Tema 9: Conjugación. PDF

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Tema 9: Conjugación Las células donadoras pueden transmitir los plásmidos mediante pili conjugativos a una célula receptora. La formación del pili permite el acercamiento y el contacto físico entre ambas células. A continuación, se forma un poro conjugativo, a través del cual pasa el DNA. La célula donadora bloquea los lugares de reconocimiento del pili, evitando servir como diana su propio pili conjugativo o realizar la conjugación con una célula que posea el mismo plásmido. Un plásmido, para poder generar conjugación, necesita toda la maquinaria enzimática que permite la conjugación (codificada en los genes tra) y un lugar de reconocimiento del DNA a transferir por parte de estas enzimas (OriT o mob). Los enzimas codificados por los genes tra están implicados en:     

Síntesis de pili sexuales. Estabilización del par conjugante. Replicación y trasferencia del plásmido. Regulación del propio operón tra. Exclusión de superficie.

Tipos de plásmidos:   

Conjugativos: siempre contienen el regulón tra. Hay autores que afirman que también contienen la región mob. Movilizables: solo contienen la región mob. Conjugativos (y movilizables): presentan el regulón tra y la región mob.

Para transferirse, un plásmido debe contener obligatoriamente la región mob, pero no tiene por qué tener la tra (si se complementa en trans).

Conjugación biparental Solo intervienen dos cepas bacterianas. Se genera un corte en el OriT y una de las cadenas pasa a la otra bacteria. Finalmente, la cadena simple se copia en las dos células para generar los dos cromosomas completos.

Conjugación triparental Si el plásmido no contiene la región tra, y esta no se puede complementar, se necesita una tercera cepa (helper), que contenga un plásmido tra+. El plásmido de interés pasa de la cepa donadora a la helper y de esta a la receptora.

La trasferencia del DNA se realiza en varios pasos:   

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Acercamiento de las células mediante el pili de conjugación. Formación del poro. Transmisión de DNA y proteínas. Es necesario que también pasen de una célula a la otra la primasa que permite la formación de los primer para la copia del DNA y la proteína que permite cerrar el poro una vez finalizada la transferencia. Desestructuración del poro.

Plásmido F Es un plásmido que contiene las regiones mob y tra. Presenta las proteínas reguladoras mutadas, de forma que su frecuencia de conjugación es casi 1, es decir, prácticamente siempre que existan células donadoras y receptoras se producirá la transferencia.

Cepas Hfr Son cepas que han incorporado un plásmido (o, al menos, su OriT) en su cromosoma. De esta forma, durante la conjugación, no se transmite un plásmido, sino el cromosoma. Este no se llega a transmitir completamente, porque los pares conjugativos no son lo suficientemente estables. El fragmento que sí consigue transmitirse, no contiene el OriC, por lo que no puede estabilizarse de forma extracromosómica. Para hacerlo, debe incorporarse en el cromosoma de la célula mediante recombinación, para lo que debe haber cierta homología entre ambas moléculas de DNA.

Vector F’ De la misma forma que un plásmido se integra en el cromosoma bacteriano, puede escindirse de él. La escisión puede generar un fragmento extracromosómico idéntico al

plásmido inicial; pero si se produce de forma errónea, se arrastra parte del cromosoma, generando vectores X’. Fenotípicamente, la célula es la misma, ya que los genes se complementan en trans. Si este fragmento se transfiere a otra célula, se generan merodiploides: organismos que presentan dos copias de un gen gracias a la incorporación de un plásmido. Esto puede causar problemas, ya que la célula contiene dos alelos para un gen, pero también confiere ventajas en los procesos de reparación del DNA por búsqueda de homología.

Integrative conjugative elements (ICE) Los ICE son elementos que se pueden transmitir por conjugación pero que no forman plásmidos, sino que son incorporados al genoma. Un ejemplo son algunos elementos transponibles que pueden producir conjugación, por lo que deben contener OriT y genes tran. También son ICEs las islas de patogenicidad: conjunto de genes que permiten a la cepa ser patógena en un determinado medio. Generalmente, estos sistemas están silentes hasta que la célula se encuentra en peligro de muerte. En esta situación, el ICE se escinde del genoma y se expresa, pudiendo copiarse y transmitirse a otra célula....