วิวัฒนาการของสายพันธุ์มนุษย์รับประกันโดยไมโอซิสของเซลล์สืบพันธุ์และการรวมตัวที่ตามมา (การปฏิสนธิ) ด้วยวิธีนี้ คนรุ่นใหม่จะได้รับมรดกทางพันธุกรรมครึ่งหนึ่งจากพ่อและอีกครึ่งหนึ่งจากมารดา
เนื่องจากแบคทีเรียสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแบ่งแยกแบบไบนารีอย่างง่าย วิวัฒนาการของพวกมันจึงได้รับการรับรองโดยกลไกหลักสองประการ: กลไกการกลายพันธุ์และกลไกการรวมตัวกันใหม่
การกลายพันธุ์: เหตุการณ์สุ่มที่ปรากฏขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงและการแทนที่ที่ระดับของลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบเป็นจีโนมของแบคทีเรีย
การรวมตัวใหม่: ได้มาจากกลไกการถ่ายโอนยีน: แบคทีเรียผู้บริจาคจะถ่ายโอนลำดับของมิวคลีโอไทด์ไปยังแบคทีเรียผู้รับ ซึ่งรวมเข้ากับจีโนมของมันตามกลไกการรวมตัวกันของ HOMOLOGOUS ทั้งหมดนี้นำไปสู่การได้มาซึ่งคุณสมบัติใหม่ เช่น แคปซูล ความสามารถในการผลิตสารพิษเฉพาะ ปัจจัยการดื้อยาปฏิชีวนะ ฯลฯ ..
ในแบคทีเรีย จีโนมมีอยู่ในโครโมโซมเดี่ยวและบางครั้งก็อยู่ในสภาพแวดล้อมนอกโครโมโซมที่เรียกว่า PLASMIDS ซึ่งมีโครงสร้าง superspiralized เหมือนกัน แต่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า พลาสมิดมีการจำลองแบบอัตโนมัติและสามารถเข้ารหัสได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับสารพิษ pili , adhesins, bacteriocins หรือปัจจัยต้านทาน; พลาสมิดบางชนิดยังสามารถรวมเข้ากับจีโนมของแบคทีเรียและต่อมากลายเป็นอิสระ ในกรณีเหล่านี้เรียกว่า EPISOMS โดยทั่วไปแล้วในพลาสมิดเราพบว่าข้อมูลทางพันธุกรรมของตัวละครเสริมไม่จำเป็น เพื่อความอยู่รอดของแบคทีเรีย
พลาสมิดบางตัวมีสเปกตรัมที่แคบของโฮสต์ที่เป็นไปได้ ในขณะที่บางตัวมีสเปกตรัมที่กว้างกว่า (ซึ่งหมายความว่าสามารถถ่ายโอนไปยังแบคทีเรียต่างๆ ได้)
ในการถ่ายโอนสารพันธุกรรม จากนั้นเป็นพลาสมิดหรือลำดับจีโนม แบคทีเรียได้ใช้กลไกต่างๆ สามอย่างที่เรียกว่า: การเปลี่ยนแปลง การผันคำกริยา และการถ่ายทอด คุณสามารถเพิ่มหนึ่งในสี่ที่เรียกว่า TRANSPOSITION ซึ่งสารพันธุกรรมจะถูกถ่ายโอนจากบริเวณหนึ่งของโครโมโซมไปยังอีกบริเวณหนึ่งหรือจากพลาสมิดไปยังโครโมโซมภายในแบคทีเรียเอง
การส่งผ่านชิ้นส่วน DNA อิสระที่เกิดจากการสลายของแบคทีเรียไปยังแบคทีเรียผู้รับ
การถ่ายโอนยีนผ่านการสัมผัสทางกายภาพระหว่างแบคทีเรีย 2 ตัว ซึ่งผู้บริจาคเรียกว่า F + (ภาวะเจริญพันธุ์ในเชิงบวก) และมีสารตะกั่วที่สัมพันธ์กัน ในขณะที่ผู้รับ F-
การถ่ายโอนถูกสื่อกลางโดยไวรัสแบคทีเรียที่เรียกว่า bacteriophage
การแปลง: กระบวนการเปลี่ยนแปลงสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนที่แตกต่างกัน:
1) การเชื่อมโยงระหว่าง DNA กับเซลล์
2) การป้อน DNA เข้าสู่เซลล์
3) การรวมตัวของ DNA อิสระเข้าสู่แบคทีเรียผู้รับ
4) การแสดงออกทางฟีโนไทป์
DNA ที่จะเปลี่ยนแปลงจะต้อง:
1) เกลียวคู่
2) มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า 106 ดาลตัน
3) มี "ความคล้ายคลึงกันสูงกับ DNA ของเซลล์ผู้รับ
ในส่วนของเซลล์รับต้องอยู่ในสถานะทางสรีรวิทยาที่เรียกว่าความสามารถ เซลล์มีความสามารถเมื่ออยู่ที่จุดสิ้นสุดของการเติบโตแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลหรือลอการิทึม ในระยะนี้ อันที่จริง การสังเคราะห์โปรตีนมีค่าสูงสุดและปัจจัยของความสามารถ ( โปรตีนที่ทำให้ DNA เข้าไปได้)
การผันคำกริยา: ประกอบด้วยการถ่ายโอนโดยตรงของสารพันธุกรรมผ่านการสัมผัสทางกายภาพระหว่างเซลล์แบคทีเรียสองเซลล์
