يتم ضمان تطور الجنس البشري من خلال الانقسام الاختزالي للخلايا الجرثومية واتحادها اللاحق (الإخصاب) ، وبهذه الطريقة ترث الأجيال الجديدة نصف الإرث الجيني من الأب والنصف الآخر من الأم.
نظرًا لأن البكتيريا تتكاثر لاجنسيًا ، عن طريق الانشطار الثنائي البسيط ، فإن تطورها مضمون بآليتين رئيسيتين: الطفرات وتلك الخاصة بإعادة التركيب.
الطفرات: حدث عشوائي يتجلى من خلال التعديلات والاستبدالات على مستوى متواليات النوكليوتيدات التي تشكل الجينوم البكتيري.
الاقتراحات: مشتق من آليات نقل الجينات: تنقل بكتيريا متبرعة تسلسل الميوكليوتيد إلى البكتيريا المتلقية ، والتي تدمجها في جينومها وفقًا لآلية HOMOLOGOUS RECOMBINATION. كل هذا يؤدي إلى اكتساب خصائص جديدة ، مثل الكبسولة ، والقدرة على إنتاج سموم معينة ، وعوامل مقاومة المضادات الحيوية ، وما إلى ذلك.
في البكتيريا ، يتم احتواء الجينوم في الكروموسوم الفردي وأحيانًا أيضًا في البيئات خارج الصبغيات ، والتي تسمى PLASMIDS ، والتي لها نفس البنية الفائقة اللولبية ، ولكن قطرها أصغر. تتمتع البلازميدات بتكاثر ذاتي ويمكن أن تشفر ، على سبيل المثال ، للسموم ، pili أو adhesins أو البكتريوسينات أو عوامل المقاومة ؛ يمكن أيضًا أن تندمج بعض البلازميدات في الجينوم البكتيري وتصبح مستقلة لاحقًا ؛ في هذه الحالات تسمى EPISOMS. بشكل عام ، في البلازميدات نجد المعلومات الجينية للشخصيات المساعدة ، وليست ضرورية من أجل بقاء البكتيريا.
تحتوي بعض البلازميدات على طيف ضيق من المضيفين المحتملين ، بينما يمتلك البعض الآخر طيفًا أوسع (مما يعني أنه يمكن نقلهم إلى بكتيريا مختلفة).
لنقل المادة الجينية ، ثم البلازميدات أو التسلسلات الجينية ، قامت البكتيريا بعمل ثلاث آليات مختلفة ، تسمى: التحول ، الاقتران والتوصيل. يمكن إضافة عنصر رابع إلى هذه العناصر يسمى TRANSPOSITION ، يتم من خلاله نقل المادة الجينية من منطقة في الكروموسوم إلى منطقة أخرى ، أو من البلازميد إلى الكروموسوم داخل البكتيريا نفسها.
مرور شظايا الحمض النووي الحرة ، الناشئة من التحلل البكتيري ، إلى البكتيريا المتلقية.
نقل الجينات من خلال الاتصال الجسدي بين نوعين من البكتيريا ، يسمى المتبرع به F + (الخصوبة الإيجابية) وله اقتران ، بينما المتلقي F-.
تتم عملية النقل بواسطة فيروس بكتيري يسمى العاثية.
التحول: يمكن تقسيم عملية التحول إلى مراحل متميزة:
1) الربط بين الحمض النووي والخلية
2) دخول الحمض النووي إلى الخلية
3) إعادة تركيب الحمض النووي الحر الذي يدخل البكتيريا المتلقية
4) التعبير المظهري
يجب أن يكون الحمض النووي المراد تحويله:
1) اللولب المزدوج
2) بوزن جزيئي أعلى من 106 دالتون
3) لها "تشابه كبير مع الحمض النووي للخلية المتلقية
يجب أن تكون الخلية المستقبلة ، من جانبها ، في حالة فسيولوجية تسمى الكفاءة. تكون الخلية مؤهلة عندما تكون في نهاية نموها الأسي أو اللوغاريتمي ؛ في هذه المرحلة ، في الواقع ، يكون تخليق البروتين هو الحد الأقصى وعوامل الكفاءة ( البروتينات التي تسمح بدخول الحمض النووي).
الاقتران: يتكون من النقل المباشر للمادة الوراثية من خلال الاتصال الجسدي بين خليتين من الخلايا البكتيرية.
