Konjugasi adalah — pengertian dan tahapan

Dari sudut pandang biologi, konjugasi berarti pertukaran atau transfer materi genetik antara dua sel, organisme atau bakteri secara normal untuk tujuan reproduksi, dengan dua organisme terus ada secara terpisah, seperti pada bakteri dan jamur.

Proses ini berbeda dari singami, di mana sel-sel, misalnya sperma menembus telur dan bergabung, baik sitoplasma (plasmogami) dan bahan genetik (cariogami).

Konjugasi terjadi pada bakteri melalui pertukaran plasmid. Pada protista bersilia pertukaran biasanya dari mikronukleus.

Jangan bingung konjugasi dengan fagositosis, di mana satu sel termasuk yang lain, untuk diberi makan.

Konjugasi adalah proses seksual di mana dua organisme tingkat rendah dari spesies yang sama, seperti bakteri, protozoa, dan beberapa ganggang dan jamur, bertukar bahan inti sel selama penyatuan sementara (misalnya, protozoa bersilia), sepenuhnya mentransfer konten satu organisme ke organisme lain (bakteri dan beberapa ganggang), atau bergabung bersama untuk membentuk satu organisme (sebagian besar bakteri dan jamur dan beberapa ganggang).

Dalam populasi organisme tertentu, berbagai bentuk yang mungkin terlibat dalam konjugasi dikenal sebagai tipe kawin. Bentuknya mungkin atau mungkin tidak menyerupai satu sama lain dalam ukuran, bentuk, atau motilitas. Mereka berbeda dalam beberapa karakteristik fisiologis atau genetik dan dibedakan oleh ahli biologi melalui penggunaan simbol seperti + dan – atau dengan huruf alfabet jika lebih dari dua bentuk terjadi.

Pengertian Konjugasi

Biologi:

  • Konjugasi adalah proses di mana dua ciliata bersatu dalam fusi sementara untuk bertukar bahan mikronuklear, kemudian memisahkan, masing-masing menjadi sel yang dibuahi.
  • Konjugasi adalah suatu bentuk reproduksi seksual pada alga dan jamur tertentu di mana gamet jantan bersatu dengan gamet betina menghasilkan penyatuan nukleus mereka dan pembentukan zigot selanjutnya.
  • Konjugasi adalah penggabungan sementara dari dua sel bakteri untuk mentransfer materi genetik melalui plasmid (baik sebagai soliter atau sebagai bagian dari kromosom) dari sel donor ke sel penerima.

Kimia:

  • Konjugasi adalah gabungan dari dua senyawa yang menghasilkan pembentukan senyawa lain, seperti konjugasi senyawa beracun dengan senyawa lain dalam tubuh untuk mendetoksifikasi dan menghilangkannya.
  • Konjugasi adalah suatu sistem orbital terdelokalisasi yang terdiri dari ikatan tunggal bergantian dan banyak ikatan.

Umum:

Konjugasi adalah tindakan atau keadaan bergabung bersama; Persatuan; konjungsi.

Konjugasi bakteri

Fenomena ini ditemukan ketika dua varietas bakteri Escherichia coli yang berbeda secara genetik ditanam bersama. Ketika rekombinasi genetik ditemukan oleh ahli biologi Joshua Lederberg, diperkirakan bahwa itu adalah proses seksual yang sebanding dengan makhluk eukariotik. Oleh karena itu, pada saat itu, bakteri donor DNA disebut jantan dan penerima, betina. Penelitian lanjutan menunjukkan bahwa kemampuan untuk menyumbangkan DNA terkait dengan keberadaan plasmid yang disebut F (untuk kesuburan); bakteri yang membawa plasmid F, disebut F +, bertindak sebagai donor DNA dan mereka yang tidak memiliki F plasmid bertindak sebagai reseptor, disebut F-.

Saat ini diketahui bahwa DNA ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lain, dalam konjugasi, hampir selalu plasmid F. Kadang-kadang, bagaimanapun, sepotong kecil DNA kromosom berikatan dengan plasmid dan dipindahkan bersama dalam konjugasi. Pada bakteri penerima, rekombinasi genetik dapat terjadi antara kromosom dan fragmen DNA yang melekat pada plasmid yang diterima dari bakteri donor. Dengan demikian, konjugasi memungkinkan untuk meningkatkan variabilitas genetik populasi bakteri, yang berkontribusi pada adaptasinya terhadap lingkungan tertentu.

Konjugasi bakteri adalah proses yang menguntungkan pada bakteri karena mereka dapat memperoleh gen yang memberikan kelangsungan hidup atau karakteristik baru yang memungkinkan mereka untuk berkembang dalam kondisi berbahaya atau untuk memanfaatkan metabolit baru. Melalui proses ini resistensi terhadap antibiotik dapat ditransfer dari satu sel bakteri ke sel bakteri lainnya. Dalam artikel ini kami fokus untuk membahas konjugasi bakteri.

