Konjugasi adalah — pengertian, metode, mekanisme

Konjugasi adalah mekanisme transfer gen bakteri, pertama kali diperkenalkan oleh para ilmuwan bernama Lederberg dan Tatum pada tahun 1946. Metode konjugasi pertama kali dipelajari di Escherichia coli. Pembentukan tabung konjugasi adalah fitur karakteristik dalam mekanisme konjugasi. Alih-alih transduksi dan transformasi, beberapa bakteri meneruskan informasi genetik dari donor ke sel penerima melalui jembatan sitoplasma, yang kita sebut sebagai “tabung konjugasi”.

Sel-sel bakteri (donor dan penerima) datang lebih dekat satu sama lain dan akhirnya membentuk jembatan yang disebut sebagai pilus atau tabung konjugasi yang menyediakan bagian untuk transfer bahan genetik.

Pengertian Konjugasi

Konjugasi bakteri adalah suatu proses, di mana sel donor (yang memiliki faktor kesuburan) bersentuhan dengan sel penerima dengan membentuk tonjolan yang disebut tabung konjugasi yang meneruskan materi genetik dari satu sel ke sel lainnya. Dalam proses konjugasi, donor atau sel F+ cenderung membentuk tabung konjugasi, dengan adanya F-plasmid yang dapat menular sendiri. F-plasmid singkatan dari plasmid kesuburan yang ada dalam sel bakteri gram positif dan negatif.

Penerima atau sel F yang memiliki satu untaian F-plasmid dari sel donor disebut sebagai “Transconjugant”. Mekanisme transfer konjugasi terjadi antara spesies yang diketahui atau spesies tertentu. Beberapa bakteri memiliki plasmid promiscuous yang memungkinkan pertukaran genetik dalam spesies yang tidak terkait.

F-Plasmid

F-Plasmid juga disebut sebagai faktor kesuburan, yang merupakan kombinasi dari tiga elemen seperti:

Gen lokus: Plasmid kesuburan terutama terdiri dari dua lokus, yaitu gen tra dan trb. Sebuah gen transacting atau tra mengandung DNA genom yang mengkodekan protein yang membentuk saluran untuk transfer DNA. Gen trb mengkodekan protein yang terlibat dalam proses seperti:

  • Kontak sel ke sel: Mengkode protein yang membantu pembentukan pili di sekitar sel.
  • Penempelan sel: Mengkode protein yang membantu pelekatan bakteri donor ke bakteri penerima.
  • Transfer: Mengkode protein yang mengawali pertukaran DNA kromosom.

OriT: Ini adalah akronim dari istilah yang disebut sebagai Asal transfer. OriT berfungsi sebagai situs aktif untuk migrasi DNA kromosom dari bakteri donor ke bakteri penerima.

OriV: Ini adalah situs untuk replikasi DNA kromosom yang terjadi secara independen.

Mekanisme Konjugasi Bakteri

Mekanisme konjugasi meliputi langkah-langkah berikut:

  • Pembentukan pasangan kawin: Sel donor yang memiliki plasmid yang dapat menular sendiri akan membentuk pilus yang membantu menempel dengan sel bakteri penerima.
  • Pensinyalan dengan kopling protein: Kopling protein kompleks adalah komponen dari Mpf atau kompleks pembentukan pasangan kawin. Ini memberikan sinyal untuk membuat potongan DNA kromosom dengan mengaktifkan enzim relaxase.
  • Aktivasi relaxase: Relaxase mengaktifkan dan mengikat ke situs OriT dari DNA kromosom bakteri dan membantu dalam perpindahan strand.
  • Pemisahan untai kromosom DNA: Enzim helikase membantu dalam pelepasan fragmen DNA kromosom.
    Daur ulang dan replikasi transfer DNA Plasmid: DNA plasmid bergerak ke sel penerima bersama dengan enzim primase yang menempelkan dirinya pada prima hidroksil 3 bebas. Ini tidak memiliki peran fungsional tetapi menyelesaikan replikasi DNA plasmid dalam sel penerima.
  • Pemisahan pasangan kawin: Akhirnya, sel donor dan penerima lepas satu sama lain.

