3 manieren waarop de genetische recombinatie in bacteriën plaatsvindt
Enkele van de belangrijke manieren waarop de genetische recombinatie in bacteriën plaatsvindt zijn als volgt:
Genetische recombinatie in bacteriën
Dit is een proces waarbij genetische materialen, vervat in twee afzonderlijke genomen, binnen één eenheid worden samengebracht. In bacteriën vindt de recombinatie plaats door (1) transformatie, (2) transductie en (3) conjugatie.
1. Transformatie:
De genetische overdracht in bacteriën vindt ook plaats door transformatie waarbij het DNA-molecuul van de donorcel, wanneer vrijgemaakt door zijn desintegratie, wordt opgenomen door een andere ontvangende cel en de nakomelingen ervan sommige karakters van de donorcel erven. Wanneer verschillende stammen van bacteriën worden gevonden in een gemengd stadium, hetzij in kweek of in de natuur, hebben enkele van de resulterende nakomelingen een combinatie van karakters van de ouderstammen. Dit fenomeen staat bekend als recombinatie.
Het fenomeen transformatie werd voor het eerst opgetekend door Griffith (1928). Avery, Macleod en McCarty (1944) toonden aan dat het transformerende principe DNA is in de volgorde van gebeurtenissen in bacteriële transformatie.
2. Transductie:
De genetische overdracht in bacteriën wordt bereikt door een proces dat bekend staat als transductie. Het experiment van Laderberg en Zinder (1952) in U-tube Salmonella typhimurium gaf aan dat bacteriële virussen of fagen verantwoordelijk zijn voor de overdracht van genetisch materiaal van de ene naar de andere lysogene en lytische fagen. Zo verkrijgt de gastheer een nieuw genotype. Transductie is in veel bacteriën aangetoond.
In dit proces wordt het DNA-molecuul dat de erfelijke kenmerken van de donorbacterie draagt overgedragen aan de ontvangende cel door middel van het faagdeeltje.
Wanneer een bacteriële cel wordt geïnfecteerd met een gematigd virus begint ofwel de lytische cyclus ofwel de lysogenie. Daarna splitst gastheer-DNA zich af in kleine fragmenten samen met de vermenigvuldiging van het virus. Sommige van deze DNA-fragmenten worden opgenomen, waarbij de virusdeeltjes een transducerende worden.
Wanneer bacteriën lyseren, komen deze deeltjes samen met normale virusdeeltjes vrij wanneer dit mengsel van transducerende en normale virusdeeltjes de populatie van ontvangende cellen mag infecteren, worden de meeste bacteriën geïnfecteerd met normale virusdeeltjes en met het resultaat lysogenie of lytische cyclus komt weer voor. Een paar bacteriën worden geïnfecteerd met transducerende deeltjes, transductie vindt plaats en het DNA van virusdeeltjes ondergaan genetische recombinaties met het bacteriële DNA.
3. Bacteriële conjugatie:
Wollman en Jacob (1956) hebben conjugatie beschreven waarin twee bacteriën een half uur zij aan zij liggen. Gedurende deze tijdsperiode wordt een gedeelte van het genetische materiaal langzaam overgebracht van de ene bacterie die is aangeduid als een mannelijk tot een als een vrouw aangewezen ontvanger. Hieruit bleek dat het mannelijke materiaal het vrouwtje binnendrong in een voeringserie.
De genetische recombinatie tussen donor- en ontvangercellen vindt als volgt plaats: het Hfr DNA na het uit elkaar laten in fragment van de ontvangende cel hervormt opnieuw op een circulaire manier. In F-stam vindt genetische recombinatie plaats tussen donorfragment en ontvanger-DNA. Genoverdracht is een sequentieel proces en een gegeven Hfr-stam doneert altijd genen in een specifieke volgorde. Een enkelstrengs donor-DNA (F-factor) wordt geïntegreerd in het chromosoom van de gastheer met behulp van het nuclease-enzym.
