Razvoj človeške vrste je zagotovljen z mejozo zarodnih celic in njihovo kasnejšo združitvijo (oploditvijo) .Na ta način nove generacije podedujejo polovico genetske dediščine od očeta in polovico od matere.
Ker se bakterije razmnožujejo nespolno, s preprosto binarno cepitvijo, je njihov razvoj zagotovljen z dvema glavnima mehanizmoma: mehanizmom mutacij in rekombinacijo.
MUTACIJE: naključni dogodek, ki se kaže s spremembami in substitucijami na ravni nukleotidnih sekvenc, ki sestavljajo bakterijski genom.
PRIPOROČILA: izvirajo iz mehanizmov prenosa genov: donatorska bakterija prenese mukleotidne sekvence v prejemniško bakterijo, ki jih po mehanizmu HOMOLOGNE REKOMBINACIJE integrira v svoj genom. Vse to vodi do pridobitve novih lastnosti, kot so kapsula, sposobnost proizvajanja določenih toksinov, dejavniki odpornosti na antibiotike itd.
V bakteriji je genom v enem samem kromosomu in včasih tudi v ekstrahromosomskih okoljih, imenovanih PLASMIDI, ki imajo enako superspiralizirano strukturo, vendar manjšega premera. Plazmidi so obdarjeni z avtonomno replikacijo in lahko na primer kodirajo pili, adhezini, bakteriocini ali faktorji odpornosti; nekateri plazmidi se lahko vključijo tudi v bakterijski genom in se nato osamosvojijo; v teh primerih se imenujejo EPISOMI. Na splošno torej v plazmidih najdemo genetske informacije pomožnih znakov, ki niso bistvene za preživetje bakterije.
Nekateri plazmidi imajo ozek spekter potencialnih gostiteljev, drugi pa širši spekter (kar pomeni, da se lahko prenesejo na različne bakterije).
Za prenos genskega materiala, nato plazmidov ali genomskih sekvenc, so bakterije razvile tri različne mehanizme, imenovane: transformacija, konjugacija in transdukcija. Tem lahko dodamo še četrtega, imenovanega TRANSPOZICIJA, s katerim se genski material prenese iz enega območja kromosoma v drugega ali iz plazmida v kromosom, znotraj same bakterije.
Prehod prostih fragmentov DNA, ki izvirajo iz bakterijske lize, do bakterije prejemnice.
Prenos genov s fizičnim stikom med dvema bakterijama, katerih darovalec se imenuje F + (pozitivna plodnost) in ima konjugacijo, medtem ko prejemnik F-.
Prenos posreduje bakterijski virus, imenovan bakteriofag.
PREOBRAŽEVANJE: proces preoblikovanja lahko razdelimo na različne stopnje:
1) povezava med DNK in celico
2) vnos DNK v celico
3) rekombinacija proste DNA, ki vstopi v prejemniško bakterijo
4) fenotipska ekspresija
DNK za preoblikovanje mora biti:
1) dvojna vijačnica
2) z molekulsko maso večjo od 106 Dalton
3) imajo visoko analogijo z DNK celice prejemnice
Receptorska celica mora biti v fiziološkem stanju, imenovanem kompetenca. Celica je kompetentna, ko je na koncu eksponentne ali logaritmične rasti; v tej fazi je sinteza beljakovin pravzaprav največja in faktorji usposobljenosti ( beljakovine, ki omogočajo vstop DNK).
KONJUGACIJA: je sestavljen iz neposrednega prenosa genskega materiala s fizičnim stikom med dvema bakterijskima celicama.
Nekatere bakterije vsebujejo plazmid, imenovan faktor F, ki kodira proteine, ki tvorijo konjugacijski kup. Ta plazmid, obdarjen z avtonomno replikacijo, ima gene, ki mu omogočajo replikacijo in prenos iz ene bakterije F + v drugo (F-).
Faze konjugacije: bakterija F + sreča bakterijo F in nastane vezni most. Na tej točki se plazmid začne replicirati z mehanizmom, imenovanim kotalni krog (v smeri 5 "- 3"), med katerim ena od dveh hemielic prehaja skozi pilus. Na koncu replikacije in prenosa imamo dva F +, saj prvi hrani kopijo plazmida, medtem ko F- prejme drugi pol, ki nato podvoji in tvori plazmid.
Včasih (redko) se lahko v celici F + plazmid integrira v kromosom. Nove celice, v katere je integriran plazmid, se imenujejo HFR (visoka frekvenca rekombinacije). V teh celicah integrirani plazmid prenaša svoje lastnosti v kromosom, na primer pri prenosu iz bakterije A v bakterijo B; zato se lahko geni prvega združijo z geni drugega.
Če bakterijo HFR dovedemo v stik s F- nastane konjugacijski most, ki pošlje signal za prenos genov, pri katerem nukleaza prereže "vijačnico", se kromosom začne replicirati z mehanizmom valjanega kroga in kopija preide v celica F, ki se začne od točke reza.
Prehod "celotnega kromosoma traja približno 90", vendar je konjugacijski most krhek in se pogosto zlomi, preden se prenos konča, zato preide le glava plazmida in nekateri geni blizu njega; priključni del, ki vsebuje faktor F, pa ne prehaja. Posledično F-celica ne postane HFR in tudi ne F +, ampak pridobi le nekatere značilnosti darovalske bakterije.
Donatorska DNK se lahko rekombinira s kromosomom sprejemne celice, kar bakteriji daje nove genetske lastnosti. Včasih se lahko DNK razgradi in ni sprememb.
Poleg faktorjev F obstajajo tudi tako imenovani faktorji R (ki vodijo do odpornosti na antibiotike); vedno so plazmidi, ki vsebujejo zaporedja faktorjev F, s katerimi so povezani drugi zaradi odpornosti na antibiotike. Potem so tu še faktorji COL, ki kodirajo beljakovine, imenovane kolicini ali bakteriocini, torej snovi z baktericidnim delovanjem, s katerimi se bakterija brani in napada druge celice, da zavzamejo mesta kolonizacije.
Obstajajo tudi dejavniki ENT, ki kodirajo enterotoksine in so značilni za nekatera stebla Escherichia Coli (običajno prisotna v telesu), ki lahko proizvajajo aktivne enterotoksine na sluznici tankega črevesa.
Spolni pili so značilni in edinstveni za GRAM, vendar se konjugacija pojavlja tudi v GRAM +, ki ima plazmide, ki sintetizirajo določene proteine, ki - zunaj izločeni - vodijo v agregacijo med F + in drugimi F -bakterijami (ne da bi se zatekli k al pilo che non c "è). Konjugacija pa je redek dogodek.
Drugi članki na temo "Bakterije: prenos" genetskih informacij "
- bakterijski toksini
- bakterije
- značilne bakterije
- bakterijska celica
- pomožne strukture bakterij
- Bakterije: prenos genetskih informacij
- Antibiotiki
- Kategorije antibiotikov
- Odpornost na antibiotike