Konjugasi adalah cara sel bakteri memindahkan materi genetik ke sel bakteri lain. Bahan genetik yang ditransfer melalui konjugasi bakteri adalah plasmid kecil, yang dikenal sebagai F-plasmid (F untuk faktor kesuburan), yang membawa informasi genetik yang berbeda dari yang sudah ada dalam kromosom sel bakteri. Faktanya, F-plasmid dapat mereplikasi dalam sitoplasma secara terpisah dari kromosom bakteri.

Sel yang sudah memiliki salinan F-plasmid disebut sel F-positif, F-plus atau F +, dan dianggap sebagai sel donor, sedangkan sel yang tidak memiliki salinan F-plasmid disebut sebagai F-negatif, F-minus atau F- sel, dan dianggap sebagai sel penerima. Pemindahan F-plasmid terjadi melalui koneksi horizontal yang dengannya sel donor dan sel penerima saling kontak langsung atau membentuk jembatan antara keduanya melalui mana materi genetik dipindahkan. Dalam kasus di mana F-plasmid sel donor telah diintegrasikan dalam genom sel (mis., Dalam kromosom), bagian dari DNA kromosom juga dapat ditransfer ke sel penerima bersama dengan F-plasmid.

Tahapan Konjugasi

Untuk mentransfer F-plasmid, sel donor dan sel penerima harus terlebih dahulu melakukan kontak. Pada titik ini, ketika sel membentuk kontak, F-plasmid dalam sel donor adalah molekul DNA beruntai ganda yang membentuk struktur lingkaran. Langkah-langkah berikut memungkinkan transfer F-plasmid dari satu sel bakteri ke yang lain:

Langkah 1

Sel F + (donor) menghasilkan pilus, yang merupakan struktur yang memproyeksikan keluar dari sel dan mulai kontak dengan sel F- (penerima).

Langkah 2

Pilus memungkinkan kontak langsung antara donor dan sel-sel penerima.

Langkah 3

Karena F-plasmid terdiri dari molekul DNA beruntai ganda yang membentuk struktur lingkaran, yaitu, ia melekat pada kedua ujungnya, sebuah enzim (relaxase, atau relaxosome ketika membentuk kompleks dengan protein lain) menorehkan salah satu dari dua untai DNA dari F-plasmid dan untai ini (juga disebut untai-T) ditransfer ke sel penerima.

Langkah 4

Pada langkah terakhir, sel donor dan sel penerima, keduanya mengandung DNA beruntai tunggal, mereplikasi DNA ini dan akhirnya membentuk F-plasmid beruntai ganda yang identik dengan F-plasmid asli. Mengingat bahwa F-plasmid berisi informasi untuk mensintesis pili dan protein lain (lihat di bawah), sel penerima lama sekarang merupakan sel donor dengan F-plasmid dan kemampuan untuk membentuk pili, seperti halnya sel donor asli. Sekarang kedua sel itu adalah donor atau F +.

Transfer DNA

Untuk menghindari transfer F-plasmid ke sel F +, F-plasmid biasanya berisi informasi yang memungkinkan sel donor untuk mendeteksi (dan menghindari) sel yang sudah memilikinya. Selain itu, F-plasmid berisi dua lokus utama (tra dan trb), asal replikasi (OriV) dan asal transfer (OriT).

Lokus tra berisi informasi genetik untuk memungkinkan sel donor untuk dilampirkan ke sel penerima: gen dalam kode loc lokus untuk protein untuk membentuk pili (gen pilin) ​​untuk memulai kontak sel-sel, dan protein lainnya untuk melekat pada sel F dan untuk memulai transfer F-plasmid. Lokus trb berisi DNA yang mengkode protein lain, seperti beberapa yang terlibat dalam pembuatan saluran melalui mana DNA ditransfer dari F + ke sel F. OriV adalah situs di mana replikasi DNA terjadi dan OriT adalah situs di mana enzim relaksase (atau kompleks protein relaksosom) menoreh untai DNA dari F-plasmid (lihat Langkah 3 di atas).

Meskipun DNA yang ditransfer dalam konjugasi bakteri adalah yang hadir dalam F-plasmid, ketika sel donor telah mengintegrasikan F-plasmid ke dalam DNA kromosomnya sendiri, konjugasi bakteri dapat mengakibatkan transfer F-plasmid dan DNA kromosom.  Ketika hal ini terjadi, kontak yang lebih lama antara donor dan sel penerima menghasilkan jumlah lebih besar dari DNA kromosom yang ditransfer.

Keuntungan konjugasi bakteri membuat metode transfer gen ini menjadi teknik yang banyak digunakan dalam bioteknologi. Beberapa keuntungan termasuk kemampuan untuk mentransfer urutan DNA yang relatif besar dan tidak merusak amplop seluler inang. Selanjutnya, konjugasi telah dicapai di laboratorium tidak hanya antara bakteri, tetapi juga antara bakteri dan jenis sel seperti sel tanaman, sel mamalia dan ragi.



Leave a Reply