Fagstoff

Utveksling av DNA mellom bakterier

Publisert: 30.06.2014, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Bakteriell konjugasjon – tegning

Hos bakterier er det vanlig at gener spres ved det som kalles horisontal genoverføring. Det vil si overføring av genetisk materiale fra en bakterie til en annen bakterie uten at det går fra foreldre til avkom. Denne evnen til å utveksle DNA har medført stor tilpasningsevne og suksess. Selve overføringen kan foregå på ulike måter og det skal vi ta for oss her.

stafylikokkerStafylokokker.  

 


Konjugering hos bakterien Salmonella enteritidisKonjugering hos bakterier.   

Konjugasjon trinn for trinn

  1. Giverbakterien utvikler sexpilus.
  2. Sexpilus fester seg til mottakerbakterien og forbinder de to cellene.
  3. Et plasmid fra giverbakterien transporteres over til mottakerbakterien.
  4. Begge cellene lager sexpilus og en ny plasmidring. Begge bakteriene er nå potensielle giverbakterier. Mottakerbakterien har fått nytt genetisk materiale.

 

 

 

Lysis av en bakterieTidlig fase av lysis hvor celleveggen brytes ned og celleinnholdet frigis til omgivelsene. 

 

 

 

transduksjon hos bakterierTransduksjon hvor genetisk informasjon blir overført fra en bakterie til en annen via virus (bakteriofag).

 

 

 

 

Bakteriofager angriper en bakterieBakteriofager angriper en bakterie (tegning).

 

Utveksling av DNA

De fleste bakterier øker den genetiske variasjonen ved å utveksle gener. Giverens gener blir dermed ført videre til neste generasjon når mottakeren deler seg. En slik overføring av arvemateriale kan gjøres med tre ulike måter; konjugasjon, transformasjon og transduksjon.

Konjugasjon

bakteriell konjugasjonBakteriell konjugasjon. Ved konjugasjon overføres det gener mellom bakterier via en rørformet utvekst som kalles sexpilus. Før selve konjugeringen starter, vokser sexpilus ut hos giverbakterien. Den brukes til å feste seg på mottakerbakterien, og til overføring av plasmiderPlasmider er små ringformede dobbelttrådede DNA-molekyler som finnes hos mange bakterier. De genene som finnes i plasmidene, er ikke essensielle for at bakterien skal leve, men de kan øke bakteriens overlevelsesevne under vanskelige forhold. For eksempel er det plasmidgener som gir antibiotikaresistens. Plasmidene nedarves til dattercellene ved todeling (binær fisjon), men plasmider kan også overføres mellom bakterier gjennom konjugasjon, slik at begge bakterier får hver sin kopi av plasmidet.Det kan finnes flere kopier av et plasmid i en bakterie, og en bakterie kan ha flere typer plasmider, slik som i multiresistente bakterier. Når miljøet er ugunstig for bakteriene, blir de ekstra ivrige til å ta opp nye plasmider ved konjugasjon for å øke overlevelsesevnen.Dette utnyttes i genteknologi. Det er forholdsvis enkelt å sette nye gener inn i plasmider. Bakterier som tar opp et endret plasmid, kan for eksempel produsere medisiner ut fra "oppskriften" som står i det nye genet..

Før overføringen kan starte, må plasmidet kopiere seg selv slik at det blir dobbelttrådet og deretter splittes ved hjelp av et enzymkompleks (relaxosome). Et annet enzymkompleks (transferosome) regulerer selve overføringen. Når overføringen er ferdig, skiller bakteriene lag, og enzymet DNA-polymerase sørger for at plasmidet blir dobbelttrådet igjen. Utvekslingen av arvematerialet kan bare skje én vei.

Ved konjugering overfører bakterier generKonjugasjon hos bakterier. 

Transformasjon

DNA-fragmenter fra døde celler kan slippes fritt ut i omgivelsene. Bakterier har mulighet til å ta opp dette arvestoffet fra omgivelsene. Dette kan de så sette inn sammen med sitt eget DNA. På denne måten får mottakeren endret sin genotype og får nye egenskaper. Iveren etter å ta opp DNA-fragmenter øker når miljøforholdene er ugunstige.

Denne formen for overføring benyttes ofte eksperimentelt i forskningssammenheng hvor bakterier legges i en løsning av DNA-fragmenter.Ilustrasjon av transformasjon hos bakterier  

Transduksjon

Ved transduksjon blir bakterie-DNA overført mellom bakterier via bakteriofager. En bakteriofag er et virus som angriper bakterier og formerer seg i disse. Når bakterien produserer nye bakteriofager, kan DNAet i de nye virusene få med fragmenter av bakteriens DNA. Dette arvestoffet kan viruset i neste omgang overføre sammen med sitt eget DNA, til andre bakterier som angripes.Illustrasjon av transduksjon hos bakterier  

Relatert innhold

Aktuelt stoff

Til fordypning