La coniugazione

La coniugazione

La coniugazione è una tipologia di trasferimento orizzontale di geni che consiste nel trasferimento di DNA da una cellula a un'altra mediante un contatto fisico diretto. Questo avviene con l'intervento di una struttura detta pilo. Grazie a questo contatto fisico, è possibile il trasferimento di grandi segmenti di DNA, cosa non possibile mediante la trasformazione. Con la coniugazione è possibile il trasferimento di DNA anche tra cellule di specie differenti e di domini differenti. In alcuni casi, la coniugazione facilita il trasferimento di fattori di virulenza, permettendo la conversione di 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 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, una 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, pertanto 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 osservò 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 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-, entrambe le cellule finiscono per possedere una copia del plasmide.