Metode Konjugasi

Tiga cara dapat menyelesaikan transfer materi genetik:

  • Konjugasi F+-F
  • Konjugasi Hfr-F
  • Konjugasi  F’-F–

Konjugasi F+-F

Konjugasi semacam ini terjadi antara sel donor yang memiliki faktor Fertilitas (dilambangkan sebagai F +) dan sel penerima yang tidak memiliki faktor tersebut (diindikasikan sebagai F-). F-plasmid dapat didefinisikan sebagai faktor kesuburan yang berfungsi dalam ekspresi pilus, sintesis, dan pertukaran DNA plasmid selama kawin. Peran faktor kesuburan dikendalikan oleh gugus 25 gen tra, yang dapat terdiri dari dua jenis:

  • Mpf: Ini adalah akronim dari istilah pembentukan pasangan kawin. Gen-gen MPF ​​menyatukan sel-sel perkawinan dan menyediakan jalur untuk transfer DNA dan protein melalui pilus dan beberapa saluran masing-masing.
  • Dtr: Ini adalah akronim dari istilah transfer dan replikasi DNA. Dtr adalah produk gen yang terlibat dalam pemrosesan dan transfer DNA plasmid.

F-pili sel donor memulai proses kawin dengan mengikat pertama kali dengan protein membran luar sel penerima. Akhirnya, sebuah jembatan sitoplasmik muncul antara sel F + dan F, yang biasanya disebut sebagai tabung konjugasi atau pilus. Melalui jembatan sitoplasmik ini, satu untaian F-plasmid ditandai oleh enzim relaxase di situs oriT dan kemudian dipindahkan ke sel penerima dari 5′-3 ‘prima.

Situs di mana transfer DNA plasmid terjadi biasanya disebut sebagai “oriT”. Dengan demikian, pilus yang terbentuk antara sel F + dan F- memfasilitasi transfer DNA F-plasmid. DNA untai tunggal yang bergerak ke dalam sel penerima akan berubah menjadi dsDNA F-plasmid sirkuler. Setelah konjugasi selesai, kedua pasangan akan membawa F-plasmid DNA.

Konjugasi Hfr-F

Perkawinan terjadi antara rekombinasi frekuensi tinggi dan galur F disebut sebagai Konjugasi Hfr-F. Strain yang memiliki F-plasmid terintegrasi dengan kromosom bakteri disebut sebagai strain Hfr. Strain Hfr akan berfungsi sebagai donor dan dapat meneruskan gen kromosom ke strain F. Satu untai DNA kromosom dari strain Hfr akan pindah ke sel penerima dari asal situs transfer.

Tidak seperti konjugasi antara strain F + -F-, melibatkan transfer kromosom bakteri penuh dan bagian dari F-plasmid dari donor Hfr ke strain F-. Berbeda dengan konjugasi strain F + -F, satu-satunya bagian F-plasmid yang ditransfer yang tidak akan mengubah regangan F- menjadi strain donor F +.

DNA donor yang direplikasi memasuki sel penerima dan dapat terdegradasi menjadi fragmen atau bergabung dengan nukleoid penerima melalui rekombinasi. Konjugasi Hfr-F penting mengenai proses pemetaan gen, di mana posisi relatif gen dalam kromosom bakteri dapat diidentifikasi.

Konjugasi  F’-F–

Perkawinan terjadi antara F ‘dan F-strain disebut sebagai F-F- Konjugasi. Strain F mengandung plasmid F yang dipotong yang diintegrasikan dengan DNA kromosom strain Hfr. F – Strain hanya mengandung nukleoid bakteri dan berfungsi sebagai sel penerima.

Konjugasi semacam ini sebenarnya identik, di mana plasmid F memasuki strain F tanpa dimasukkan ke dalam nukleoid penerima. Oleh karena itu, sel penerima menjadi strain F dan berfungsi sebagai merozygote diploid parsial, dengan membawa F plasmid memiliki dua set gen.

Related Posts