Конъюгация прокариот

1. Конъюга́ция (от латинского conjugatio) — соединение.
У бактерий — один из способов обмена генетическим материалом, при конъюгации происходит однонаправленный перенос генетического материала.

http://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_biology/2536/%D0%9A%D0%9E%D0%9D%D0%AA%D0%AE%D0%93%D0%90%D0%A6%D0%98%D0%AF

2. Открытие конъюгации бактерий принадлежит  Ледербергу и  Тейтему (1946). Они использовали два ауксотрофных (микроорганизмы, характеризующиеся нарушением биосинтеза метаболита, без наличия которого они не способны расти на минимальных питательных средах) мутанта кишечной палочки, каждый из которых в отдельности не обладал способностью синтезировать две аминокислоты. Один был ауксотрофным по аминокислотам А и В, но синтезировал кислоты С и D , другой мутант наоборот был ауксотрофным по аминокислотам С и D. На минимальной среде эти мутанты раздельно не росли. При высеве их смеси на среду появлялись колонии, клетки которых обладали способностью синтезировать все 4 аминокислоты, т. е. это были генетические рекомбинанты.

Наличие такого контакта между клетками удалось наблюдать в 1957 г. непосредственно с помощью электронного микроскопа. Позже было установлено, что конъюгирующие клетки соединяются через конъюгационный мостик, образованный половой ворсинкой.

        Джошуа   Ледерберг                                                                      Эдуард Тэйтем

http://bibliofond.ru/view.aspx?id=432371


3. При конъюгации бактерий  происходит однонаправленный перенос генетического материала от донора («мужской» клетки) к реципиенту («женской» клетке). Процесс конъюгации определяют и контролируют особые плазмиды — небольшие молекулы ДНК, физически отдельные от геномных хромосом и способные реплицироваться автономно. Клетка, содержащая хотя бы одну из таких плазмид, приобретает свойства донора, а лишённая её — реципиента. Перенос генов донорской хромосомы происходит в линейной последовательности и обычно сопровождается их рекомбинацией с хромосомными генами реципиента.

Схематическое изображение конъюгации у бактерий.
1. Клетка-донор выпускает половой пиль.
2. Пиль прикрепляется к клетке-реципиенту, соединяя две клетки.
3. В мобильной плазмиде происходит однонитевой разрыв, и одна цепь ДНК переходит в клетку-реципиент.
4. Обе клетки достраивают вторую цепь ДНК плазмиды, восстанавливая двуцепочечную кольцевую плазмиду, и образуют половые пили. Теперь обе клетки являются полноценными донорами.

Https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%8A%D1%8E%D0%B3%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D1%83_%D0%B1%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B9

4. Значение.

Между ДНК донора и реципиента может происходить общая рекомбинация, что приводит к обмену гомологичными генами между клетками бактериальной популяции. Этот процесс — бактериальный аналог полового размножения. Наличие механизма обмена генами очень важно для эволюции бактерий, поскольку, как и в случае полового размножения эукариот, нарушает абсолютную сцепленность генов одной хромосомы и позволяет естественному отбору находить благоприятные комбинации уже присутствующих в популяции бактерий аллельных вариантов генов. 

http://chem21.info/info/199819/

5. Практическое применение.
Для успешной конъюгации бактериальные клетки не обязательно должны принадлежать к одному виду. Показана даже возможность передачи посредством конъюгации генов от бактерий эукариотам: растениям и грибам. Конъюгация может стать новым методом генной инженерии, позволяя переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Возможно создание клеток (бактериальный) способных вырабатывать некоторые «человеческие белки».
Так, с 1980г гормон роста — соматотропин получают из бактерии кишечной палочки в промышленных масштабах.