Конъюгация

Конъюгация – разновидность рекомбинативной изменчивости микроорганизмов, сопровождающаяся переносом генетической информации от донора к реципиенту через непосредственный контакт (конъюгационный мостик). В естественных условиях происходит с частой 1:10⁶. Ее существование доказано в 1946 г. Ледербергом и Татумом.

Для грамотрицательных микроорганизмов конъюгация - основной механизм горизонтальной передачи генов. Может осуществляться среди особей одного вида, так и разных видов, и способствует передаче таких признаков, как множественная антибиотикорезистентность. Грамположительные микроорганизмы также могут путем конъюгации передавать признаки, однако, основной механизм у них – трансдукция. У грамположительных микроорганизмов клетки-доноры продуцируют адгезивный материал, который способствует агрегации с реципиентом и передаче генетического материала. Для осуществления конъюгации необходимо выполнение следующих условий:

1. Наличие донора. Донор отличается от реципиента присутствием полового фактора F (от fertility - плодовитость), представляющего автономно реплицирующуюся плазмиду (кольцевая двухцепочечная молекула ДНК с массой 45 х 10⁶ Да), содержащую около25 генов, которые детерминируют: 1) процесс независимого от генома удвоения (репликации); 2) особые структуры клеточной поверхности - половые пили, или F-пили, которыеслужат для взаимного узнавания при контакте донора и реципиента и образуют конъюгационный мостик.

2. Наличие реципиента. Не имеет плазмиды F.

Исход конъюгации и частота передачи хромосомных признаков зависят от физиологическое состояние F фактора.

Физиологические состояния F плазмиды:

1. Автономное. F фактор находится в цитоплазме в свободном состоянии, не интегрирован в бактериальную хромосому и не несет в своем составе хромосомные гены.

2. Интегрированное, или Hfr. F фактор может интегрироваться в определенных местах в бактериальную хромосому, и в таком состоянии носит название эписомы. Донорские клетки, с интегрированным фактором F, обеспечивают высокую частоту переноса хромосомной ДНК, и получили название клеток Hfr (от англ. high frequency of recombinants).

3. Автономное F¢. Интегрированная F плазмида может покидать бактериальную хромосому, захватывая близлежащие гены, таким образом превращаясь в F¢ фактор.

Рис. 5. Физиологические состояния F плазмиды