La coniugazione

La coniugazione

All'altra tipologia di trasferimento orizzontale di geni che consiste nel trasferimento di DNA da una cellula diretto che avviene con l'intervento di una struttura detta pilo mediante un contatto fisico, un contatto cellulare. È possibile il trasferimento di grandi segmenti di DNA grazie al contatto fisico che non è possibile mediante la trasformazione.

Con la coniugazione è possibile il trasferimento di DNA anche tra cellule di specie differenti e di dominidifferenti. In alcuni casi, la coniugazione facilita il trasferimento di fattori di virulenza. Per cui è possibile convertire organismi non patogeni in organismi altamente patogeni.

La coniugazione è un processo che prevede un contatto diretto tra cellula e cellula mediato da un particolare tipo di plasmide detto plasmide F, ovvero fattore di fertilità. Le cellule che coniugano devono essere di "tipo sessuale" opposto (la cellula donatrice deve contenere il plasmide F).

Plasmide di fertilità, mentre la cellula ricevente non lo contiene). Nei batteri gram negativi, il plasmide porta i geni che codificano per la sintesi del pilo sessuale, struttura di natura proteica che aiuta i due microrganismi a entrare in contatto. La coniugazione è stata per la prima volta studiata in E.coli. I batteri gram positivi producono molecole di superficie appiccicose. Nel processo di coniugazione il plasmide è replicato durante il trasferimento. Entrambi i batteri possiederanno poi una copia del plasmide. Lederberg stava studiando gli effetti finali della coniugazione. In esperimenti successivi un altro ricercatore dimostrò che il trasferimento genico avveniva in una sola direzione da una cellula donatrice a una cellula ricevente. Gli esperimenti condotti sul ceppo di E.coli dimostrarono che alcuni ceppi donatori o ceppi F+ (F=fertilità) potevano donare il proprio DNA, mentre altri ceppi detti ceppi riceventi o ceppi F- potevano solo ricevere DNA.

Lo studioso mise in contatto diversi ceppi F+ ed F-con delle resistenze multiple agli antibiotici e vide che la progenie di questi microrganismi era resistente agli antibiotici. Il materiale genetico procedeva in una direzione specifica. Si definiva il plasmide F+ come "proprietà di fertilità F+". Si vide osservò che era infettiva poiché le cellule F- non fertili venivano convertite in cellule F+ in seguito a un evento di coniugazione. Oggi si sa che questo fattore, caratteristica di fertilità, è un plasmide, cioè il fattore di fertilità o fattore F. Un plasmide circolare a doppio filamento piuttosto grande. Quando viene trasferito per coniugazione da una cellula F+ a una cellula F- che non contiene il plasmide, essa viene convertita a sua volta in una cellula F+. I geni che controllano la coniugazione sono contenuti in una regione particolare del plasmide F che si chiama regione tra e sono coinvolti nella formazione del pilo sessuale.

Nel trasferimento e nella replicazione del DNA. Regolano il processo di coniugazione. Il fattore F è un EPISOMA (un elemento genetico che può essere replicato in forma libera nel citoplasma oppure integrato nel cromosoma batterico in un punto specifico).

PLASMIDE F e il mantenimento del plasmide all'interno della cellula. Contiene tutti geni necessari per la coniugazione. Esistono 30 differenti geni nella regione tra, regione principale del plasmide, ovvero regione transfer, regione di trasferimento. I geni codificano per le proteine necessarie alla produzione delle strutture necessarie a legare insieme le cellule e a trasportare il DNA da una cellula all'altra. Mutando questa regione, il plasmide perde la funzionalità e quindi la capacità di trasferire il plasmide da una cellula all'altra.

In oriT si effettua un taglio su una delle due eliche e il primo tratto (leading region) entra nel batterio ricevente e codifica per diverse proteine, tra cui SSB e...

Altri prodotti genici. Man mano il plasmide si srotola e l'ultimo tratto trasferito nella cellula ricevente è quello che contiene i geni tra. Il pilo è un'appendice proteica con diametro di 8 nm e lunga 20 µm, costituita da un polimero di pilina, codificata dal gene plasmidicotraA che si trova nel fattore di fertilità (plasmide F).