تحتوي بعض البكتيريا على بلازميد ، يسمى العامل F ، والذي يرمز للبروتينات التي تشكل كومة الاقتران. يحتوي هذا البلازميد ، الممنوح بالتكاثر الذاتي ، على جينات تسمح له بالتكاثر والانتقال من بكتيريا F + إلى أخرى (F-).
مراحل الاقتران: تلتقي بكتيريا F + ببكتيريا F ويتم تكوين جسر ترابط. عند هذه النقطة ، يبدأ البلازميد في تكرار نفسه بآلية تسمى الدائرة المتدحرجة (في الاتجاه 5 "- 3") ، والتي يمر خلالها أحد الطرفين النصفي عبر القضيب.في نهاية النسخ المتماثل والنقل ، لدينا اثنان F + ، حيث يحتفظ الأول بنسخة البلازميد ، بينما يستقبل F- النصف الثاني ، والذي يقوم بعد ذلك بتكرار وتشكيل البلازميد.
في بعض الأحيان (نادرًا) في خلية F + يمكن أن يندمج البلازميد في الكروموسوم. تسمى الخلايا الجديدة التي يتكامل فيها البلازميد HFR (التردد العالي لإعادة التركيب). في هذه الخلايا ، ينقل البلازميد المتكامل خصائصه إلى الكروموسوم ، مثل خصائص الانتقال من بكتيريا A إلى بكتيريا B ؛ لذلك يمكن أن تتحد جينات الأول مع تلك الخاصة بالأخيرة.
إذا وضعنا بكتيريا HFR على اتصال مع F- يتشكل جسر الاقتران ، والذي يرسل إشارة نقل الجينات التي يقطع نوكلياز لها "لولبًا" ، يبدأ الكروموسوم في التكاثر بآلية دائرة دائرية ، والنسخة التي يمر بها الخلية F تبدأ من نقطة القطع.
يستغرق مرور "الكروموسوم الكامل حوالي 90" ، لكن جسر الاقتران هش وغالبًا ما ينكسر قبل اكتمال النقل ، لذلك لا يمر سوى رأس البلازميد وبعض الجينات القريبة منه ؛ من ناحية أخرى ، لا يمر الجزء الطرفي الذي يحتوي على العامل F. وبالتالي ، فإن الخلية F لا تصبح HFR ولا F + ، ولكنها تكتسب فقط بعض خصائص البكتيريا المانحة.
يمكن للحمض النووي المتبرع أن يتحد مع كروموسوم الخلية المستقبلة مما يعطي البكتيريا خصائص وراثية جديدة. في أحيان أخرى يمكن أن يتحلل الحمض النووي ولا يوجد تغيير.
بالإضافة إلى عوامل F ، هناك أيضًا ما يسمى بعوامل R (التي تؤدي إلى مقاومة المضادات الحيوية) ؛ إنها دائمًا بلازميدات تحتوي على تسلسل عوامل F ، والتي يرتبط بها الآخرون لمقاومة المضادات الحيوية. ثم هناك عوامل COL ، التي ترمز لبروتينات تسمى كوليسين أو بكتريوسينات ، وهي مواد ذات تأثير مبيد للجراثيم ، تدافع بها البكتيريا عن نفسها وتهاجم الخلايا الأخرى لتحتل مواقع الاستعمار.
هناك أيضًا عوامل أنف وأذن وحنجرة ، والتي ترمز للسموم المعوية والتي تعتبر نموذجية لبعض سيقان الإشريكية القولونية (الموجودة عادة في الكائن الحي) ، قادرة على إنتاج السموم المعوية النشطة في الغشاء المخاطي للأمعاء الدقيقة.
تعتبر الشعيرات الجنسية نموذجية وفريدة من نوعها في GRAMs - ولكن يحدث الاقتران أيضًا في GRAM + ، التي تمتلك البلازميدات التي تصنع بروتينات معينة ، والتي - تفرز خارجيًا - تؤدي إلى التجميع بين F + والبكتيريا F الأخرى (دون اللجوء إلى al Pilo che non c ومع ذلك ، يعتبر الاقتران حدثًا نادرًا.
مقالات أخرى عن "البكتيريا: نقل" المعلومات الجينية "
- السموم البكتيرية
- بكتيريا
- البكتيريا المميزة
- خلية بكتيرية
- هياكل ملحقات البكتيريا
- البكتيريا: نقل المعلومات الجينية
- مضادات حيوية
- فئات المضادات الحيوية
- مقاومة المضادات الحيوية
