박테리아: 유전 및 유전 정보 전달 메커니즘

인간 종의 진화는 생식 세포의 감수 분열과 그 이후의 결합(수정)에 의해 보장되며, 이러한 방식으로 새로운 세대는 유전 유산의 절반은 아버지로부터, 절반은 어머니로부터 상속받습니다.

박테리아는 단순한 이분법에 의해 무성 생식을 하기 때문에 돌연변이와 재조합이라는 두 가지 주요 메커니즘에 의해 진화가 보장됩니다.

돌연변이: 박테리아 게놈을 구성하는 뉴클레오티드 서열 수준에서 변경 및 치환으로 나타나는 무작위 사건.

재조합: 유전자 전달 메커니즘에서 파생됨: 기증자 박테리아는 뮤클레오타이드 서열을 수용 박테리아에게 전달하고, 이는 상동 재조합 메커니즘에 따라 이를 게놈에 통합합니다. 이 모든 것이 캡슐, 특정 독소 생성 능력, 항생제 내성 요인 등과 같은 새로운 특성의 획득으로 이어집니다. ..

박테리아에서 게놈은 단일 염색체에 포함되어 있으며 때로는 동일한 초나선 구조를 갖지만 직경이 더 작은 PLASMIDS라고 하는 염색체외 환경에도 포함됩니다. pili , adhesins, bacteriocins 또는 resistance factor; 일부 플라스미드는 또한 세균 게놈에 통합되어 나중에 독립적이 될 수 있습니다. 이러한 경우를 EPISOMS라고 합니다. 따라서 일반적으로 플라스미드에서 우리는 필수가 아닌 보조 문자의 유전 정보를 찾습니다. 박테리아의 생존을 위해.

일부 플라스미드는 잠재적 숙주의 스펙트럼이 좁고 다른 플라스미드는 스펙트럼이 더 넓습니다(다른 박테리아로 옮길 수 있음을 의미함).

유전 물질을 전달한 다음 플라스미드 또는 게놈 서열을 전달하기 위해 박테리아는 형질전환, 접합 및 형질도입이라는 세 가지 다른 메커니즘을 수행했습니다. 여기에 유전 물질이 박테리아 자체 내에서 염색체의 한 영역에서 다른 영역으로 또는 플라스미드에서 염색체로 전달되는 TRANSPOSITION이라고 하는 네 번째 요소가 추가될 수 있습니다.

변환 동사 변화 변환

박테리아 용해에서 유래한 유리 DNA 단편이 수용 박테리아로 전달됩니다.

두 박테리아 간의 물리적 접촉을 통한 유전자 전달, 그 중 기증자는 F+(양성 생식력)라고 하며 접합 리드가 있는 반면 받는 사람은 F-입니다.

전달은 박테리오파지라고 하는 박테리아 바이러스에 의해 매개됩니다.

변환: 변환 프로세스는 개별 단계로 나눌 수 있습니다.

1) DNA와 세포의 연결

2) 세포 내로 DNA의 진입

3) 받는 세균에 들어가는 유리 DNA의 재조합

4) 표현형 표현

변환할 DNA는 다음과 같아야 합니다.

1) 이중 나선

2) 106달톤보다 높은 분자량

3) "수혜 세포의 DNA와 높은 유사성을 갖는다"

수용체 세포는 부분적으로 능력이라고 하는 생리학적 상태에 있어야 합니다. 세포는 지수적 또는 대수적 성장의 끝에 있을 때 능력이 있습니다. DNA가 들어갈 수 있도록 하는 단백질).

접합: 두 박테리아 세포 간의 물리적 접촉을 통해 유전 물질을 직접 전달하는 것으로 구성됩니다.

일부 박테리아에는 접합 더미를 형성하는 단백질을 암호화하는 인자 F라고 하는 플라스미드가 포함되어 있습니다. 자율 복제가 부여된 이 플라스미드는 복제하고 한 F + 박테리아에서 다른 박테리아(F-)로 이동할 수 있는 유전자를 가지고 있습니다.

접합 단계: F + 박테리아가 F- 박테리아를 만나 결합 다리가 형성됩니다. 이 시점에서 플라스미드는 두 개의 반구체 중 하나가 필루스를 통과하는 동안 롤링 서클(5"-3" 방향)이라는 메커니즘으로 자체 복제를 시작합니다. 복제 및 전달이 끝나면 첫 번째는 플라스미드 사본을 유지하고 F-는 두 번째 헤미엘을 수신하여 복제 및 플라스미드를 형성하기 때문에 두 개의 F +가 있습니다.

때때로 (드물게) F + 세포에서 플라스미드가 염색체에 통합될 수 있습니다. 플라스미드가 통합된 새로운 세포를 HFR(고빈도 재조합)이라고 합니다. 이 세포에서 통합된 플라스미드는 박테리아 A에서 박테리아 B로의 전이와 같은 특성을 염색체로 전달합니다. 따라서 전자의 유전자는 후자의 유전자와 결합할 수 있습니다.

HFR 박테리아를 F-와 접촉시키면 뉴클레아제가 나선을 절단하는 유전자 전달 신호를 보내는 접합 다리가 형성되고 염색체가 롤링 서클 메커니즘으로 복제되기 시작하고 복제물이 전달됩니다. 절단 지점에서 시작하는 셀 F.

"전체 염색체는 약 90개"의 통과가 필요하지만 접합 다리는 취약하고 종종 전달이 완료되기 전에 끊어지므로 플라스미드의 머리 부분과 이에 가까운 일부 유전자만 통과합니다. 반면에 F 인자를 포함하는 터미널 부분은 통과하지 않습니다. 결과적으로 F- 세포는 HFR이 되지 않고 F +도 되지 않고 공여자 박테리아의 특성 중 일부만 획득합니다.

기증자 DNA는 수용 세포의 염색체와 재결합하여 박테리아에게 새로운 유전적 특성을 부여할 수 있습니다. 다른 경우에는 DNA가 분해될 수 있으며 변화가 없습니다.

F 인자 외에도 소위 R 인자(항생제 내성으로 이어짐)도 있습니다. 그들은 항상 F 인자의 서열을 포함하는 플라스미드이며, 다른 인자는 항생제에 대한 내성과 관련이 있습니다. 다음으로 콜리신(colicin) 또는 박테리오신(bacteriocin)이라고 하는 단백질을 암호화하는 COL 인자가 있는데, 이는 박테리아가 스스로를 방어하고 다른 세포를 공격하여 콜로니화 위치를 점유하는 살균 작용을 하는 물질입니다.

소장의 점막에 활성 장독소를 생성할 수 있는 장독소를 코딩하고 일부 대장균 줄기(일반적으로 유기체에 존재)의 전형인 ENT 인자도 있습니다.

유성모모는 GRAM의 전형적이고 독특하지만 접합은 특정 단백질을 합성하는 플라스미드를 소유하는 GRAM +에서도 발생하며, 이는 외부에서 분비되어 F+와 다른 F-박테리아 사이의 응집을 유도합니다(알 필로 체 논 c에 의존하지 않고 "è). 그러나 활용은 드문 경우입니다.