عملية الاقتران البكتيرية ، هيكل والعوامل

ال الاقتران البكتيري هو نقل المواد الجينية في اتجاه واحد من بكتيريا مانحة إلى مستلم آخر ، من خلال الاتصال الجسدي بين الخليتين. يمكن أن يحدث هذا النوع من العمليات في كل من البكتيريا التي تتفاعل ، كما هو الحال في تلك التي لا تتفاعل مع البقع غرام ، وكذلك في العقدية.

يمكن أن يحدث الاقتران بين البكتيريا من نفس النوع ، أو من الأنواع المختلفة. يمكن أن يحدث حتى بين بدائيات النوى وأعضاء الممالك الأخرى (النباتات والفطريات والحيوانات).

لكي تحدث عملية الاقتران ، يجب أن تمتلك إحدى البكتيريا المعنية ، المتبرع ، المادة الوراثية التي يمكن تعبئتها ، والتي عادة ما يتم تمثيلها بالبلازميدات أو الترانسبوزونات.

لا يجب أن تحتوي الخلية الأخرى ، المستقبل ، على مثل هذه العناصر. يمكن لمعظم البلازميدات اكتشاف خلايا مستقبلات محتملة تفتقر إلى بلازميدات مماثلة.

مؤشر

• 1 الاقتران والتكاثر الجنسي
• 2 الهياكل والعوامل التي تتدخل في العملية
  • 2.1 الجنس بيلي
  • 2.2 العناصر الملحقة
• 3 عملية
• 4 تطبيقات
• 5 المراجع

الاقتران والتكاثر الجنسي

لا تحتوي البكتيريا على مادة وراثية مماثلة لتلك الموجودة في حقيقيات النوى. لا تقدم هذه الكائنات التكاثر الجنسي لأنها لا تقدم انقسام الاختزال (الانقسام الاختزالي) لتشكيل الأمشاج في أي وقت من حياتهم.

لتحقيق إعادة تركيب المواد الجينية (جوهر النشاط الجنسي) ، للبكتيريا ثلاث آليات: التحول ، الاقتران والتحول.

الاقتران البكتيري ليس ، إذن ، عملية تكاثر جنسي. في الحالة الأخيرة ، يمكن اعتباره نسخة بكتيرية من هذا النوع من التكاثر ، لأنه ينطوي على بعض التبادل الوراثي.

الهياكل والعوامل التي تتدخل في العملية

الجنس بيلى

وتسمى أيضًا pili F ، وهي هياكل خيطية ، أقصر وأرق كثيرًا من السوط ، تتشكل من وحدات فرعية من البروتين متشابكة مع بعضها البعض ، حول مركز جوفاء. وتتمثل مهمتها في الحفاظ على اتصال خليتين أثناء الاقتران.

من الممكن أيضًا نقل العنصر المقترن إلى الخلية المستقبلة من خلال الفتحة المركزية للبيل الجنسي.

العناصر الملحقة

إنها المادة الوراثية التي سيتم نقلها خلال عملية الاقتران البكتيري. يمكن أن تكون ذات طبيعة مختلفة ، من بينها:

جزيئات الحمض النووي خارج الصبغي (عامل F)

هذه الجسيمات عبارة عن حلقات ، أي بلازميدات يمكن دمجها في الكروموسوم البكتيري عن طريق عملية تسمى إعادة التركيب المتماثل. تتميز بطول حوالي 100 كيلو بايت ، بالإضافة إلى أصلها من النسخ المتماثل والنقل.

تسمى الخلايا التي تمتلك العامل F الخلايا الذكورية أو الخلايا F + ، بينما تفتقر الخلايا الأنثوية (F-) إلى هذا العامل. بمجرد الانتهاء من الاقتران ، تصبح البكتيريا F + ويمكن أن تعمل على هذا النحو.

المواضيع كروموسوم

عند حدوث إعادة التركيب المتماثل ، يرتبط العامل F بالكروموسوم البكتيري ؛ في مثل هذه الحالات ، يُطلق عليها العامل F ، وتسمى الخلايا التي تمتلك الحمض النووي المعاد تكوينه Hfr ، بواسطة الاختصارات باللغة الإنجليزية ذات التردد العالي من إعادة التركيب..

أثناء الاقتران بين بكتريا Hfr والبكتريا F ، تنقل الأولى إلى الثانية واحدة من الحمض النووي الخاص بها معادًا إلى عامل F. وفي هذه الحالة ، تتحول خلية المستقبلات إلى خلية Hfr.

يمكن أن يكون هناك عامل F واحد فقط في البكتيريا ، إما خارج الصبغية (F) أو معاد تجميعه مع الكروموسوم البكتيري (F ').

