Definição de conjugação bacteriana
A conjugação bacteriana é uma maneira pela qual uma célula bacteriana transfere material genético para outra célula bacteriana. O material genético que é transferido através da conjugação bacteriana é um pequeno plasmídeo, conhecido como pplasmídeo F (F para fator de fertilidade), que carrega informações genéticas diferentes daquelas que já estão presentes nos cromossomos da célula bacteriana. De fato, o plasmídeo F pode se replicar no citoplasma separadamente do cromossomo bacteriano.
Uma célula que já possui uma cópia do plasmídeo F é chamada de célula F-positiva, F-plus ou F+ e é considerada uma célula doadora, enquanto uma célula que não possui uma cópia do plasmídeo F é chamada de um Célula F-negativa, F-Minus ou F e é considerada uma célula destinatária. A transferência do plasmídeo F ocorre através de uma conexão horizontal pela qual a célula doadora e a célula do destinatário entram em contato diretamente ou formam uma ponte entre os dois através da qual o material genético é transferido. Nos casos em que o plasmídeo F de uma célula doadora foi integrado no genoma da célula (isto é, no cromossomo), uma parte do DNA cromossômico também pode ser transferida para a célula destinatária juntamente com o plasmídeo F.
Etapas de conjugação bacteriana
Para transferir o plasmídeo F, uma célula doadora e uma célula destinatária devem primeiro estabelecer contato. Nesse ponto, quando as células estabelecem contato, o plasmídeo F na célula doadora é uma molécula de DNA de fita dupla que forma uma estrutura circular. As etapas seguintes permitem a transferência do plasmídeo F de uma célula bacteriana para outra:
Passo 1
A célula F+ (doadora) produz o pilus, que é uma estrutura que se projeta fora da célula e inicia o contato com uma célula F – (destinatário).
Passo 2
O pilus permite o contato direto entre o doador e as células do destinatário.
etapa 3
Como o plasmídeo F consiste em uma molécula de DNA de fita dupla, formando uma estrutura circular, isto é, está presa nas duas extremidades, uma enzima (relaxase ou relaxossoma quando forma um complexo com outras proteínas) corta um dos dois fios de DNA do plasmídeo F e essa fita (também chamada de fita T) é transferida para a célula do destinatário.
Passo 4
Na última etapa, a célula doadora e a célula do destinatário, ambas contendo DNA de fita simples, replicam esse DNA e, assim, acabam formando uma f-plasmídeo de fita dupla idêntica à plasmídeo F original. Dado que o plasmídeo F contém informações para sintetizar o pili e outras proteínas (veja abaixo), a célula antiga do destinatário agora é uma célula doadora com o plasmídeo F e a capacidade de formar pili, assim como a célula doadora original era. Agora ambas as células são doadores ou F+.
As quatro etapas mencionadas acima podem ser vistas nesta figura:
Transferência de DNA
Para evitar a transferência do plasmídeo F para uma célula F+, o plasmídeo F geralmente contém informações que permitem que a célula doadora detecte (e evite) células que já possuem uma. Além disso, o Plasmídeo F contém dois locos principais (TRA e TRB), uma origem da replicação (oriv) e uma origem da transferência (orit). O tra locus contém as informações genéticas para permitir que a célula doadora seja anexada a uma célula destinatária: os genes no código de traço para proteínas formarem o pili (gene pilin) para iniciar o contato celular e outras proteínas Para se conectar à célula f e iniciar a transferência do plasmídeo F. O locus TRB contém DNA que codifica outras proteínas, como alguns envolvidos na criação de um canal através do qual o DNA é transferido da célula F+ para a F -F. O oriv é o local no qual ocorre a replicação do DNA e o orit é o local em que a enzima relaxase (ou o complexo de proteína relaxossósia) corta a fita de DNA do plasmídeo F (ver etapa 3 acima).
Embora o DNA transferido na conjugação bacteriana seja o presente no Plasmídeo F, quando a célula doadora integrou o plasmídeo F em seu próprio DNA cromossômico, a conjugação bacteriana pode resultar na transferência do F-plasmídeo e do DNA cromossômico . Quando esse é o caso, um contato mais longo entre o doador e as células do destinatário resulta em uma quantidade maior de DNA cromossômico sendo transferido.
As vantagens da conjugação bacteriana tornam esse método de transferência de genes uma técnica amplamente utilizada na bioengenharia. Algumas das vantagens incluem a capacidade de transferir seqüências relativamente grandes de DNA e não prejudicar o envelope celular do hospedeiro. Além disso, a conjugação foi alcançada em laboratórios não apenas entre bactérias, mas também entre bactérias e tipos de células como células vegetais, células de mamíferos e leveduras.
Questionário
1. Que informação genética (DNA) um plasmídeo F contém? A. DNA cromossômico. B. DNA não cromossômico com genes regulatórios. C. DNA que codifica as proteínas para produzir pili. D. B e C. E. Todos os itens acima.
Resposta à pergunta nº 1
D está correto. Os plasmídeos F contêm informações genéticas que não estão presentes nos cromossomos bacterianos, embora possam ser integrados nos cromossomos. Além disso, os plasmídeos F têm informações genéticas para permitir a produção de pili, para que a célula F+ possa ser conectada a uma nova célula receptor (F-).
2. Como o DNA do plasmídeo F é transferido do doador (F+) para a célula receptor (F-)? A. Uma fita de DNA do plasmídeo F é primeiro cortada, depois transferida e finalmente replicada. B. Ambos os fios de DNA do plasmídeo F são primeiro cortados, depois transferidos e finalmente replicados. C. Ambos os fios de DNA do plasmídeo F são replicados pela primeira vez, depois cortados e finalmente transferidos.
Resposta à pergunta nº 2
A está correto. Somente o DNA de fita simples é cortada e transferida. Depois disso, a célula doadora e a célula do destinatário replicam o DNA de fita simples que cada uma delas precisa formar um f-plasmídeo de fita dupla idêntico ao original.
Referências
- Ryan K.J., Ray C.G., Ahmad N., Drew W.L., Lagunoff M., Pottinger P., Reller L.B., Sterling C.R. (2004). Microbiologia Médica Sherris. Nova York, NY: McGraw Hill.
Última atualização em 19 de agosto de 2022