O conjugação bacteriana é a transferência em uma direção de material genético de uma bactéria doadora para outra receptora, por meio do contato físico entre as duas células. Este tipo de processo pode ocorrer tanto em bactérias que reagem, quanto naquelas que não reagem à coloração de Gram, e também em estreptomicetos.
A conjugação pode ocorrer entre bactérias da mesma espécie ou de espécies diferentes. Pode até ocorrer entre procariontes e membros de outros reinos (plantas, fungos, animais).
Para que o processo de conjugação ocorra, uma das bactérias envolvidas, a doadora, deve possuir o material genético passível de mobilização, geralmente representado por plasmídeos ou transposons..
A outra célula, a receptora, deve carecer desses elementos. A maioria dos plasmídeos pode detectar células receptoras potenciais que não possuem plasmídeos semelhantes.
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As bactérias não possuem uma organização de material genético semelhante à dos eucariotos. Esses organismos não apresentam reprodução sexuada, uma vez que não apresentam divisão redutiva (meiose) para formar gametas em qualquer momento de sua vida..
Para conseguir a recombinação de seu material genético (essência da sexualidade), as bactérias possuem três mecanismos: transformação, conjugação e transdução.
A conjugação bacteriana não é, portanto, um processo de reprodução sexuada. Neste último caso, pode ser considerada uma versão bacteriana desse tipo de reprodução, pois envolve alguma troca genética..
Também chamados de pili F, são estruturas filamentosas, muito mais curtas e finas que um flagelo, formadas por subunidades de proteínas entrelaçadas entre si, em torno de um centro oco. Sua função é manter duas células em contato durante a conjugação..
Também é possível que o elemento conjugativo seja transferido para a célula receptora através do forame central do pili sexual..
É o material genético que será transferido durante o processo de conjugação bacteriana. Pode ser de natureza diversa, entre elas:
Essas partículas são epissomas, ou seja, plasmídeos que podem ser integrados ao cromossomo bacteriano por meio de um processo denominado recombinação homóloga. Caracterizam-se por possuírem comprimento aproximado de 100 kb, além de possuírem origem própria de replicação e transferência..
As células que possuem o fator F são chamadas de células masculinas ou células F +, enquanto as células femininas (F-) não possuem esse fator. Após a conjugação, a bactéria F- torna-se F + e pode atuar como tal.
Quando ocorre recombinação homóloga, o fator F se liga ao cromossomo bacteriano; nesses casos, ele é chamado de fator F 'e as células que têm DNA recombinado são chamadas de Hfr, para recombinação de alta frequência..
Durante a conjugação entre uma bactéria Hfr e uma bactéria F, a primeira transfere para a segunda uma fita de seu DNA recombinado com o fator F. Nesse caso, a própria célula receptora torna-se uma célula Hfr..
Só pode haver um fator F em uma bactéria, seja na forma extracromossômica (F) ou recombinado ao cromossomo bacteriano (F ').
Alguns autores consideram plasmídeos e fatores F juntos, e outros autores os tratam separadamente. Ambos são partículas genéticas extracromossômicas, mas, ao contrário do fator F, os plasmídeos não se integram aos cromossomos. Eles são os elementos genéticos que são transmitidos principalmente durante o processo de conjugação.
Os plasmídeos são compostos por duas partes;, um fator de transferência de resistência, que é responsável pela transferência do plasmídeo e outra parte formada por múltiplos genes que possuem a informação que codifica a resistência a diferentes substâncias.
Alguns desses genes podem migrar de um plasmídeo para outro na mesma célula, ou de um plasmídeo para o cromossomo bacteriano. Essas estruturas são chamadas de transposons..
Alguns autores argumentam que os plasmídeos benéficos às bactérias são, na verdade, endossimbiontes, enquanto outros podem, ao contrário, ser endoparasitas bacterianos.
As células do doador produzem os pili sexuais. As partículas F ou plasmídeos presentes apenas nessas bactérias, contêm a informação genética que codifica a produção das proteínas que formam os pili. Por conta disso, apenas as células F + apresentarão essas estruturas.
Os pili sexuais permitem que as células do doador se liguem às células receptoras primeiro e depois se juntem.
Para iniciar a transferência, as duas fitas da fita de DNA devem ser separadas. Primeiro, ocorre um corte na região conhecida como origem de transferência (oriT) de um dos fios. Uma enzima relaxase faz este corte para que mais tarde uma enzima helicase comece o processo de separação de ambas as cadeias.
A enzima pode atuar sozinha ou também formando um complexo com várias proteínas diferentes. Este complexo é conhecido pelo nome de relaxossomo.
Imediatamente iniciando a separação das cadeias, terá início a transferência de um dos fios, que só terminará quando a fita completa passar para a célula receptora, ou quando as duas bactérias se separarem.
Para finalizar o processo de transferência, ambas as células, receptoras e doadoras, sintetizam a fita complementar, e a cadeia é colocada para circular novamente. Como produto final, ambas as bactérias são agora F + e podem atuar como doadoras com bactérias F.-.
Os plasmídeos são os elementos genéticos transmitidos com mais frequência dessa forma. A capacidade de conjugação depende da presença na bactéria de plasmídeos conjugativos que contêm a informação genética necessária para este processo..
A conjugação tem sido usada na engenharia genética como uma ferramenta para transferir material genético para diferentes destinos. Tem servido para transferir material genético de bactérias para diferentes receptores de células eucarióticas e procarióticas, e até mesmo para mitocôndrias isoladas de mamíferos..
Um dos gêneros de bactérias que tem sido usado com mais sucesso para alcançar este tipo de transferência é Agrobacterium, que tem sido usado sozinho ou em conjunto com o vírus do mosaico do tabaco.
Entre as espécies geneticamente transformadas por Agrobacterium são leveduras, fungos, outras bactérias, algas e células animais.
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