Эволюция человеческого вида гарантируется мейозом половых клеток и их последующим объединением (оплодотворением). Таким образом, новые поколения наследуют половину генетического наследия от отца и половину от матери.
Поскольку бактерии размножаются бесполым путем, путем простого бинарного деления, их эволюция обеспечивается двумя основными механизмами: мутациями и рекомбинациями.
МУТАЦИИ: случайное событие, которое проявляется изменениями и заменами на уровне нуклеотидных последовательностей, составляющих бактериальный геном.
РЕКОМБИНАЦИИ: происходят от механизмов переноса генов: бактерия-донор передает муклеотидные последовательности бактерии-реципиенту, которая интегрирует их в свой геном в соответствии с механизмом ГОМОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКОМБИНАЦИИ. Все это приводит к приобретению новых характеристик, таких как капсула, способность вырабатывать определенные токсины, факторы устойчивости к антибиотикам и т. Д.
У бактерии геном содержится в одной хромосоме, а иногда и во внехромосомных средах, называемых ПЛАЗМИДАМИ, которые имеют такую же суперспирализованную структуру, но меньшего диаметра. Плазмиды обладают автономной репликацией и могут кодировать, например, токсины, пили, адгезины, бактериоцины или факторы резистентности; некоторые плазмиды также могут интегрироваться в бактериальный геном и впоследствии становиться независимыми; в этих случаях они называются ЭПИСОМами. В целом, поэтому в плазмидах мы находим генетическую информацию вспомогательных признаков, несущественных для выживания бактерии.
Некоторые плазмиды имеют узкий спектр потенциальных хозяев, в то время как другие имеют более широкий спектр (что означает, что они могут передаваться разным бактериям).
Чтобы передать генетический материал, а затем плазмиды или геномные последовательности, бактерии разработали три различных механизма, называемых трансформацией, конъюгацией и трансдукцией. К ним можно добавить четвертую, называемую ТРАНСПОЗИЦИЕЙ, посредством которой генетический материал переносится из одной области хромосомы в другую или из плазмиды в хромосому внутри самой бактерии.
Переход свободных фрагментов ДНК, происходящих от бактериального лизиса, к бактерии-реципиенту.
Передача гена посредством физического контакта между двумя бактериями, донор которых называется F + (положительная фертильность) и ведет конъюгацию, а реципиент - F-.
Передача опосредована бактериальным вирусом, называемым бактериофагом.
ТРАНСФОРМАЦИЯ: процесс трансформации можно разделить на отдельные этапы:
1) связь между ДНК и клеткой
2) попадание ДНК в клетку
3) рекомбинация свободной ДНК, попадающей в бактерию-реципиент
4) фенотипическое выражение
Трансформируемая ДНК должна быть:
1) двойная спираль
2) с молекулярной массой более 106 Дальтон
3) имеют "высокую аналогию с ДНК клетки-реципиента".
Рецепторная клетка, со своей стороны, должна находиться в физиологическом состоянии, называемом компетентностью. Клетка является компетентной, когда она находится в конце своего экспоненциального или логарифмического роста; в этой фазе, фактически, синтез белка максимален, а факторы компетентности ( белки, которые позволяют проникать ДНК).
СОПРЯЖЕНИЕ: заключается в прямой передаче генетического материала посредством физического контакта между двумя бактериальными клетками.
Некоторые бактерии содержат плазмиду, называемую фактором F, который кодирует белки, образующие кучу конъюгации. Эта плазмида, наделенная автономной репликацией, имеет гены, которые позволяют ей реплицироваться и переноситься от одной бактерии F + к другой (F-).
Этапы конъюгации: бактерия F + встречается с бактерией F-, и образуется связывающий мостик. В этот момент плазмида начинает воспроизводить себя с помощью механизма, называемого вращающимся кругом (в направлении 5–3 дюймов), во время которого один из двух гемиеликов проходит через пилус. В конце репликации и переноса у нас есть два F +, поскольку первый сохраняет копию плазмиды, а F- получает второй гемиэль, который затем дублирует и формирует плазмиду.
Иногда (редко) в клетке F + плазмида может интегрироваться в хромосому. Новые клетки, в которые интегрирована плазмида, называются HFR (высокая частота рекомбинации). В этих клетках интегрированная плазмида передает свои характеристики хромосоме, такие как характеристики передачи от бактерии A к бактерии B; поэтому гены первого могут сочетаться с генами второго.
Если мы помещаем бактерию HFR в контакт с F- образуется мостик конъюгации, который посылает сигнал переноса гена, для которого нуклеаза разрезает спираль, хромосома начинает реплицироваться по механизму катящегося круга, и копия, в которую она переходит, ячейка F, начиная с точки разреза.
Прохождение «всей хромосомы занимает около 90», но мост конъюгации хрупок и часто разрывается до завершения передачи, поэтому проходит только головка плазмиды и некоторые близкие к ней гены; терминальная часть, с другой стороны, содержащая фактор F, не проходит. Следовательно, F-клетка не становится HFR, как и F +, а приобретает лишь некоторые характеристики бактерии-донора.
Донорская ДНК может рекомбинировать с хромосомой принимающей клетки, придавая бактерии новые генетические признаки. В других случаях ДНК может деградировать, и никаких изменений нет.
В дополнение к факторам F существуют также так называемые факторы R (которые приводят к устойчивости к антибиотикам); они всегда представляют собой плазмиды, содержащие последовательности факторов F, с которыми связаны другие факторы устойчивости к антибиотикам. Затем существуют факторы COL, которые кодируют белки, называемые колицинами или бактериоцинами, то есть веществами с бактерицидным действием, с помощью которых бактерия защищает себя и атакует другие клетки, чтобы занять места колонизации.
Существуют также ЛОР-факторы, кодирующие энтеротоксины и типичные для некоторых стеблей Escherichia Coli (обычно присутствующих в организме), способные продуцировать активные энтеротоксины на слизистой оболочке тонкой кишки.
Половые пили типичны и уникальны для GRAM, но конъюгация также происходит в GRAM +, который содержит плазмиды, которые синтезируют определенные белки, которые - секретируемые извне - приводят к агрегации между F + и другими F- бактериями (не прибегая к al pilo che non c «è). Однако спряжение - редкое явление.
Другие статьи на тему «Бактерии: передача« генетической информации »
- бактериальные токсины
- бактерии
- характерные бактерии
- бактериальная клетка
- вспомогательные структуры бактерий
- Бактерии: передача генетической информации
- Антибиотики
- Категории антибиотиков
- Устойчивость к антибиотикам
