Conjugación procariota
La conjugación bacteriana es la transferencia de material genético entre células bacterianas por contacto directo de célula a célula o por una conexión tipo puente entre dos células.
La conjugación es un mecanismo de transferencia horizontal de genes, al igual que la transformación y la transducción, aunque estos otros dos mecanismos no implican el contacto entre células.
La conjugación bacteriana fue descubierta por los premios Nobel Joshua Lederberg y Edward Tatum. Demostraron que la bacteria Escherichia coli entraba en una fase sexual durante la cual podía compartir información genética.
La conjugación bacteriana se considera a menudo incorrectamente como el equivalente de la reproducción sexual, ya que implica el intercambio de material genético. Durante la conjugación, la célula donante proporciona un elemento genético conjugable o movilizable que suele ser un plásmido o un transposón. La mayoría de los plásmidos conjugativos tienen sistemas que garantizan que la célula receptora no contenga ya un elemento similar.
La información genética transferida suele ser beneficiosa para el receptor. Los beneficios pueden incluir la resistencia a los antibióticos, la tolerancia a los xenobióticos o la capacidad de utilizar nuevos metabolitos. Estos plásmidos beneficiosos pueden considerarse endosimbiontes bacterianos. Otros elementos, sin embargo, pueden considerarse parásitos bacterianos y la conjugación un mecanismo evolucionado por ellos para permitir su propagación.
Mecanismo
El plásmido conjugativo básico es el plásmido F, o factor F. El plásmido F es un episoma (un plásmido que puede integrarse en el cromosoma bacteriano) con una longitud de unos 100.000 pares de bases.
Sólo puede haber una copia del plásmido F en una bacteria determinada, ya sea libre o integrada, y las bacterias que poseen una copia se denominan F-positivas o F-plus (denotado F )+. Las células que carecen de plásmidos F se denominan F-negativas o F-menos (F -) y pueden funcionar como células receptoras.
Dibujo esquemático de la conjugación bacteriana. Diagrama de conjugación 1- La célula donante produce el pilus. 2- El pilus se adhiere a la célula receptora y une las dos células. 3- El plásmido móvil es mellado y una sola hebra de ADN es transferida a la célula receptora. 4- Ambas células sintetizan una cadena complementaria para producir un plásmido circular de doble cadena y también reproducen pili; ambas células son ahora donantes viables.
Transferencia entre reinos
Los rizobios fijadores de nitrógeno son un caso interesante de conjugación entre reinos.
Por ejemplo, el plásmido inductor de tumores (Ti) de Agrobacterium y el plásmido inductor de tumores de raíz (Ri) de A. rhizogenes contienen genes capaces de transferirse a las células vegetales. Estos genes convierten las células vegetales en fábricas que producen sustancias químicas utilizadas por las bacterias para obtener nitrógeno y energía. Las células infectadas forman agallas de la corona o tumores de la raíz, respectivamente. Los plásmidos Ti y Ri son, por tanto, endosimbiontes de las bacterias, que a su vez son endosimbiontes (o parásitos) de la planta infectada.
Ingeniería genética
La conjugación es un medio conveniente para transferir material genético a una variedad de objetivos. En los laboratorios se han registrado transferencias exitosas de bacterias a levaduras, plantas, células de mamíferos y mitocondrias aisladas de mamíferos.
La conjugación tiene ventajas sobre otras formas de transferencia genética. En ingeniería vegetal, la conjugación tipo Agrobacterium complementa otros vehículos estándar como el virus del mosaico del tabaco (TMV). Aunque el TMV es capaz de infectar muchas familias de plantas, éstas son principalmente dicotiledóneas herbáceas. La conjugación tipo Agrobacterium también se utiliza principalmente para las dicotiledóneas, pero los receptores de monocotiledóneas no son infrecuentes.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la conjugación bacteriana?
R: La conjugación bacteriana es la transferencia de material genético entre células bacterianas por contacto directo de célula a célula o por una conexión en forma de puente entre dos células.
P: ¿Cuáles son los otros mecanismos de transferencia horizontal de genes?
R: Los otros mecanismos de transferencia horizontal de genes son la transformación y la transducción, aunque estos otros dos mecanismos no implican el contacto de célula a célula.
P: ¿Quién descubrió la conjugación bacteriana?
R: La conjugación bacteriana fue descubierta por los premios Nobel Joshua Lederberg y Edward Tatum.
P: ¿Qué demostraron Lederberg y Tatum sobre la Escherichia coli durante la conjugación?
R: Lederberg y Tatum demostraron que la bacteria Escherichia coli entraba en una fase sexual durante la cual podía compartir información genética.
P: ¿Qué aporta la célula donante durante la conjugación?
R: Durante la conjugación, la célula donante proporciona un elemento genético conjugable o movilizable que suele ser un plásmido o un transposón.
P: ¿Cuáles son los beneficios de la información genética transferida durante la conjugación?
R: La información genética transferida durante la conjugación suele ser beneficiosa para el receptor. Los beneficios pueden incluir la resistencia a los antibióticos, la tolerancia a los xenobióticos o la capacidad de utilizar nuevos metabolitos.
P: ¿Cómo pueden verse algunos elementos transferidos durante la conjugación?
R: Otros elementos transferidos durante la conjugación pueden verse como parásitos bacterianos y la conjugación como un mecanismo evolucionado por ellos para permitir su propagación.
