KONJUGASI BAKTERI: PROSES, STRUKTUR DAN FAKTOR - BIOLOGI - 2025

The konjugasi bakteri adalah untuk mentransfer dalam satu arah dari materi genetik dari bakteri donor ke penerima lain, dengan kontak fisik antara yang dua sel. Jenis proses ini dapat terjadi baik pada bakteri yang bereaksi, seperti pada bakteri yang tidak bereaksi terhadap pewarnaan Gram, dan juga pada streptomiset.

Konjugasi dapat terjadi antara bakteri dari spesies yang sama, atau spesies yang berbeda. Bahkan dapat terjadi antara prokariota dan anggota kerajaan lain (tumbuhan, jamur, hewan).

Konjugasi bakteri. Gambar menunjukkan, dari atas ke bawah, dua bakteri sebelum, selama dan setelah konjugasi. Diambil dan diedit dari Pengguna Magnus Manske di en.wikipedia.

Agar proses konjugasi terjadi, salah satu bakteri yang terlibat, yaitu donor, harus memiliki materi genetik yang dapat dimobilisasi, yang umumnya diwakili oleh plasmid atau transposon.

Sel lain, penerima, harus kekurangan elemen-elemen ini. Kebanyakan plasmid dapat mendeteksi sel penerima potensial yang kekurangan plasmid serupa.

Konjugasi dan reproduksi seksual

Bakteri tidak memiliki organisasi materi genetik yang mirip dengan eukariota. Organisme ini tidak menampilkan reproduksi seksual karena mereka tidak menampilkan pembelahan reduksi (meiosis) untuk membentuk gamet setiap saat dalam hidup mereka.

Untuk mencapai rekombinasi materi genetiknya (esensi seksualitas), bakteri memiliki tiga mekanisme: transformasi, konjugasi dan transduksi.

Jadi, konjugasi bakteri bukanlah proses reproduksi seksual. Dalam kasus terakhir, itu dapat dianggap sebagai versi bakteri dari jenis reproduksi ini, karena melibatkan beberapa pertukaran genetik.

Struktur dan faktor yang terlibat dalam proses

Pili seksual

Juga disebut pili F, mereka adalah struktur berserabut, jauh lebih pendek dan lebih tipis dari flagel, terdiri dari subunit protein yang terjalin di sekitar pusat berongga. Fungsinya untuk menjaga kontak dua sel selama konjugasi.

Mungkin juga elemen konjugatif ditransfer ke sel penerima melalui foramen sentral sex pili.

Elemen konjugatif

Ini adalah materi genetik yang akan ditransfer selama proses konjugasi bakteri. Ini bisa berbeda sifatnya, di antaranya adalah:

Partikel DNA ekstrachromosomal

Partikel-partikel ini adalah episom, yaitu plasmid yang dapat diintegrasikan ke dalam kromosom bakteri melalui proses yang disebut rekombinasi homolog. Mereka dicirikan dengan memiliki panjang sekitar 100 kb, serta dengan memiliki asal replikasi dan transfer mereka sendiri.

Sel yang memiliki faktor F disebut sel jantan atau sel F +, sedangkan sel betina (F-) kekurangan faktor ini. Setelah konjugasi, bakteri F- menjadi F + dan dapat bertindak seperti itu.

Untaian Kromosom

Ketika rekombinasi homolog terjadi, faktor F berikatan dengan kromosom bakteri; dalam kasus seperti itu disebut faktor F 'dan sel yang memiliki DNA rekombinan disebut Hfr, untuk rekombinasi frekuensi tinggi.

Selama konjugasi antara bakteri Hfr dan bakteri F, bakteri pertama mentransfer ke yang terakhir untai DNA rekombinasi dengan faktor F. Dalam kasus ini, sel penerima itu sendiri menjadi sel Hfr.

Hanya ada satu faktor F dalam suatu bakteri, baik dalam bentuk ekstrachromosomal (F) atau bergabung kembali ke kromosom bakteri (F ').

