Conjugação bacteriana
A conjugação bacteriana é a transferência de material genético entre células bacterianas por contato direto célula a célula ou por uma conexão em forma de ponte entre duas células.
A conjugação é um mecanismo de transferência horizontal de genes, assim como a transformação e a transdução, embora estes dois outros mecanismos não envolvam o contato célula a célula.
A conjugação bacteriana foi descoberta pelos ganhadores do Prêmio Nobel Joshua Lederberg e Edward Tatum. Eles mostraram que a bactéria Escherichia coli entrou numa fase sexual durante a qual poderia compartilhar informações genéticas.
A conjugação bacteriana é muitas vezes considerada incorretamente como o equivalente da reprodução sexual, uma vez que envolve o intercâmbio de material genético. Durante a conjugação, a célula doadora fornece um elemento genético conjugador ou mobilizável que é na maioria das vezes um plasmídeo ou transpositor. A maioria dos plasmídeos conjugativos possui sistemas que garantem que a célula receptora já não contenha um elemento similar.
As informações genéticas transferidas são muitas vezes benéficas para o destinatário. Os benefícios podem incluir resistência aos antibióticos, tolerância aos xenobióticos ou a capacidade de usar novos metabólitos. Tais plasmídeos benéficos podem ser considerados endossimbiontes bacterianos. Outros elementos, entretanto, podem ser vistos como parasitas bacterianos e a conjugação como um mecanismo por eles desenvolvido para permitir sua propagação.
Mecanismo
O plasmídeo conjugativo básico é o plasmídeo F, ou F-fator F. O F-plasmid é um episoma (um plasmídeo que pode se integrar ao cromossomo bacteriano) com um comprimento de cerca de 100.000 pares de bases.
Só pode haver uma cópia do F-plasmid em uma determinada bactéria, seja livre ou integrada, e as bactérias que possuem uma cópia são chamadas de F-positivo ou F-plus (denotado F+). As células que não possuem plasmídeos F são chamadas F-negativas ou F-menos (F-) e podem funcionar como células receptoras.
Desenho esquemático da conjugação de bactérias. Diagrama da conjugação 1- Célula doadora produz pilus. 2- Pilus se liga à célula receptora e une as duas células. 3- O plasmídeo móvel é cortado e um único fio de DNA é então transferido para a célula receptora. 4- Ambas as células sintetizam um cordão complementar para produzir um plasmídeo circular de duplo cordão e também reproduzir o pili; ambas as células são agora doadores viáveis.
Transferência interregional
A Rhizobia fixadora de nitrogênio é um caso interessante de conjugação interreligiosa.
Por exemplo, o plasmídeo indutor de tumor (Ti) de Agrobacterium e o plasmídeo indutor de tumor (Ri) de A. rhizogenes contêm genes que são capazes de transferir para células vegetais. Estes genes transformam as células vegetais em fábricas que produzem produtos químicos usados pelas bactérias para nitrogênio e energia. Células infectadas formam coroas ou tumores radiculares, respectivamente. Os plasmídeos Ti e Ri são assim endossimbiontes da bactéria, que por sua vez são endossimbiontes (ou parasitas) da planta infectada.
Engenharia genética
A conjugação é um meio conveniente para transferir material genético para uma variedade de alvos. Em laboratórios foram relatadas transferências bem sucedidas de bactérias para leveduras, plantas, células de mamíferos e mitocôndrias isoladas de mamíferos.
A conjugação tem vantagens em relação a outras formas de transferência genética. Na engenharia de plantas, a conjugação tipo Agrobacterium complementa outros veículos padrão, como o vírus do mosaico do tabaco (TMV). Embora o TMV seja capaz de infectar muitas famílias de plantas, estes são principalmente dicots herbáceos. A conjugação do tipo Agrobacterium também é usada principalmente para dicots, mas não são incomuns os receptores de monocot.
Perguntas e Respostas
P: O que é conjugação bacteriana?
R: Conjugação bacteriana é a transferência de material genético entre células bacterianas por contato direto célula a célula ou por uma conexão tipo ponte entre duas células.
P: Quais são os outros mecanismos da transferência horizontal de genes?
R: Os outros mecanismos de transferência horizontal de genes são a transformação e a transdução, embora esses dois outros mecanismos não envolvam o contato célula a célula.
P: Quem descobriu a conjugação bacteriana?
R: A conjugação bacteriana foi descoberta pelos ganhadores do Prêmio Nobel Joshua Lederberg e Edward Tatum.
P: O que Lederberg e Tatum mostraram sobre a Escherichia coli durante a conjugação?
R: Lederberg e Tatum mostraram que a bactéria Escherichia coli entrou numa fase sexual durante a qual poderia compartilhar informações genéticas.
P: O que a célula doadora fornece durante a conjugação?
R: Durante a conjugação, a célula doadora fornece um elemento genético conjugador ou mobilizável que é, na maioria das vezes, um plasmídeo ou transpositor.
P: Quais são os benefícios das informações genéticas transferidas durante a conjugação?
R: As informações genéticas transferidas durante a conjugação são freqüentemente benéficas para o receptor. Os benefícios podem incluir resistência a antibióticos, tolerância xenobiótica ou a capacidade de usar novos metabólitos.
P: Como alguns elementos transferidos durante a conjugação podem ser vistos?
R: Outros elementos transferidos durante a conjugação podem ser vistos como parasitas bacterianos e a conjugação como um mecanismo evoluído por eles para permitir sua propagação.
