3 sposoby, w których zachodzi genetyczna rekombinacja bakterii

Niektóre z ważnych dróg, w których zachodzi genetyczna rekombinacja w bakteriach, są następujące:

Rekombinacja genetyczna w bakteriach

Jest to proces, w którym materiały genetyczne zawarte w dwóch oddzielnych genomach są łączone w jedną jednostkę. U bakterii rekombinacja zachodzi poprzez (1) transformację, (2) transdukcję i (3) koniugację.

1. Transformacja:

Genetyczny transfer w bakteriach zachodzi również w wyniku transformacji, w której cząsteczka DNA komórki dawcy, gdy zostaje uwolniona przez jej rozpad, jest pobierana przez inną komórkę biorcy, a jej potomstwo dziedziczy niektóre cechy komórki dawcy. Gdy różne szczepy bakterii znajdują się w stanie zmieszanym w kulturze lub w naturze, niektóre z powstałych potomstwa mają kombinację charakterów szczepów rodzicielskich. Zjawisko to znane jest jako rekombinacja.

Zjawisko transformacji zostało po raz pierwszy zarejestrowane przez Griffitha (1928). Avery, Macleod i McCarty (1944) wykazali, że transformującą zasadą jest DNA w sekwencji zdarzeń w transformacji bakteryjnej.

2. Transdukcja:

Transfer genetyczny w bakteriach osiąga się dzięki procesowi znanemu jako transdukcja. Doświadczenie Laderberga i Zindera (1952) w probówce typu U Salmonella typhimurium wykazało, że wirusy bakteryjne lub fagi są odpowiedzialne za transfer materiału genetycznego z jednego do drugiego faga lizogennego i litycznego. W ten sposób gospodarz nabywa nowy genotyp. Transdukcję wykazano w wielu bakteriach.

W tym procesie cząsteczka DNA niosąca dziedziczne postacie bakterii dawcy jest przenoszona do komórki biorcy za pośrednictwem cząstki faga.

Gdy komórka bakteryjna jest zakażona wirusem umiarkowanym, rozpoczyna się cykl lityczny lub lizogenny. Następnie DNA gospodarza rozpada się na małe fragmenty wraz z namnażaniem wirusa. Niektóre z tych fragmentów DNA są włączone do cząsteczek wirusa, które stają się transdukcją.

Gdy bakterie ulegają lizie, te cząsteczki wraz z normalnymi cząstkami wirusa są uwalniane, gdy ta mieszanina cząstek transdukcji i normalnych cząstek wirusa może infekować populację komórek biorcy, większość bakterii jest zakażona normalnymi cząsteczkami wirusa, a w wyniku lizogenezy lub cyklu litycznego występuje ponownie. Kilka bakterii jest zakażonych przenoszącymi cząstkami, następuje transdukcja, a DNA cząstek wirusa ulega genetycznym rekombinacjom z bakteryjnym DNA.

3. Koniugacja bakteryjna:

Wollman i Jacob (1956) opisali koniugację, w której dwie bakterie leżą obok siebie nawet przez pół godziny. W tym czasie część materiału genetycznego powoli przechodzi z jednej bakterii, która jest oznaczona jako samiec, do biorcy oznaczonego jako samica. Ustalono, że materiał męski wszedł w kobietę w serii liniowej.

Rekombinacja genetyczna między komórkami dawcy i biorcy zachodzi następująco: DNA Hfr po opuszczeniu fragmentu do komórki biorcy ponownie reformuje się w sposób kołowy. W szczepie F zachodzi rekombinacja genetyczna między fragmentem donorowym a DNA biorcy. Transfer genów jest procesem sekwencyjnym, a dany szczep Hfr zawsze przekazuje geny w określonej kolejności. Jednoniciowy DNA donorowy (czynnik F) jest zintegrowany z chromosomem gospodarza za pomocą enzymu nukleazy.