Fagstoff

Utveksling av DNA mellom bakteriar

Publisert: 30.06.2014, Oppdatert: 02.08.2017
Bakteriell konjugasjon – tegning

Hos bakteriar er det vanleg at gen blir spreidde ved det som kallast horisontal genoverføring. Det vil seie overføring av genetisk materiale frå ein bakterie til ein annan bakterie utan at det går frå foreldre til avkom. Denne evna til å utveksle DNA har ført til stor tilpassingsevne og suksess. Sjølve overføringa kan gå føre seg på ulike måtar, og det skal vi ta for oss her.

stafylikokkerStafylokokkar. 

Konjugering hos bakterien Salmonella enteritidisKonjugering hos bakteriar. 

Konjugasjon steg for steg

  1. Givarbakterien utviklar sexpilus.
  2. Sexpilus festar seg til mottakarbakterien og bind saman dei to cellene.
  3. Eit plasmid frå givarbakterien blir transportert over til mottakarbakterien.
  4. Begge cellene lagar sexpilus og ein ny plasmidring. Begge bakteriane er no potensielle givarbakteriar. Mottakarbakterien har fått nytt genetisk materiale.

Lysis av en bakterieTidleg fase av lysis der celleveggen blir broten ned og celleinnhaldet blir frigitt til omgivnadene. 

transduksjon hos bakterierTransduksjon der genetisk informasjon blir overført frå ein bakterie til ein annan via virus (bakteriofag). 

Bakteriofager angriper en bakterieBakteriofagar går til åtak på ein bakterie (teikning).

Utveksling av DNA

Dei fleste bakteriar aukar den genetiske variasjonen ved å utveksle gen. Givaren sine gen blir dermed ført vidare til neste generasjon når mottakaren deler seg. Ei slik overføring av arvemateriale kan ein gjere med tre ulike mekanismar; konjugasjon, transformasjon og transduksjon.

Konjugasjon

bakteriell konjugasjonBakteriell konjugasjon. Ved konjugasjon blir det overført gen mellom bakteriar via ein røyrforma utvekst som kallast sexpilus. Før sjølve konjugeringa startar, veks sexpilus ut hos givarbakterien. Den blir brukt til å feste seg på mottakarbakterien, og til overføring av plasmidPlasmida er små, ringforma dobbelttråda DNA-molekyl som finst hos mange bakteriar. Dei gena som finst i plasmida, er ikkje essensielle for at bakterien skal leve, men dei kan auke overlevingsevna til bakterien under vanskelege forhold. For eksempel er det plasmidgen som gir antibiotikaresistens.Plasmida blir nedarva til dottercellene ved todeling (binær fisjon), men plasmid kan òg overførast mellom bakteriar gjennom konjugasjon, slik at begge bakteriane får kvar sin kopi av plasmidet.Det kan finnast fleire kopiar av eit plasmid i ein bakterie, og ein bakterie kan ha fleire typar plasmid, slik som i multiresistente bakteriar. Når miljøet er ugunstig for bakteriane, blir dei ekstra ivrige til å ta opp nye plasmid ved konjugasjon for å auke overlevingsevna.Dette kan vi utnytte i genteknologien. Det er relativt enkelt å setje nye gen inn i plasmida. Bakteriar som tek opp eit endra plasmid, kan for eksempel produsere medisinar ut frå «oppskrifta» som står i det nye genet..

Før overføringa kan starte, må plasmidet kopiere seg sjølv slik at det blir dobbelttråda og deretter splittast ved hjelp av eit enzymkompleks (relaxosome). Eit anna enzymkompleks (transferosome) regulerer sjølve overføringa. Når overføringa er ferdig, skil bakteriane lag, og enzymet DNA-polymerase syter for at plasmidet blir dobbelttråda igjen. Utvekslinga av arvematerialet kan berre skje ein veg.

Ved konjugering overfører bakterier generKonjugasjon hos bakteriar. 

Transformasjon

DNA-fragment frå daude celler kan sleppast fritt ut i omgivnadene. Bakteriar kan ta opp dette arvestoffet frå omgivnadene. Dette kan dei så setje inn saman med sitt eige DNA. På denne måten får mottakaren endra genotypen sin og få nye eigenskapar. Iveren etter å ta opp DNA-fragment aukar når miljøforholda er ugunstige.

Denne forma for overføring blir ofte nytta eksperimentelt i forskingssamanheng der ein legg bakteriar i ei løysing av DNA-fragment.Ilustrasjon av transformasjon hos bakterier  

Transduksjon

Ved transduksjon blir bakterie-DNA overført mellom bakteriar via bakteriofagar. Ein bakteriofag er eit virus som går til åtak på bakteriar og formeirer seg i desse. Når bakterien produserer nye bakteriofagar, kan DNAet i dei nye virusa få med fragment av bakterien sitt DNA. Dette arvestoffet kan viruset i neste omgang overføre saman med sitt eige DNA, til andre bakteriar det går til åtak på.Illustrasjon av transduksjon hos bakterier  

Relatert innhald

Aktuelt stoff

Til fordjuping