3 modalità di trasferimento genetico nelle cellule batteriche

Tre modalità di trasferimento genetico nelle cellule batteriche sono: (a) Trasformazione, (b) Trasduzione, (c) Coniugazione.

I batteri si dividono molto rapidamente. Il tempo di raddoppio è anche chiamato tempo di generazione e può essere basso come 20 minuti. I batteri si riproducono principalmente per riproduzione asessuale ma non mostrano una vera riproduzione sessuale in quanto non producono la fase diploide. Quindi, la meiosi è carente. Tuttavia, i batteri scambiano il materiale genetico tra due cellule.

Modalità di trasferimento genetico nei batteri:

Tre modalità di trasferimento genetico tra le cellule batteriche sono:

(a) Trasformazione

(b) Trasduzione

(a) Trasformazione:

Il fenomeno mediante il quale il DNA isolato da un tipo di cellula, quando introdotto in un altro tipo è in grado di conferire alcune delle sue proprietà a quest'ultimo, viene indicato come trasformazione. È stato confermato da Griffith con i suoi esperimenti sulla polmonite da Streptococcus dei batteri.

(b) Trasduzione:

Il trasferimento di materiale genetico da un batterio all'altro attraverso il batteriofago è chiamato trasduzione.

(c) Coniugazione:

Il trasferimento unidirezionale del DNA da una cellula all'altra attraverso un ponte citoplasmatico è chiamato coniugazione. Il processo è equivalente all'accoppiamento sessuale negli eucarioti. Due cellule aploidi batteriche di diversi ceppi si avvicinano l'una all'altra.

Si riconoscono dalle macromolecole complementari portate sulla loro superficie. La cellula donatrice o maschile passa una parte o tutto il cromosoma in una cellula ricevente o femminile. La capacità di trasferire il materiale genetico dal maschio è controllata dal sesso o dal fattore di fertilità (gene F) presente in un plasmide.

Pertanto, i geni possono essere trasferiti dal donatore alla cellula ricevente su una molecola di DNA che agisce come un fattore sessuale chiamato gene F. Questo gene del sesso può risiedere in un cromosoma batterico o può esistere come unità autonoma nel citoplasma.

Batterio maschio con protuberanze simili a spine chiamate pili sessuali che vengono a contatto con il batterio femminile che manca di pili e dona il suo DNA. Il fattore F (un plasmide) trasporta geni per la produzione di pili e altre funzioni necessarie per trasferire il DNA. A volte il fattore F si integra nel cromosoma batterico.

Tali batteri possono trasferire il loro materiale genetico nella cellula femminile ad alta frequenza (Hfr) in una particolare sequenza. Sono chiamati Hfr -strains. La coniugazione è stata dimostrata per la prima volta da Lederberg e Tatum in E. coli. La frequenza della ricombinazione era molto bassa negli esperimenti di Lederberg.

La cellula Hfr agisce come il batterio maschile e quando viene mescolata con la cellula femminile (F-) forma un ponte di coniugazione. Il fattore F che contiene il DNA si rompe in un punto particolare e inizia ad inserire il DNA nella femmina e la sequenza del trasferimento del gene cromosomico è sempre nello stesso ordine (geni A, B, C e D).

Il fattore F viene trasferito per ultimo. Il ponte di coniugazione di solito si rompe prima che l'intero cromosoma venga trasferito. Solo i geni A e B sono stati trasferiti nell'esempio dato. Questi geni A e / o B possono ricombinarsi con i geni corrispondenti nel cromosoma F-.

Quindi, se B 'nella cellula F è una forma mutata di B, il furto della B' nel cromosoma F- può diventare B come risultato della ricombinazione dopo la coniugazione. Pertanto, i marcatori genetici possono essere trasferiti da un ospite a un destinatario adatto privo di tali marcatori.

L'ordine in cui tali marcatori sono trasferiti al destinatario seguirà l'ordine in cui sono presenti nel donatore. Pertanto, gli esperimenti di coniugazione sono utili nella costruzione delle mappe genetiche (ordine di disposizione dei geni nel cromosoma) degli organismi.

Hayes (1952) trovò un ceppo di E. coli in cui la frequenza di ricombinazione era alta da 100 a 1000 volte secondo quanto riportato da Lederberg. Il ceppo era chiamato ceppo ricombinante ad alta frequenza (Hfr).