البلازميدات

ينظر بعض المؤلفين في البلازميدات وعوامل F معًا ، ويعالجها مؤلفون آخرون بشكل منفصل. كلاهما جزيئات وراثية خارج الصبغية ، ولكن على عكس العامل F ، لا تتكامل البلازميدات في الكروموسومات. إنها العناصر الجينية التي تنتقل في الغالب أثناء عملية الاقتران.

تتكون البلازميدات من جزأين ؛ عامل نقل المقاومة ، وهو المسؤول عن نقل البلازميد وجزء آخر يتكون من جينات متعددة تمتلك المعلومات التي ترمز إلى مقاومة المواد المختلفة.

يمكن أن تنتقل بعض هذه الجينات من بلازميد إلى آخر من نفس الخلية ، أو من بلازميد إلى كروموسوم البكتيريا. وتسمى هذه الهياكل transposons.

يجادل بعض المؤلفين بأن البلازميدات المفيدة للبكتيريا هي فعليًا غير متجانسة ، بينما يمكن للآخرين ، على العكس من ذلك ، أن يكونوا طفيليات داخلية بكتيرية.

عملية

الخلايا المانحة تنتج الجنس pili. تحتوي جزيئات F أو البلازميدات الموجودة فقط في هذه البكتيريا على المعلومات الوراثية التي تشكل رموزًا لإنتاج البروتينات التي تشكل البيلي. نتيجة لهذا ، فإن الخلايا F + فقط هي التي ستقدم هذه الهياكل.

تسمح سمكة الجنس ، في المقام الأول ، بأن تلتصق الخلايا المانحة بالخلايا المتلقية ثم تبقى معًا.

من أجل الشروع في عملية النقل ، يجب الفصل بين خيطي DNA. أولاً ، يحدث قطع في المنطقة المعروفة باسم أصل النقل (oriT) لأحد فروع. يقوم إنزيم ريتاز بإعداد هذا القطع بحيث يبدأ إنزيم هليز عملية فصل السلاسل.

يمكن أن يتصرف الإنزيم بمفرده أو أيضًا في تكوين مركب به عدة بروتينات مختلفة. هذا المجمع يعرف باسم ريتوسوما.

سيبدأ فصل السلاسل فورًا ببدء نقل أحد السلاسل ، والذي سينتهي فقط عندما تنتقل السلسلة بأكملها إلى الخلية المستقبلة ، أو عندما يتم فصل البكتيرين.

لإكمال عملية النقل ، تقوم كل من الخلايا والمستلم والجهات المانحة بتجميع الخيوط التكميلية وتصبح السلسلة دائرية مرة أخرى. كمنتج نهائي ، أصبحت كلتا البكتيريا الآن F + ويمكنهما أن يعملا كمتبرعين بالبكتيريا F-.

البلازميدات هي العناصر الجينية التي تنتقل في أغلب الأحيان بهذه الطريقة. تعتمد قدرة الاقتران على وجود بلازميدات متلازمة في بكتيريا تحتوي على المعلومات الوراثية اللازمة لمثل هذه العملية.

تطبيقات

تم استخدام الاقتران في الهندسة الوراثية كأداة لنقل المواد الوراثية إلى وجهات مختلفة. لقد ساعد في نقل المواد الوراثية من البكتيريا إلى خلايا حقيقية النواة ومستقبلات بدائية النواة وحتى الميتوكوندريا المعزولة من الثدييات.

واحد من أجناس البكتيريا التي تم استخدامها بنجاح لتحقيق هذا النوع من النقل الأجرعية, التي استخدمت وحدها ، أو بالتزامن مع فيروس فسيفساء التبغ.

من بين الأنواع التي تحولت وراثيا الأجرعية هناك الخمائر والفطريات وغيرها من البكتيريا والطحالب والخلايا الحيوانية.

مراجع

1. E.W. نيستر ، سي. روبرتس ، ن. ن. Pearsall & B.J. مكارثي (1978). علم الأحياء الدقيقة. الطبعة الثانية. هولت ، رينهارت ووينستون.
2. C.Lira. الأجرعية. في شريان الحياة. تعافى من lifeder.com.
3. الاقتران البكتيري. في ويكيبيديا. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org.
4. ر. كاربا (2010). التركيب الوراثي في ​​البكتيريا: أفق بدايات النشاط الجنسي في الكائنات الحية. إلبا بيوفلوكس.
5. اقتران بدائية النواة. في ويكيبيديا. تم الاسترجاع من es.wikipedia.org.
6. إس. Frost & G. Koraimann (2010). تنظيم الاقتران البكتيري: موازنة الفرصة مع الشدائد. علم الأحياء الدقيقة في المستقبل.
7. هوج (2005). علم الأحياء الدقيقة الأساسية. جون وايلي وأولاده المحدودة.