broni się i atakuje inne komórki w celu zajęcia miejsc kolonizacji.
Istnieją również czynniki laryngologiczne, kodujące enterotoksyny i charakterystyczne dla niektórych pędów Escherichia coli (normalnie obecnych w organizmie), zdolne do wytwarzania aktywnych enterotoksyn na błonie śluzowej jelita cienkiego.
Pili płciowe są typowe i unikatowe dla GRAM - ale koniugacja występuje również w GRAM +, które posiadają plazmidy syntetyzujące określone białka, które - wydzielane zewnętrznie - prowadzą do agregacji między F + i innymi F- bakteriami (bez uciekania się do al pilo che non c „è). Koniugacja jest jednak rzadkim wydarzeniem.
Inne artykuły na temat "Bakterie: transfer" informacji genetycznej "
- toksyny bakteryjne
- bakteria
- charakterystyczne bakterie
- komórka bakteryjna
- bakterie pomocnicze struktury
- Bakterie: transfer informacji genetycznej
- Antybiotyki
- Kategorie antybiotyków
- Odporność na antybiotyki
