Processus de conjugaison bactérienne, structure et facteurs

La Conjugaison bactérienne Il s'agit du transfert dans une seule direction du matériel génétique d'une bactérie donneuse à un autre receveur, par contact physique entre les deux cellules. Ce type de processus peut se produire à la fois dans les bactéries qui réagissent et dans celles qui ne réagissent pas à la coloration à Gram, et aussi dans les streptomycètes.

La conjugaison peut se produire entre les bactéries de la même espèce, ou de différentes espèces. Cela peut même se produire entre les procaryotes et les membres d'autres royaumes (plantes, champignons, animaux).

Conjugaison bactérienne. L'image montre, de haut en bas, deux bactéries avant, pendant et après la conjugaison. Pris et édité par l'utilisateur Magnus Manske sur.wikipedia [cc by-sa 3.0 (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /]].

Pour se produire le processus de conjugaison, l'une des bactéries impliquées, le donneur, doit posséder le matériel génétique qui peut être mobilisé, qui est généralement représenté par des plasmides ou des transposons.

L'autre cellule, le récepteur, doit manquer de ces éléments. La plupart des plasmides peuvent détecter des cellules réceptrices potentielles qui manquent de plasmides similaires.

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Conjugaison et reproduction sexuelle

Les bactéries ne présentent pas une organisation du matériel génétique similaire à celle des eucaryotes. Ces organismes ne présentent pas la reproduction sexuelle car ils ne présentent pas la division de réduction (méiose) pour former des gamètes à tout moment de leur vie.

Pour atteindre la recombinaison de leur matériel génétique (essence de la sexualité), les bactéries ont trois mécanismes: transformation, conjugaison et transduction.

La conjugaison bactérienne n'est donc pas un processus de reproduction sexuelle. Dans le dernier cas, il peut être considéré comme une version bactérienne de ce type de reproduction, car elle implique un échange génétique.

Structures et facteurs impliqués dans le processus

Pili sexuel

Également appelés pile, ce sont des structures filamenteuses, beaucoup plus courtes et plus minces qu'un fléau, formé par des sous-unités protéiques entrelacées les unes avec les autres, autour d'un centre creux. Sa fonction est de garder deux cellules en contact pendant la conjugaison.

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Il est également possible que l'élément conjugatif soit transféré à la cellule de réception au moyen du trou central des pili sexuels.

Éléments conjugatifs

C'est le matériel génétique qui sera transféré pendant le processus de conjugaison bactérienne. Cela peut être de nature différente, parmi eux sont:

Particules d'ADN extracromosomiques (Facteur F)

Ces particules sont des épisomes, c'est-à-dire des plasmides qui peuvent être intégrés dans le chromosome bactérien à travers un processus appelé recombinaison homologue. Ils se caractérisent par une longueur d'environ 100 kb, ainsi que par leur propre origine de réplication et de transfert.

Les cellules qui ont le facteur F sont appelées cellules mâles ou cellules F +, tandis que les cellules féminines (F-) manquent de ce facteur. Une fois la conjugaison effectuée, les bactéries F- deviennent F + et peuvent agir comme telles.

Chromosomes

Lorsque la recombinaison homologue se produit, le facteur F rejoint le chromosome bactérien; Dans de tels cas, il est appelé facteur f.

Pendant la conjugaison entre une bactérie HFR et une bactérie F, la première transfère au second un brin de son ADN recombiné avec le facteur F. Dans ce cas, la cellule de réception devient à son tour une cellule HFR.

Il ne peut y avoir qu'un seul facteur F dans une bactérie, soit sous une forme supplémentaire (F), soit recombiné au chromosome bactérien (F ').

Plasmides

Certains auteurs considèrent les plasmides ensemble et les facteurs F, et d'autres auteurs les traitent séparément. Les deux sont des particules génétiques extracromatiques, mais contrairement au facteur F, les plasmides ne sont pas intégrés dans les chromosomes. Ce sont les éléments génétiques qui sont principalement transmis pendant le processus de conjugaison.

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Les plasmides sont composés de deux parties;, un facteur de transfert de résistance, qui est responsable du transfert du plasmide et d'une autre partie formé par plusieurs gènes qui ont les informations qui code la résistance à différentes substances.

Certains de ces gènes peuvent migrer d'un plasmide vers un autre de la même cellule, ou d'un plasmide vers le chromosome bactérien. Ces structures sont appelées transposons.

Certains auteurs soutiennent que les plasmides bénéfiques pour les bactéries sont vraiment des endosimbiones, tandis que d'autres peuvent, au contraire, être des endoparasites bactériens.

Processus

Les cellules donneuses produisent des pili sexuels. Les particules F ou les plasmides présentes uniquement dans ces bactéries contiennent les informations génétiques qui code pour la production des protéines qui forment le pili. Pour cette raison, seules les cellules F + présenteront ces structures.

Le sexe pili autorise, en premier lieu, que les cellules donneuses sont fixées aux cellules réceptrices, puis restent ensemble.

Afin de démarrer le transfert, les deux brins de la chaîne d'ADN doivent être séparés. Premièrement, une coupe se produit dans la région connue sous le nom d'origine du transfert (Orit) de l'un des volets. Une relaxase enzymatique fait cette coupe de sorte qu'une enzyme d'hélicase commence le processus de séparation des deux chaînes.

L'enzyme peut agir seule ou former également un complexe avec plusieurs protéines différentes. Ce complexe est connu sous le nom de relaxosome.

Immédiatement initié, la séparation des chaînes commencera le transfert de l'un des brins, qui ne se terminera que lorsque le brin complet sera passé à la cellule de réception, ou lorsque les deux bactéries seront séparées.

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Pour terminer le processus de transfert, les cellules, le récepteur et le donneur, synthétisent le brin complémentaire, et la chaîne est à nouveau circulaire. En tant que produit final, les deux bactéries sont désormais F + et peuvent agir comme donneurs avec des bactéries B-.

Les plasmides sont les éléments génétiques qui sont le plus souvent transmis de cette manière. La capacité de conjugaison dépend de la présence dans la bactérie des plasmides conjugatifs qui contiennent les informations génétiques requises pour un tel processus.

Applications

La conjugaison a été utilisée en génie génétique comme outil pour transférer du matériel génétique vers différentes destinations. Il a servi à transférer du matériel génétique des bactéries à différentes cellules eucaryotes et à recevoir des procaryotes, et même des mammifères isolés des mitochondries.

L'un des genres de bactéries qui a été utilisé avec plus de succès pour réaliser ce type de transfert est Agrobacterium, qui a été utilisé seul, ou avec le virus de la mosaïque du tabac.

Parmi les espèces génétiquement transformées par Agrobacterium Ce sont des levures, des champignons, d'autres bactéries, des algues et des cellules animales.

Transformation par Agrobacterium Swimfaciens dans la cellule d'une plante. Pris et édité à partir de: J Levin W [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)].

Les références

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