3 Arten des genetischen Transfers in Bakterienzellen

Drei Arten des genetischen Transfers in bakteriellen Zellen sind: (a) Transformation, (b) Transduktion, (c) Konjugation.

Bakterien teilen sich sehr schnell. Die Verdopplungszeit wird auch als Erzeugungszeit bezeichnet und kann bis zu 20 Minuten betragen. Bakterien vermehren sich hauptsächlich durch ungeschlechtliche Fortpflanzung, zeigen jedoch keine echte sexuelle Fortpflanzung, da sie keine diploide Phase erzeugen. Daher fehlt die Meiose. Bakterien tauschen jedoch genetisches Material zwischen zwei Zellen aus.

Arten des Gentransfers in Bakterien:

Drei Arten des genetischen Transfers zwischen Bakterienzellen sind:

(a) Transformation

(b) Transduktion

(a) Transformation:

Das Phänomen, durch das aus einem Zelltyp isolierte DNA, wenn sie in einen anderen Typ eingeführt wird, einige ihrer Eigenschaften dem letzteren verleihen kann, wird als Transformation bezeichnet. Es wurde von Griffith mit seinen Experimenten an Bakterien Streptococcus pneumonia bestätigt.

(b) Transduktion:

Die Übertragung von genetischem Material von einem Bakterium auf ein anderes durch Bakteriophagen wird als Transduktion bezeichnet.

(c) Konjugation:

Der unidirektionale Transfer von DNA von einer Zelle zur anderen durch eine zytoplasmatische Brücke wird Konjugation genannt. Der Vorgang entspricht der sexuellen Paarung in Eukaryoten. Zwei bakterielle haploide Zellen unterschiedlicher Stämme kommen einander nahe.

Sie erkennen sich an komplementären Makromolekülen, die sich auf ihrer Oberfläche befinden. Spenderzellen oder männliche Zellen geben einen Teil oder das gesamte Chromosom in Empfängerzellen oder weibliche Zellen ab. Die Fähigkeit, das genetische Material von einem Mann zu übertragen, wird durch den in einem Plasmid vorhandenen Geschlechts- oder Fertilitätsfaktor (F-Gen) gesteuert.

Somit können Gene von einem Spender auf eine Empfängerzelle auf einem DNA-Molekül übertragen werden, das als Geschlechtsfaktor, genannt F-Gen, fungiert. Dieses Geschlechtsgen kann sich in einem bakteriellen Chromosom befinden oder als autonome Einheit im Zytoplasma existieren.

Männliches Bakterium mit dornartigen Ausstülpungen, das als Sex Pili bezeichnet wird, kommt mit weiblichem Bakterium in Kontakt, dem Pili fehlt, und spendet seine DNA. Der F-Faktor (ein Plasmid) trägt Gene zur Herstellung von Pili und anderen Funktionen, die zum Transfer von DNA erforderlich sind. Zuweilen integriert sich der F-Faktor in das Bakterienchromosom.

Solche Bakterien können ihr genetisches Material mit hoher Frequenz (Hfr) in einer bestimmten Sequenz in weibliche Zellen übertragen. Sie werden als Hfr-Strains bezeichnet. Die Konjugation wurde erstmals von Lederberg und Tatum in E. coli gezeigt. Die Häufigkeit der Rekombination war in Lederbergs Experimenten sehr niedrig.

Die Hfr-Zelle fungiert als männliches Bakterium und bildet beim Mischen mit der weiblichen (F-) Zelle eine Konjugationsbrücke. Der F-Faktor, der DNA enthält, bricht an einem bestimmten Punkt und beginnt, die DNA in das weibliche zu insertieren, und die Sequenz des chromosomalen Gentransfers ist immer in derselben Reihenfolge (A-, B-, C- und D-Gene).

Der F-Faktor wird zuletzt übertragen. Die Konjugationsbrücke bricht normalerweise, bevor das gesamte Chromosom übertragen wird. Im angegebenen Beispiel wurden nur die Gene A und B übertragen. Diese A- und / oder B-Gene können mit den entsprechenden Genen im F-Chromosom rekombinieren.

Wenn also B 'in der F-Zelle eine mutierte Form von B ist, kann ein Diebstahl von B' im F-Chromosom durch Rekombination nach Konjugation zu B werden. Somit können genetische Marker von einem Wirt zu einem geeigneten Empfänger übertragen werden, dem solche Marker fehlen.

Die Reihenfolge, in der solche Marker an den Empfänger übertragen werden, würde der Reihenfolge entsprechen, in der sie beim Spender vorhanden sind. Konjugationsexperimente sind daher nützlich beim Aufbau der Genkarten (Reihenfolge der Anordnung der Gene im Chromosom) von Organismen.

Hayes (1952) fand einen E. coli-Stamm, in dem die Häufigkeit der Rekombination 100- bis 1000-fach war, wie von Lederberg berichtet. Der Stamm wurde als rekombinanter Hochfrequenzstamm (Hfr) bezeichnet.