Η εξέλιξη του ανθρώπινου είδους διασφαλίζεται από τη μείωση των γεννητικών κυττάρων και την επακόλουθη ένωση τους (γονιμοποίηση). Με αυτόν τον τρόπο, οι νέες γενιές κληρονομούν τη μισή γενετική κληρονομιά από τον πατέρα και τη μισή από τη μητέρα.
Δεδομένου ότι τα βακτήρια αναπαράγονται άσεξου, με απλή δυαδική σχάση, η εξέλιξή τους διασφαλίζεται από δύο κύριους μηχανισμούς: αυτόν των μεταλλάξεων και αυτόν των ανασυνδυασμών.
Μεταλλάξεις: τυχαίο γεγονός που εκδηλώνεται με αλλαγές και υποκαταστάσεις στο επίπεδο των νουκλεοτιδικών αλληλουχιών που αποτελούν το βακτηριακό γονιδίωμα.
ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ: προέρχονται από μηχανισμούς μεταφοράς γονιδίου: ένα βακτήριο δότη μεταφέρει αλληλουχίες μουλεοτιδίων στο βακτήριο δέκτη, το οποίο τις ενσωματώνει στο γονιδίωμά του σύμφωνα με έναν ΟΜΟΛΟΓΟ μηχανισμό ΑΝΑΣΥΝΔΕΣΗΣ. Όλα αυτά οδηγούν στην απόκτηση νέων χαρακτηριστικών, όπως η κάψουλα, η ικανότητα παραγωγής συγκεκριμένων τοξινών, οι παράγοντες αντοχής στα αντιβιοτικά κλπ.
Στο βακτήριο το γονιδίωμα περιέχεται στο μεμονωμένο χρωμόσωμα και μερικές φορές επίσης σε εξωχρωμοσωμικά περιβάλλοντα, που ονομάζονται PLASMIDS, τα οποία έχουν την ίδια υπερπυραυμένη δομή, αλλά μικρότερη διάμετρο. Τα πλασμίδια διαθέτουν αυτόνομη αντιγραφή και μπορούν να κωδικοποιήσουν, για παράδειγμα, τοξίνες, pili, adhesins, βακτηριοκίνες ή παράγοντες αντοχής. μερικά πλασμίδια μπορούν επίσης να ενσωματωθούν στο βακτηριακό γονιδίωμα και στη συνέχεια να γίνουν ανεξάρτητα. σε αυτές τις περιπτώσεις ονομάζονται EPISOMS. Γενικά, επομένως, στα πλασμίδια βρίσκουμε τις γενετικές πληροφορίες των βοηθητικών χαρακτήρων, όχι απαραίτητες για την επιβίωση του βακτηρίου.
Ορισμένα πλασμίδια έχουν στενό φάσμα δυνητικών ξενιστών, ενώ άλλα έχουν ευρύτερο φάσμα (πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να μεταφερθούν σε διαφορετικά βακτήρια).
Για τη μεταφορά του γενετικού υλικού, μετά των πλασμιδίων ή των γονιδιωματικών αλληλουχιών, τα βακτήρια έχουν αναπτύξει τρεις διαφορετικούς μηχανισμούς, που ονομάζονται: μετασχηματισμός, σύζευξη και μεταγωγή. Σε αυτά, μπορεί να προστεθεί ένα τέταρτο, που ονομάζεται TRANSPOSITION, μέσω του οποίου το γενετικό υλικό μεταφέρεται από τη μία περιοχή του χρωμοσώματος στην άλλη ή από το πλασμίδιο στο χρωμόσωμα, μέσα στο ίδιο το βακτήριο.
Μετάβαση ελεύθερων θραυσμάτων DNA, που προέρχονται από βακτηριακή λύση, σε βακτήριο δέκτη.
Μεταφορά γονιδίου μέσω φυσικής επαφής μεταξύ δύο βακτηρίων, από τα οποία ο δότης ονομάζεται F + (θετική γονιμότητα) και έχει μόλυβδο σύζευξης, ενώ ο δέκτης F-.
Η μεταφορά μεσολαβείται από έναν βακτηριακό ιό που ονομάζεται βακτηριοφάγος.
ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ: η διαδικασία μετασχηματισμού μπορεί να χωριστεί σε διακριτά στάδια:
1) σύνδεση μεταξύ DNA και κυττάρου
2) είσοδος DNA στο κύτταρο
3) ανασυνδυασμός ελεύθερου DNA που εισέρχεται στο βακτήριο δέκτη
4) φαινοτυπική έκφραση
Ένα DNA που πρόκειται να μετασχηματιστεί πρέπει να είναι:
1) διπλή έλικα
2) με μοριακό βάρος μεγαλύτερο από 106 Dalton
3) έχουν «υψηλή αναλογία με το DNA του κυττάρου -δέκτη
Το κύτταρο υποδοχέα, από την πλευρά του, πρέπει να βρίσκεται σε φυσιολογική κατάσταση που ονομάζεται ικανότητα. Ένα κύτταρο είναι ικανό όταν βρίσκεται στο τέλος της εκθετικής ή λογαριθμικής ανάπτυξής του. Σε αυτή τη φάση, στην πραγματικότητα, η πρωτεϊνική σύνθεση είναι μέγιστη και παράγοντες ικανότητας ( πρωτεΐνες που επιτρέπουν την είσοδο του DNA).
ΣΥΝΔΕΣΗ: συνίσταται στην άμεση μεταφορά γενετικού υλικού μέσω φυσικής επαφής μεταξύ δύο βακτηριακών κυττάρων.
