Miten bakteerit vaihtavat geneettistä tietoa - Ero-Välillä

Miten bakteerit vaihtavat geneettistä tietoa

Bakteerit ovat mikroskooppisia organismeja, joissa on genomissaan kaksisäikeinen, pyöreä DNA. Vaikka bakteereilla ei ole elinkaarensa aikana pakollisia seksuaalisia lisääntymisvaiheita, he voivat vaihtaa aktiivisesti geneettistä tietoa. Geneettisten tietojen vaihtaminen bakteereissa tapahtuu kolmella tavalla: konjugaatio, transformaatio ja transduktio. Geenimateriaalin välitön siirtäminen kahden bakteerin välillä tunnetaan konjugoituna; se tapahtuu sukupuolen piluksen kautta. Transformaatio on alaston vieraan DNA: n poiminta ympäristöstä. Transduktio on bakteeri-DNA: n kantaminen bakteriofageilla toiselle bakteerille.

Avainalueet katettu

1. Mitä ovat bakteerit
- Määritelmä, ominaisuudet, bakteeri-DNA
2. Miten bakteerit vaihtavat geneettistä tietoa
- Konjugaatio, muunnos, transduktio

Keskeiset termit: bakteeri-DNA, konjugaatio, plasmidit, sukupuolipilus, transformaatio, transduktio


Mitä ovat bakteerit

Bakteerit ovat prokaryooteja, joissa ei ole kalvoon sitoutuneita organelleja. Niillä on peptidoglykaanisoluseinä. Beksiaalien lisääntyminen binäärisen halkeamisen avulla on tärkein lisääntymismenetelmä bakteereissa. Bakteerit voivat sisältää kahden tyyppistä geneettistä materiaalia bakteerissa, ja ne ovat bakteerigenomi ja plasmidit. Genomi on kaksisäikeinen pyöreä kromosomaalinen DNA ja plasmidit ovat kaksisäikeisiä, pieniä, pyöreitä DNA-molekyylejä. Bakteriaalinen kromosomaalinen DNA sijaitsee nukleoidissa. Koko E. coli genomi on 4,6 miljoonaa emäsparia, ja se koostuu noin 4 300 geenistä. Plasmidit tai ei-kromosomaaliset bakteeri-DNA: t ovat pienempiä kuin bakteeri-kromosomi, ja useita bakteerisoluja kohden voidaan löytää useita tai enemmän kuin tuhansia plasmideja. Viljelmässä olevat bakteerit on esitetty Kuvio 1.


Kuva 1: Bakteerit

Miten bakteerit vaihtavat geneettistä tietoa

Geneettinen informaatio voidaan siirtää yhdestä bakteerista toiseen DNA: n muodossa. Geneettisen informaation siirtoa bakteerien välillä ei pidetä usein todellisena vaihtona, koska yksi bakteeri toimii luovuttajana, kun taas toinen toimii vain vastaanottimena. Lisäksi siirretään vain pieniä bakteriaalisia kromosomeja.

Kolme tilaa, joita käytetään geneettisen informaation vaihtamiseen bakteerien välillä, ovat konjugaatio, transformaatio ja transduktio.

konjugaatio

Prosessi, joka vaihtaa geneettistä informaatiota kahden bakteerin välillä suoran solun ja solun välisen kontaktin kautta, tunnetaan konjugointina. Sitä välittävät konjugatiiviset plasmidit, jotka on koodattu tehokkailla mekanismeilla DNA-siirron välittämiseksi. Konjugointi on yksisuuntainen prosessi, ja vain luovuttajabakteerissa on konjugatiiviset plasmidit. Gram-negatiivisten bakteerien konjugatiiviset plasmidit koodataan sukupuolipilulle, joka helpottaa DNA: n siirtoa vastaanottajan bakteeriin. Kahden bakteerin välinen suora kosketus saavutetaan sukupuolipilun kautta muodostaen avioliiton. Bakteerikonjugaatin vaiheet on esitetty kuvio 2.


Kuva 2: Konjugaatio

1 - Luovuttajasolu tuottaa piluksia.
2- Pilus kiinnittyy vastaanottajasoluun, tuo kaksi solua yhteen.
3 - Liikkuva plasmidi on nicked ja yksi DNA-juoste siirretään sitten vastaanottajasoluun.
4- Molemmat solut kierrättävät plasmidit, syntetisoivat toiset säikeet ja tuottavat pilin; molemmat solut ovat nyt elinkelpoisia luovuttajia.

muutos

Prosessi, jossa DNA: n vapaat fragmentit otetaan bakteereilta ympäröivältä väliaineelta, tunnetaan muunnoksena. Vain toimivaltaiset bakteerisolut voivat ottaa DNA: ta transformoimalla. Rajoitetut bakteerityypit voivat muuttua luonnollisesti muun muassa Basilli, Streptococcus, Neisseria, Haemophilus, jne. Lisäksi useimmat bakteerit, kuten E. coli voidaan tehdä päteväksi keinotekoisesti altistamalla seokselle kalsiumkloridilla. Plasmideja käytetään DNA: n kantajina transformaatiossa DNA-kloonauskokeiden aikana.

transduktio

Prosessi bakteriaalisen DNA: n siirtämiseksi yhdestä solusta toiseen soluun bakteerien tarttuvien virusten avulla tunnetaan transduktioksi. Sitä pidetään tehokkaana menetelmänä DNA: n siirtoa varten, koska vieras DNA on suojattu bakteriofaagin sisällä. Bakteriofagien siirtämä DNA on integroitu pysyvästi vastaanottajan bakteerigeeniin homologisella rekombinaatiolla.

johtopäätös

Geneettisen materiaalin vaihtaminen DNA: n välillä tapahtuu kolmessa menetelmässä; konjugaatio, transformaatio ja transduktio. Konjugaatio on geneettisen materiaalin välitön siirtäminen kahden bakteerin välillä sukupuolipilun avulla. Transformaatio on paljastettujen DNA-fragmenttien ottaminen bakteereilta ympäröivältä väliaineelta. Transfektio on bakteeri-DNA: n siirtyminen bakteereja tarttuvien virusten kautta.

Viite:

1. Rogers, Kara ja Robert J. Kadner. "Bakteerit."Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 22. helmikuuta 2018,