접합은 간의 물리적 접촉에 의해, 다른 수신인 도너 세균 유전 물질의 한 방향으로 전송하는 개의 셀. 이러한 유형의 과정은 그람 염색에 반응하지 않는 박테리아와 마찬가지로 반응하는 박테리아와 연쇄상 구균 모두에서 발생할 수 있습니다.
접합은 동일한 종 또는 다른 종의 박테리아간에 발생할 수 있습니다. 원핵 생물과 다른 왕국 (식물, 곰팡이, 동물)의 구성원 사이에서도 발생할 수 있습니다.
박테리아 접합. 이미지는 접합 전, 도중 및 후에 두 개의 박테리아를 위에서 아래로 보여줍니다. en.wikipedia의 사용자 Magnus Manske에서 가져오고 편집했습니다.
접합 과정이 일어나려면 관련된 박테리아 중 하나 인 공여자가 일반적으로 플라스미드 또는 트랜스포존으로 표시되는 동원 될 수있는 유전 물질을 소유해야합니다.
받는 사람인 다른 셀에는 이러한 요소가 없어야합니다. 대부분의 플라스미드는 유사한 플라스미드가없는 잠재적 수용 세포를 검출 할 수 있습니다.
활용 및 성적 재생산
박테리아는 진핵 생물과 유사한 유전 물질의 조직을 가지고 있지 않습니다. 이 유기체는 생식 세포를 형성하는 감소 분열 (감수 분열)을 나타내지 않기 때문에 성 생식을 나타내지 않습니다.
유전 물질의 재조합 (성욕의 본질)을 달성하기 위해 박테리아에는 변형, 접합 및 형질 도입의 세 가지 메커니즘이 있습니다.
따라서 세균 접합은 성적 생식 과정이 아닙니다. 후자의 경우 일부 유전 적 교환을 포함하기 때문에 이러한 유형의 번식의 박테리아 버전으로 간주 될 수 있습니다.
프로세스에 포함 된 구조 및 요인
성적 필리
필리 F라고도 불리는이 구조는 편모보다 훨씬 짧고 얇은 필라멘트 구조로, 속이 빈 중심 주위에 얽힌 단백질 소단위로 구성됩니다. 그 기능은 접합하는 동안 두 개의 세포를 접촉 상태로 유지하는 것입니다.
접합 요소가 성 필리의 중앙 구멍을 통해 수용 세포로 전달되는 것도 가능합니다.
공액 요소
박테리아 접합 과정에서 전달되는 유전 물질입니다. 성격이 다를 수 있으며 다음과 같습니다.
염색체 외 DNA 입자
이러한 입자는 에피 솜, 즉 상 동성 재조합이라고하는 과정을 통해 박테리아 염색체에 통합 될 수있는 플라스미드입니다. 약 100kb의 길이와 자체 복제 및 전송 기점을 갖는 것이 특징입니다.
인자 F를 보유한 세포는 남성 세포 또는 F + 세포라고하며 여성 세포 (F-)에는이 인자가 없습니다. 접합 후 F- 박테리아는 F +가되어 그 자체로 작용할 수 있습니다.
염색체 가닥
상 동성 재조합이 발생하면 인자 F가 세균 염색체에 결합합니다. 이러한 경우에이를 인자 F '라고하며 재조합 DNA를 가진 세포를 고주파 재조합을 위해 Hfr이라고합니다.
Hfr 박테리아와 F- 박테리아 사이의 접합 동안 첫 번째는 인자 F를 가진 재조합 DNA 가닥을 두 번째로 전달합니다.이 경우 수용 세포 자체는 Hfr 세포가됩니다.
박테리아에는 염색체 외 형태 (F) 또는 박테리아 염색체 (F ')에 재조합 된 하나의 인자 F 만있을 수 있습니다.
플라스미드
일부 저자는 플라스미드와 F 인자를 함께 고려하고 다른 저자는 별도로 취급합니다. 둘 다 염색체 외 유전 입자이지만 인자 F와 달리 플라스미드는 염색체에 통합되지 않습니다. 그들은 접합 과정에서 주로 전달되는 유전 요소입니다.
플라스미드는 플라스미드의 전달을 담당하는 저항 전달 인자와 다른 물질에 대한 내성을 코드화하는 정보를 가진 여러 유전자로 구성된 다른 부분의 두 부분으로 구성됩니다.
이러한 유전자 중 일부는 동일한 세포의 한 플라스미드에서 다른 플라스미드로 또는 플라스미드에서 박테리아 염색체로 이동할 수 있습니다. 이러한 구조를 트랜스포존이라고합니다.
일부 저자는 박테리아에 유익한 플라스미드가 실제로는 내생 충이라고 주장하는 반면, 다른 사람은 반대로 박테리아 내 기생충 일 수 있습니다.
방법
기증자 세포는 성 필리를 생성합니다. 이 박테리아에만 존재하는 F 입자 또는 플라스미드는 pili를 형성하는 단백질의 생산을 암호화하는 유전 정보를 포함합니다. 이 때문에 F + 셀만 이러한 구조를 표시합니다.
성 필리는 기증자 세포가 먼저 수혜자 세포에 부착 된 다음 서로 달라 붙도록합니다.
전송을 시작하려면 DNA 가닥의 두 가닥을 분리해야합니다. 첫째, 가닥 중 하나의 전이 기점 (oriT)으로 알려진 영역에서 절단이 발생합니다. 릴 랙제 효소는이 절단을 만들어 나중에 헬리 카제 효소가 두 사슬을 분리하는 과정을 시작합니다.
효소는 단독으로 또는 여러 다른 단백질과 복합체를 형성하여 작용할 수 있습니다. 이 복합체는 relaxosome의 이름으로 알려져 있습니다.
사슬 분리를 즉시 시작하면 가닥 중 하나의 전달이 시작되며, 이는 완전한 가닥이 수용 세포로 전달되거나 두 박테리아가 분리 될 때만 종료됩니다.
전달 과정을 완료하기 위해 세포, 수용자 및 기증자 모두 상보 적 가닥을 합성하고 사슬이 다시 순환되도록 만듭니다. 최종 제품으로서, 두 박테리아는 이제 F +이며 F- 박테리아를 가진 기증자 역할을 할 수 있습니다.
플라스미드는 이러한 방식으로 가장 자주 전달되는 유전 적 요소입니다. 접합 능력은 그러한 과정에 필요한 유전 정보를 포함하는 접합 플라스미드의 박테리아의 존재에 따라 달라집니다.
응용
접합은 유전 공학에서 유전 물질을 다른 목적지로 옮기는 도구로 사용되었습니다. 그것은 유전 물질을 박테리아에서 다른 수용체 진핵 세포와 원핵 세포, 심지어 분리 된 포유류 미토콘드리아로 옮기는 역할을했습니다.
이러한 유형의 전이를 달성하기 위해 가장 성공적으로 사용 된 박테리아 속 중 하나는 단독으로 또는 담배 모자이크 바이러스와 함께 사용 된 아그로 박테 리움입니다.
아그로 박테 리움에 의해 유 전적으로 변형 된 종 중에는 효모, 곰팡이, 기타 박테리아, 조류 및 동물 세포가 있습니다.
Agrobacterium tumefaciens에 의한 식물 세포로의 형질 전환. 촬영 및 편집 : J LEVIN W.
참고 문헌
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