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Conjugación bacteriana

Definición de conjugación bacteriana

La conjugación bacteriana es una forma en que una célula bacteriana transfiere material genético a otra célula bacteriana. El material genético que se transfiere a través de la conjugación bacteriana es un pequeño plásmido, conocido como F-plásmido (F por factor de fertilidad), que transporta información genética diferente a la que ya está presente en los cromosomas de la célula bacteriana. De hecho, el plásmido F puede replicarse en el citoplasma por separado del cromosoma bacteriano.

Una célula que ya tiene una copia del plásmido F se llama célula F-positiva, F-plus o F +, y se considera una célula donante, mientras que una célula que no tiene una copia del plásmido F se llama un F-negativa, F-minus o F  célula, y se considera una célula receptora. La transferencia del plásmido F tiene lugar a través de una conexión horizontal mediante la cual la célula donante y la célula receptora contactan directamente entre sí o forman un puente entre las dos a través del cual se transfiere el material genético. En los casos en los que el plásmido F de una célula donante se ha integrado en el genoma de la célula (es decir, en el cromosoma), una parte del ADN cromosómico también puede transferirse a la célula receptora junto con el plásmido F.

Pasos de conjugación bacteriana

Para transferir el plásmido F, una célula donante y una célula receptora deben primero establecer contacto. En este punto, cuando las células establecen contacto, el F-plásmido en la célula donante es un ADN de doble cadena molécula que forma una estructura circular. Los siguientes pasos permiten la transferencia del plásmido F de una célula bacteriana a otra:

Paso 1

La célula F + (donante) produce el pilus, que es una estructura que se proyecta fuera de la célula y comienza a entrar en contacto con una célula F  (receptora).

Paso 2

El pilus permite el contacto directo entre el donante y las células receptoras.

Paso 3

Debido a que el plásmido F consiste en una molécula de ADN de doble hebra que forma una estructura circular, es decir, está unida en ambos extremos, una enzima (relaxasa o relaxosoma cuando forma un complejo con otras proteínas) corta una de las dos hebras de ADN. del plásmido F y esta hebra (también llamada hebra T) se transfiere a la célula receptora.

Etapa 4

En el último paso, la célula donante y la célula receptora, ambas que contienen ADN monocatenario, replican este ADN y así terminan formando un plásmido F bicatenario idéntico al plásmido F original. Dado que el plásmido F contiene información para sintetizar pili y otras proteínas (ver más abajo), la antigua célula receptora es ahora una célula donante con el plásmido F y la capacidad de formar pili, tal como lo era la célula donante original. Ahora ambas células son donantes o F +.

Los cuatro pasos mencionados anteriormente se pueden ver en esta figura:

Transferencia de ADN

Para evitar transferir el plásmido F a una célula F +, el plásmido F generalmente contiene información que permite a la célula donante detectar (y evitar) las células que ya tienen una. Además, el plásmido F contiene dos loci principales ( tra y trb ), un origen de replicación ( OriV ) y un origen de transferencia ( OriT ). El tralocus contiene la información genética que permite que la célula donante se adhiera a una célula receptora: los genes del tralocus codifican las proteínas para formar el pili ( gen de la pilina ) para iniciar el contacto célula-célula, y otras proteínas apegarse a la F celular y para iniciar la transferencia del plásmido F. El locus trb contiene ADN que codifica otras proteínas, como algunas que participan en la creación de un canal a través del cual se transfiere el ADN de la célula F + a la F . El OriV es el sitio en el que se produce la replicación del ADN y el OriT es el sitio en el que la enzima relaxasa (o el complejo proteico del relaxosoma) corta la hebra de ADN del plásmido F (consulte el Paso 3 anterior).

Aunque el ADN que se transfiere en la conjugación bacteriana es el presente en el plásmido F, cuando la célula donante ha integrado el plásmido F en su propio ADN cromosómico, la conjugación bacteriana puede resultar en la transferencia del plásmido F y del ADN cromosómico. Cuando este es el caso, un contacto más prolongado entre el donante y las células receptoras da como resultado la transferencia de una mayor cantidad de ADN cromosómico.

Las ventajas de la conjugación bacteriana hacen de este método de transferencia de genes una técnica ampliamente utilizada en bioingeniería. Algunas de las ventajas incluyen la capacidad de transferir secuencias de ADN relativamente grandes y no dañar la envoltura celular del huésped. Además, en los laboratorios se ha logrado la conjugación no solo entre bacterias, sino también entre bacterias y tipos de células como células vegetales, células de mamíferos y levaduras.

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