Konjugacija
Konjugacija je prijenos genetskog materijala iz stanice davateljice (donor) u stanicu primateljicu (recipijent) tijekom spolnog razmnožavanja (slika 12.8.). Stanice koje konjugiraju moraju biti različitih tipova parenja što ovisi o prisutnosti F-plazmida ili spolnog faktora u citoplazmi. F-plazmid nosi gene za stvaranje F-pilusa (engl. sex pilli) neophodnog za konjugaciju i gene za prijenos DNA iz donora u recipijenta. Stanica koja ima slobodan F-plazmid je F+ stanica ili donor, a stanica koja ga nema je F– stanica ili recipijent.
Uvijek konjugiraju F+ i F– stanice i prilikom toga se F-faktor donora replicira i njegova kopija prelazi u F– stanicu preko konjugacijskog mostića. Prilikom takvog prijenosa nema rekombinacije gena.
Slika 12.8. Konjugacija F+ x F–; prijenos F-plazmida (crtež Renata Horvat).
F-plazmid se, osim što može biti slobodan u citoplazmi, može ugraditi u bakterijski kromosom i pri tom nastaje Hfr soj (engl. high frequency of recombination: 1/105 F+ stanica) (slika 12.9.). F-plazmid ugrađuje se u bakterijski kromosom jednom izmjenom (engl. crossing-over). Plazmide koji se, osim što mogu biti slobodni, mogu ugraditi u bakterijski genom nazivamo episomima. F-plazmid je prvi otkriveni episom.
F-plazmid i bakterijski kromosom imaju iste insercijske sekvencije koje omogućavaju prepoznavanje i ugradnju.
Slika 12.9. Ugradnja F-plazmida u bakterijski kromosom (izvor: “Ac.shrader” – vlastiti rad, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64576675).
Hfr soj konjugira s F– sojem i pri tome je Hfr donor koji daje kopiju svog kromosoma F– stanici (recipijent). Prijenos ide uvijek u jednom smjeru preko konjugacijskog mostića. Bakterijski kromosom se prenosi kao linearna molekula nakon pucanja na određenom mjestu unutar integriranog F-plazmida. Stoga preko mostića prvo prelazi jedan dio F-plazmida koji za sobom povlači bakterijski kromosom (slika 12.9.). Pri tome odmah započinje replikacija kromosoma.
Vrlo rijetko tijekom konjugacije uspije prijeći čitav bakterijski kromosom; ako se to dogodi, posljednji u recipijenta ulazi drugi dio plazmida (1/10.000).
Najčešće prilikom konjugacije u recipijenta prijeđe samo dio bakterijskog kromosoma, jer je konjugacijski mostić vrlo nestabilna struktura koja vrlo lako puca. U rekombinaciju je uključen samo dio kromosoma donora koji je ušao u stanicu recipijenta; takva stanica je parcijalni diploid ili merozigota. Rekombinante se mogu detektirati pomoću selektivnih podloga. Selekcija se radi na podlogama sa antibiotikom budući da je F– soj rezistentan, a Hfr osjetljivi soj. Prema tome na podlozi sa antibiotikom narast će samo F– stanice među kojima su rekombinante. F– rekombinante stanice se zatim nacjepljuju na podloge različitog sastava u svrhu detekcije njihovoga genotipa