แบคทีเรียบางชนิดมีพลาสมิดที่เรียกว่าแฟคเตอร์ F ซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีนที่สร้างกองคอนจูเกต พลาสมิดนี้ซึ่งมีการจำลองแบบอัตโนมัติ มียีนที่อนุญาตให้ทำซ้ำและถ่ายโอนจากแบคทีเรีย F + ตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง (F-)
ขั้นตอนการคอนจูเกต: แบคทีเรีย F + พบกับแบคทีเรีย F และสะพานเชื่อมจะเกิดขึ้น เมื่อถึงจุดนี้ พลาสมิดเริ่มทำซ้ำตัวเองด้วยกลไกที่เรียกว่าวงกลมกลิ้ง (ในทิศทาง 5 "- 3") ในระหว่างที่ฮีมิลิคหนึ่งในสองเม็ดผ่านพิลัส ในตอนท้ายของการจำลองแบบและการถ่ายโอน เรามี F + สองตัว เนื่องจากตัวแรกเก็บสำเนาของพลาสมิดไว้ ในขณะที่ F- ได้รับเฮมิเอลตัวที่สอง ซึ่งจะทำซ้ำและสร้างพลาสมิด
บางครั้ง (ไม่ค่อย) ในเซลล์ F + พลาสมิดสามารถรวมเข้ากับโครโมโซมได้ เซลล์ใหม่ที่รวมพลาสมิดเรียกว่า HFR (ความถี่สูงของการรวมตัวใหม่) ในเซลล์เหล่านี้ พลาสมิดรวมส่งคุณลักษณะของมันไปยังโครโมโซม เช่น การถ่ายโอนจากแบคทีเรีย A ไปยังแบคทีเรีย B; ดังนั้นยีนของอดีตจึงสามารถรวมเข้ากับยีนของยีนหลังได้
ถ้าเราใส่แบคทีเรีย HFR สัมผัสกับ F- สะพานคอนจูเกตจะก่อตัวขึ้นซึ่งส่งสัญญาณการถ่ายโอนยีนซึ่งนิวคลีเอสตัด "เกลียวโครโมโซมจะเริ่มทำซ้ำด้วยกลไกวงกลมกลิ้งและสำเนาจะผ่านเข้าไป เซลล์ F เริ่มจากจุดตัด
ทางเดินของ "โครโมโซมทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 90" แต่สะพานคอนจูเกตนั้นเปราะบางและมักจะแตกหักก่อนที่การถ่ายโอนจะเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นเฉพาะส่วนหัวของพลาสมิดและยีนบางตัวที่อยู่ใกล้เคียงเท่านั้นที่จะผ่านไป ส่วนขั้วตรงกันข้ามที่มีปัจจัย F ไม่ผ่าน ดังนั้น F- เซลล์ไม่กลายเป็น HFR และ F + ก็เช่นกัน แต่ได้คุณสมบัติบางอย่างของแบคทีเรียผู้บริจาคเท่านั้น
ดีเอ็นเอของผู้บริจาคสามารถรวมตัวใหม่กับโครโมโซมของเซลล์ที่รับ ทำให้แบคทีเรียมีลักษณะทางพันธุกรรมใหม่ ในบางครั้ง DNA สามารถย่อยสลายได้และไม่มีการเปลี่ยนแปลง
นอกจากปัจจัย F แล้ว ยังมีปัจจัยที่เรียกว่า R (ซึ่งนำไปสู่การดื้อยาปฏิชีวนะ) พวกมันมักจะเป็นพลาสมิดที่มีลำดับของปัจจัย F ซึ่งส่วนอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับการดื้อยาปฏิชีวนะ จากนั้นมีปัจจัย COL ซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีนที่เรียกว่าโคลิซินหรือแบคทีเรียซึ่งเป็นสารที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียซึ่งแบคทีเรียปกป้องตัวเองและโจมตีเซลล์อื่นเพื่อครอบครองพื้นที่ตั้งรกราก
นอกจากนี้ยังมีปัจจัย ENT ซึ่งรหัสสำหรับ enterotoxins และเป็นเรื่องปกติของลำต้น Escherichia Coli บางชนิด (โดยปกติมีอยู่ในร่างกาย) ที่สามารถผลิต enterotoxins ที่ใช้งานอยู่บนเยื่อเมือกของลำไส้เล็กได้
pili ทางเพศเป็นเรื่องปกติและไม่ซ้ำกันของ GRAMs - แต่การผันคำกริยายังเกิดขึ้นใน GRAM + ซึ่งมีพลาสมิดที่สังเคราะห์โปรตีนเฉพาะซึ่ง - หลั่งจากภายนอก - นำไปสู่การรวมตัวระหว่าง F + กับแบคทีเรีย F- อื่น ๆ (โดยไม่ต้องใช้ al pilo che non c "è) การผันคำกริยาเป็นเหตุการณ์ที่หายาก
บทความอื่น ๆ เกี่ยวกับ "แบคทีเรีย: การถ่ายโอน" ข้อมูลทางพันธุกรรม "
- สารพิษจากแบคทีเรีย
- แบคทีเรีย
- ลักษณะเฉพาะของแบคทีเรีย
- เซลล์แบคทีเรีย
- โครงสร้างเสริมของแบคทีเรีย
- แบคทีเรีย: การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรม
- ยาปฏิชีวนะ
- หมวดหมู่ของยาปฏิชีวนะ
- ดื้อยาปฏิชีวนะ
