Еволюцията на човешкия вид е гарантирана от мейозата на зародишните клетки и последващото им обединяване (оплождане) .По този начин новите поколения наследяват половината от генетичното наследство от бащата и половината от майката.
Тъй като бактериите се размножават асексуално, чрез просто бинарно делене, тяхното развитие се гарантира от два основни механизма: този на мутациите и този на рекомбинации.
МУТАЦИИ: случайно събитие, което се проявява с промени и замествания на нивото на нуклеотидните последователности, съставляващи бактериалния геном.
ПРЕПОРЪКИ: произлизат от механизмите за трансфер на гени: бактерията донор прехвърля муклеотидни последователности към реципиентната бактерия, която ги интегрира в своя геном съгласно ХОМОЛОГЕН РЕКОМБИНАЦИОНЕН механизъм. Всичко това води до придобиване на нови характеристики, като капсулата, способността да произвежда отделни токсини, фактори на резистентност към антибиотици и др.
В бактерията геномът се съдържа в единичната хромозома, а понякога и в екстрахромозомни среди, наречени ПЛАЗМИДИ, които имат същата суперспирилирана структура, но с по -малък диаметър. Плазмидите са надарени с автономна репликация и могат да кодират, например, за токсини, pili, адхезини, бактериоцини или резистентни фактори; някои плазмиди също могат да се интегрират в бактериалния геном и впоследствие да станат независими; в тези случаи те се наричат EPISOMS. Като цяло, следователно, в плазмидите откриваме генетичната информация на спомагателните характери, която не е от съществено значение за оцеляване на бактерията.
Някои плазмиди имат тесен спектър от потенциални гостоприемници, докато други имат по -широк спектър (което означава, че могат да бъдат прехвърлени към различни бактерии).
За да прехвърлят генетичния материал, след това плазмидите или геномните последователности, бактериите са разработили три различни механизма, наречени: трансформация, конюгация и трансдукция. Към тях може да се добави четвърта, наречена ТРАНСПОЗИЦИЯ, чрез която генетичният материал се прехвърля от една област на хромозомата в друга или от плазмида към хромозомата, в рамките на самата бактерия.
Преминаване на свободни ДНК фрагменти, произхождащи от бактериален лизис, до реципиентна бактерия.
Трансфер на гени чрез физически контакт между две бактерии, от които донорът се нарича F + (положителна плодовитост) и има конюгиран олово, докато реципиентът F-.
Трансферът се медиира от бактериален вирус, наречен бактериофаг.
ТРАНСФОРМАЦИЯ: процесът на трансформация може да бъде разделен на отделни етапи:
1) връзка между ДНК и клетката
2) влизане на ДНК в клетката
3) рекомбинация на свободна ДНК, навлизаща в реципиентната бактерия
4) фенотипна експресия
ДНК, която трябва да се трансформира, трябва да бъде:
1) двойна спирала
2) с молекулно тегло по -високо от 106 Далтона
3) имат „висока аналогия с ДНК на реципиентната клетка
Рецепторната клетка, от своя страна, трябва да бъде във физиологично състояние, наречено компетентност. Клетката е компетентна, когато е в края на своя експоненциален или логаритмичен растеж; в тази фаза всъщност протеиновият синтез е максимален и факторите на компетентност ( протеини, които позволяват на ДНК да влезе).
КОНЮГАЦИЯ: се състои в директно предаване на генетичен материал чрез физически контакт между две бактериални клетки.
Някои бактерии съдържат плазмид, наречен фактор F, който кодира протеини, които образуват купчината конюгация. Този плазмид, надарен с автономна репликация, има гени, които му позволяват да се репликира и прехвърля от една F + бактерия в друга (F-).
Етапи на конюгиране: F + бактерията се среща с F- бактерия и се образува свързващ мост. В този момент плазмидът започва да се репликира с механизъм, наречен търкалящ се кръг (в посока 5 "- 3"), по време на който един от двата хемиелика преминава през пилуса. В края на репликацията и трансфера имаме два F +, тъй като първият запазва копието на плазмида, докато F- получава втория хемиел, който след това дублира и образува плазмида.
Понякога (рядко) в F + клетка плазмидът може да се интегрира в хромозомата. Новите клетки, в които е интегриран плазмидът, се наричат HFR (висока честота на рекомбинация). В тези клетки интегрираният плазмид предава своите характеристики на хромозомата, като тази на прехвърляне от бактерия А в бактерия В; следователно гените на първите могат да се комбинират с тези на вторите.
Ако поставим HFR бактерия в контакт с F- се образува конюгационният мост, който изпраща сигнал за трансфер на гени, за който нуклеаза прерязва "спирала", хромозомата започва да се репликира с механизъм на търкалящ се кръг, а копието преминава в клетка F, започваща от точката на изрязване.
Преминаването на "цялата хромозома отнема около 90", но конюгиращият мост е крехък и често се счупва, преди трансферът да приключи, така че преминава само главата на плазмида и някои гени, близки до него; терминалната част, от друга страна, съдържаща фактора F, не преминава. Следователно, F-клетката не се превръща в HFR и F +, а придобива само някои от характеристиките на донорната бактерия.
Донорската ДНК може да се рекомбинира с хромозомата на приемащата клетка, придавайки на бактерията нови генетични характеристики. В други случаи ДНК може да бъде разградена и няма промяна.
В допълнение към F факторите съществуват и така наречените R фактори (които водят до антибиотична резистентност); те винаги са плазмиди, които съдържат последователностите на F фактори, с които други са свързани за резистентност към антибиотици. След това има COL фактори, които кодират протеини, наречени колицини или бактериоцини, тоест вещества с бактерицидно действие, с които бактерията се защитава и атакува другите клетки, за да заеме местата за колонизация.
Съществуват и УНГ фактори, които кодират ентеротоксини и които са типични за някои стъбла на ешерихия коли (нормално присъстващи в организма), способни да произвеждат активни ентеротоксини върху лигавицата на тънките черва.
Половите пили са типични и уникални за GRAMs - но конюгирането се среща и в GRAM +, които притежават плазмиди, които синтезират определени протеини, които - секретирани отвън - водят до агрегация между F + и други F -бактерии (без да се прибягва до al pilo che non c "è). Спрягането обаче е рядко събитие.
Други статии на тема „Бактерии: трансфер на„ генетична информация “
- бактериални токсини
- бактерии
- характерни бактерии
- бактериална клетка
- бактериални аксесоарни структури
- Бактерии: трансфер на генетична информация
- Антибиотици
- Категории антибиотици
- Резистентност към антибиотици
