Razvoj ljudske vrste zajamčen je mejozom zametnih stanica i njihovim naknadnim sjedinjenjem (oplodnjom).Na taj način nove generacije nasljeđuju polovicu genetskog naslijeđa od oca, a polovicu od majke.
Budući da se bakterije razmnožavaju aseksualno, jednostavnom binarnom fisijom, njihov razvoj jamče dva glavna mehanizma: onaj mutacije i onaj rekombinacije.
MUTACIJE: slučajni događaj koji se očituje promjenama i supstitucijama na razini nukleotidnih sekvenci koje čine bakterijski genom.
PREPORUKE: potječu iz mehanizama prijenosa gena: bakterija donator prenosi sekvence mukleotida do bakterije primateljice, koja ih integrira u svoj genom prema mehanizmu HOMOLOGNE REKOMBINACIJE. Sve to dovodi do stjecanja novih karakteristika, poput kapsule, sposobnosti stvaranja određenih toksina, čimbenika rezistencije na antibiotike itd.
U bakteriji je genom sadržan u jednom kromosomu, a ponekad i u ekstrakromosomskim okruženjima, zvanim PLASMIDI, koji imaju istu superspiraliziranu strukturu, ali manjeg promjera. Plazmidi su obdareni autonomnom replikacijom i mogu kodirati, na primjer, za toksine, pili, adhezini, bakteriocini ili čimbenici rezistencije; neki se plazmidi također mogu integrirati u bakterijski genom i kasnije postati neovisni; u tim se slučajevima zovu EPISOMI. Općenito, stoga, u plazmidima nalazimo genetske informacije pomoćnih znakova, koje nisu bitne za opstanak bakterije.
Neki plazmidi imaju uski spektar potencijalnih domaćina, dok drugi imaju širi spektar (što znači da se mogu prenijeti na različite bakterije).
Za prijenos genetskog materijala, zatim plazmida ili genomskih sekvenci, bakterije su razvile tri različita mehanizma, nazvana: transformacija, konjugacija i transdukcija. Njima se može dodati i četvrti, nazvan TRANSPOZICIJA, kroz koji se genetski materijal prenosi s jednog područja kromosoma na drugo, ili s plazmida na kromosom, unutar same bakterije.
Prolaz slobodnih fragmenata DNA, koji potječu iz bakterijske lize, do bakterije primateljice.
Prijenos gena fizičkim kontaktom između dvije bakterije, čiji se donator naziva F + (pozitivna plodnost) i ima konjugacijski olovo, dok je primatelj F-.
Prijenos je posredovan bakterijskim virusom koji se naziva bakteriofag.
TRANSFORMACIJA: proces transformacije može se podijeliti u različite faze:
1) veza između DNA i stanice
2) ulazak DNK u stanicu
3) rekombinacija slobodne DNK koja ulazi u bakteriju primatelj
4) fenotipska ekspresija
DNK koja se transformira mora biti:
1) dvostruka spirala
2) s molekulskom masom većom od 106 Daltona
3) imati "visoku analogiju s DNK stanice primatelja
Receptorska stanica, sa svoje strane, mora biti u fiziološkom stanju zvanom kompetencija. Stanica je kompetentna kada je na kraju eksponencijalnog ili logaritamskog rasta; u ovoj fazi, zapravo, sinteza proteina je maksimalna i čimbenici kompetencije ( proteini koji omogućuju ulazak DNA).
KONJUGACIJA: sastoji se u izravnom prijenosu genetskog materijala fizičkim kontaktom između dvije bakterijske stanice.
Neke bakterije sadrže plazmid, nazvan faktor F, koji kodira proteine koji tvore hrpu konjugacije. Ovaj plazmid, obdaren autonomnom replikacijom, ima gene koji mu omogućuju replikaciju i prijenos iz jedne F + bakterije u drugu (F-).
Faze konjugacije: F + bakterija susreće F-bakteriju i nastaje vezni most. U ovom trenutku plazmid se počinje replicirati mehanizmom koji se naziva kotrljajući krug (u smjeru 5 "- 3"), tijekom kojeg jedna od dvije hemielici prolazi kroz pilus. Na kraju replikacije i prijenosa imamo dva F +, budući da prvi zadržava kopiju plazmida, dok F- prima drugi hemiel, koji se zatim duplicira i tvori plazmid.
Ponekad (rijetko) u F + stanici plazmid se može integrirati u kromosom. Nove stanice u koje je integriran plazmid nazivaju se HFR (visoka frekvencija rekombinacije). U tim stanicama integrirani plazmid prenosi svoje karakteristike na kromosom, poput prijenosa s bakterije A na bakteriju B; stoga se geni prvih mogu kombinirati s genima drugog.
Ako HFR bakteriju stavimo u kontakt s F- nastaje konjugacijski most, koji šalje signal prijenosa gena za koji nukleaza siječe "spiralu", kromosom se počinje replicirati mehanizmom valjanja kruga, a kopija prelazi u ćelija F počevši od točke reza.
Prolaz "cijelog kromosoma traje oko 90", ali konjugacijski most je krhak i često se lomi prije nego se prijenos završi, pa prolazi samo glava plazmida i neki geni blizu njega; terminalni dio, s druge strane, koji sadrži faktor F, ne prolazi. Posljedično, F-stanica ne postaje HFR pa tako ni F +, već stječe samo neke karakteristike bakterije donatora.
Donatorska DNA može se rekombinirati s kromosomom prijemne stanice dajući bakteriji nove genetske karakteristike. Ponekad se DNK može razgraditi i nema promjena.
Osim F-faktora, postoje i takozvani R-faktori (koji dovode do rezistencije na antibiotike); oni su uvijek plazmidi koji sadrže sekvence F faktora, s kojima su drugi povezani zbog rezistencije na antibiotike. Zatim postoje čimbenici COL, koji kodiraju proteine koji se zovu kolicini ili bakteriocini, odnosno tvari s baktericidnim djelovanjem, s kojima se bakterija brani i napada druge stanice kako bi zauzela mjesta kolonizacije.
Postoje i ORL čimbenici koji kodiraju enterotoksine i koji su tipični za neke stabljike Escherichia Coli (normalno prisutne u organizmu), sposobne stvarati aktivne enterotoksine na sluznici tankog crijeva.
Spolni pili tipični su i jedinstveni za GRAM -e - ali konjugacija se javlja i u GRAM +, koji posjeduju plazmide koji sintetiziraju određene proteine, koji - izlučeni izvana - dovode do agregacije između F + i drugih F -bakterija (bez pribjegavanja al pilo che non c "è). Konjugacija je ipak rijedak događaj.
Ostali članci na temu "Bakterije: prijenos" genetskih informacija "
- bakterijski toksini
- bakterija
- karakteristične bakterije
- bakterijske stanice
- pomoćne strukture bakterija
- Bakterije: prijenos genetskih informacija
- Antibiotici
- Kategorije antibiotika
- Rezistencija na antibiotike
