Konjugasyon Nedir
Bakterilerde konjugasyon kısaca, bir bakteri hücresinin genetik materyali başka bir bakteri hücresine aktarmasının bir yolu demektir. Bakteriyel konjugasyon yoluyla aktarılan genetik materyal, bakteri hücresinin kromozomlarında zaten mevcut olandan farklı genetik bilgi taşıyan F-plazmit olarak bilinen küçük bir plazmiddir. Aslında, F-plazmidi sitoplazmada bakteriyel kromozomdan ayrı olarak çoğalabilir.
Eşeyli üremede yaygın olan bazı temel unsurlar (örneğin zigot oluşumu) bakteri konjugasyonunda meydana gelmez. Bu durum göz önüne alındığında, konjugasyon eşeyli üreme değildir demek yanlış olmaz.
F-plazmidin bir kopyasına zaten sahip olan bir hücre, F-pozitif, F-plus veya F + hücre olarak adlandırılır ve bir donör hücre olarak kabul edilirken, F-plazmidin bir kopyasına sahip olmayan bir hücreye bir F-negatif, F-eksi veya F – hücresi ve alıcı hücre olarak kabul edilir. F-plazmidin transferi, verici hücrenin ve alıcı hücrenin doğrudan birbirine temas ettiği veya genetik materyalin aktarıldığı ikisi arasında bir köprü oluşturduğu yatay bir bağlantı yoluyla gerçekleşir. Bir donör hücrenin F-plazmitinin hücrenin genomuna (yani kromozomda) entegre olduğu durumlarda, kromozomal DNA’nın bir kısmı da alıcı hücreye F-plazmitiyle birlikte aktarılabilir.
Bakterilerde Konjugasyon Adımları
F-plazmidini transfer etmek için önce bir donör hücre ve bir alıcı hücre temas kurmalıdır. Bu noktada hücreler temas kurduğunda, verici hücredeki F-plazmidi dairesel bir yapı oluşturan çift sarmallı bir DNA molekülüdür. Aşağıdaki adımlar, F-plazmidinin bir bakteri hücresinden diğerine aktarılmasına izin verir:
1. Aşama
F + (verici) hücresi, hücre dışına çıkıntı yapan ve bir F – (alıcı) hücresiyle temas etmeye başlayan bir yapı olan pilusu üretir.
2. Aşama
Pilus, donör ve alıcı hücreler arasında doğrudan teması sağlar.
3. Aşama
F-plazmidi, dairesel bir yapı oluşturan çift sarmallı bir DNA molekülünden oluştuğundan, yani her iki ucuna da eklendiğinden, bir enzim (diğer proteinlerle kompleks oluşturduğunda gevşetici veya gevşetici) iki DNA sarmalından birini yakalar. F-plazmidi ve bu sarmal (T-sarmalı olarak da adlandırılır) alıcı hücreye aktarılır.
4. Aşama
Son aşamada, her ikisi de tek sarmallı DNA içeren verici hücre ve alıcı hücre, bu DNA’yı kopyalar ve böylece orijinal F-plazmitine özdeş çift sarmallı bir F-plazmit oluşturur. F-plazmidin, pili ve diğer proteinleri sentezlemek için bilgi içerdiği göz önüne alındığında, eski alıcı hücre, tıpkı orijinal donör hücresi gibi, F-plazmidi ve pili oluşturma kabiliyetine sahip bir donör hücresidir.
Yukarıda bahsedilen dört adım bu şekilde görülebilir:
Konjugasyon ve DNA Transferi
F-plazmidinin bir F + hücresine aktarılmasından kaçınmak için, F-plazmidi genellikle donör hücrenin zaten bir hücreye sahip olan hücreleri tespit etmesine (ve bunlardan kaçınmasına) izin veren bilgileri içerir. Ek olarak, F-plazmidi iki ana lokus (tra ve trb), bir replikasyon orijini (OriV) ve bir transfer orijini (OriT) içerir.
Bakteriyel konjugasyonda aktarılan DNA, F-plazmidinde mevcut olsa da, donör hücre F-plazmidi kendi kromozomal DNA’sına entegre ettiğinde, bakteriyel konjugasyon, F-plazmidinin ve kromozomal DNA’nın transferiyle sonuçlanabilir. Böyle bir durumda, verici ve alıcı hücreler arasında daha uzun bir temas, daha fazla miktarda kromozomal DNA aktarılmasına neden olur.
Bakteriyel konjugasyonu avantajları, bu gen transferi yöntemini biyomühendislikte yaygın olarak kullanılan bir teknik haline getirmektedir. Avantajlardan bazıları, nispeten büyük DNA dizilerini aktarma ve konakçının hücresel zarfına zarar vermeme yeteneğini içerir. Ayrıca, laboratuarlarda yalnızca bakteriler arasında değil, aynı zamanda bitki hücrelerinde, memeli hücrelerinde, paramesyumda ve maya hücreleri gibi canlılarda da konjugasyon görülür.