Plasmid

Beberapa penulis menganggap plasmid dan faktor F bersama-sama, dan penulis lain memperlakukannya secara terpisah. Keduanya adalah partikel genetik ekstrakromosom, tetapi tidak seperti faktor F, plasmid tidak berintegrasi ke dalam kromosom. Mereka adalah elemen genetik yang sebagian besar ditularkan selama proses konjugasi.

Plasmid terdiri dari dua bagian; faktor transfer resistansi, yang bertanggung jawab atas transfer plasmid, dan bagian lain yang terdiri dari banyak gen yang memiliki informasi yang mengkode resistensi terhadap zat yang berbeda.

Beberapa gen ini dapat bermigrasi dari satu plasmid ke plasmid lain dalam sel yang sama, atau dari plasmid ke kromosom bakteri. Struktur ini disebut transposon.

Beberapa penulis berpendapat bahwa plasmid yang bermanfaat bagi bakteri sebenarnya adalah endosimbion, sementara yang lain mungkin, sebaliknya, menjadi endoparasit bakteri.

Proses

Sel donor menghasilkan sex pili. Partikel F atau plasmid yang hanya ada pada bakteri ini, mengandung informasi genetik yang mengkode produksi protein yang membentuk pili. Karena itu, hanya sel F + yang akan menampilkan struktur ini.

Sex pili memungkinkan sel donor untuk menempel pada sel penerima terlebih dahulu dan kemudian saling menempel.

Untuk memulai transfer, dua untai untai DNA harus dipisahkan. Pertama, pemotongan terjadi di wilayah yang dikenal sebagai asal transfer (oriT) dari salah satu untai. Enzim relaxase membuat potongan ini sehingga kemudian enzim helikase memulai proses pemisahan kedua rantai tersebut.

Enzim dapat bekerja sendiri atau secara kompleks dengan beberapa protein berbeda. Kompleks ini dikenal dengan nama relaxosome.

Segera memulai pemisahan rantai, transfer salah satu untai akan dimulai, yang hanya akan berakhir ketika untai lengkap telah melewati sel penerima, atau ketika dua bakteri terpisah.

Untuk menyelesaikan proses transfer, baik sel, penerima maupun donor, mensintesis untai komplementer, dan dibuat rantai untuk bersirkulasi kembali. Sebagai produk akhir, kedua bakteri tersebut sekarang F + dan dapat bertindak sebagai donor dengan bakteri F-.

Plasmid adalah elemen genetik yang paling sering ditularkan dengan cara ini. Kapasitas konjugasi tergantung pada keberadaan bakteri dari plasmid konjugatif yang mengandung informasi genetik yang diperlukan untuk proses tersebut.

Aplikasi

Konjugasi telah digunakan dalam rekayasa genetika sebagai alat untuk mentransfer materi genetik ke tujuan yang berbeda. Ini telah berfungsi untuk mentransfer materi genetik dari bakteri ke sel reseptor eukariotik dan prokariotik yang berbeda, dan bahkan ke mitokondria mamalia yang diisolasi.

Salah satu genera bakteri yang paling berhasil digunakan untuk mencapai jenis transfer ini adalah Agrobacterium, yang telah digunakan sendiri, atau dalam hubungannya dengan virus mosaik tembakau.

Di antara spesies yang diubah secara genetik oleh Agrobacterium adalah khamir, jamur, bakteri lain, alga dan sel hewan.

Transformasi oleh Agrobacterium tumefaciens menjadi sel tumbuhan. Diambil dan diedit dari: J LEVIN W.

Referensi

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall & BJ McCarthy (1978). Mikrobiologi. Edisi ke-2. Holt, Rinehart dan Winston.
2. C. Lyre. Agrobacterium. Di lifeder. Dipulihkan dari lifeder.com.
3. Konjugasi bakteri. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010). Rekombinasi genetik pada bakteri: cakrawala awal seksualitas dalam organisme hidup. Elba Bioflux.
5. Konjugasi prokariotik. Di Wikipedia. Dipulihkan dari es.wikipedia.org.
6. LS Frost & G. Koraimann (2010). Peraturan konjugasi bakteri: menyeimbangkan peluang dengan kesulitan. Mikrobiologi Masa Depan.
7. E. Hogg (2005). Mikrobiologi Esensial. John Wiley & Sons Ltd.