Ορισμένα βακτήρια περιέχουν ένα πλασμίδιο, που ονομάζεται παράγοντας F, το οποίο κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες που σχηματίζουν το σωρό σύζευξης. Αυτό το πλασμίδιο, προικισμένο με αυτόνομη αντιγραφή, έχει γονίδια που του επιτρέπουν να αναπαράγεται και να μεταφέρεται από το ένα βακτήριο F + στο άλλο (F-).
Στάδια σύζευξης: Ένα βακτήριο F + συναντά ένα βακτήριο F και σχηματίζεται μια γέφυρα σύνδεσης. Σε αυτό το σημείο το πλασμίδιο αρχίζει να αναπαράγεται με έναν μηχανισμό που ονομάζεται κύλινδρος κύκλος (στην κατεύθυνση 5 "- 3"), κατά τον οποίο ένα από τα δύο ημιελικά περνά μέσα από τον πυλώνα. Στο τέλος της αντιγραφής και της μεταφοράς, έχουμε δύο F +, αφού το πρώτο κρατά το αντίγραφο του πλασμιδίου, ενώ το F- λαμβάνει το δεύτερο ημίλιο, το οποίο στη συνέχεια αντιγράφει και σχηματίζει το πλασμίδιο.
Μερικές φορές (σπάνια) σε ένα κύτταρο F + το πλασμίδιο μπορεί να ενσωματωθεί στο χρωμόσωμα. Τα νέα κύτταρα όπου είναι ενσωματωμένο το πλασμίδιο ονομάζονται HFR (υψηλή συχνότητα ανασυνδυασμού). Σε αυτά τα κύτταρα το ενσωματωμένο πλασμίδιο μεταδίδει τα χαρακτηριστικά του στο χρωμόσωμα, όπως αυτό της μεταφοράς από βακτήριο Α σε βακτήριο Β. επομένως τα γονίδια του πρώτου μπορούν να συνδυαστούν με αυτά του δεύτερου.
Εάν βάλουμε ένα βακτήριο HFR σε επαφή με ένα F- σχηματίζεται η γέφυρα σύζευξης, η οποία στέλνει ένα σήμα μεταφοράς γονιδίου για το οποίο μια νουκλεάση κόβει μια «έλικα», το χρωμόσωμα αρχίζει να αναπαράγεται με έναν μηχανισμό κυλιόμενου κύκλου και το αντίγραφο περνάει κελί F ξεκινώντας από το σημείο κοπής.
Το πέρασμα του "ολόκληρου χρωμοσώματος διαρκεί περίπου 90", αλλά η γέφυρα σύζευξης είναι εύθραυστη και συχνά σπάει πριν ολοκληρωθεί η μεταφορά, οπότε περνά μόνο η κεφαλή του πλασμιδίου και μερικά κοντινά γονίδια. το τερματικό μέρος, από την άλλη πλευρά, που περιέχει τον παράγοντα F, δεν περνά. Κατά συνέπεια, το κύτταρο F δεν γίνεται HFR και ούτε το F +, αλλά αποκτά μόνο μερικά από τα χαρακτηριστικά του βακτηρίου δότη.
Το DNA δότη μπορεί να ανασυνδυαστεί με το χρωμόσωμα του κυττάρου λήψης δίνοντας στο βακτήριο νέους γενετικούς χαρακτήρες. Άλλες φορές το DNA μπορεί να υποβαθμιστεί και δεν υπάρχει καμία αλλαγή.
Εκτός από τους παράγοντες F υπάρχουν επίσης οι λεγόμενοι παράγοντες R (οι οποίοι οδηγούν σε αντίσταση στα αντιβιοτικά). είναι πάντα πλασμίδια που περιέχουν τις αλληλουχίες των παραγόντων F, με τους οποίους άλλοι σχετίζονται για αντοχή στα αντιβιοτικά. Στη συνέχεια, υπάρχουν παράγοντες COL, οι οποίοι κωδικοποιούν πρωτεΐνες που ονομάζονται κολικίνες ή βακτηριοκίνες, δηλαδή ουσίες με βακτηριοκτόνο δράση, με τις οποίες το βακτήριο αμύνεται και επιτίθεται στα άλλα κύτταρα για να καταλάβουν τις θέσεις αποικισμού.
Υπάρχουν επίσης ΩΡΛ παράγοντες, οι οποίοι κωδικοποιούν τις εντεροτοξίνες και οι οποίοι είναι τυπικοί για ορισμένα στελέχη Escherichia Coli (φυσιολογικά υπάρχουν στον οργανισμό), ικανά να παράγουν ενεργές εντεροτοξίνες στον βλεννογόνο του λεπτού εντέρου.
Τα σεξουαλικά pili είναι τυπικά και μοναδικά των GRAMs - αλλά η σύζευξη συμβαίνει επίσης στο GRAM +, το οποίο διαθέτει πλασμίδια που συνθέτουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες, οι οποίες - εκκρίνονται εξωτερικά - οδηγούν σε συσσωμάτωση μεταξύ F + και άλλων βακτηρίων F- (χωρίς να καταφεύγουμε σε al pilo che non c Ωστόσο, η σύζευξη είναι ένα σπάνιο γεγονός.
Άλλα άρθρα με θέμα "Βακτήρια: Μεταφορά" γενετικών πληροφοριών "
- βακτηριακές τοξίνες
- βακτήρια
- χαρακτηριστικά βακτήρια
- βακτηριακό κύτταρο
- βοηθητικές δομές βακτηρίων
- Βακτήρια: μεταφορά γενετικών πληροφοριών
- Αντιβιοτικά
- Κατηγορίες αντιβιοτικών
- Αντοχή στα αντιβιοτικά
