Prokaryotlar, Dünya'daki iki hücre türünden biridir. Diğeri ökaryotlardır. prokaryotlar zara bağlı organelleri ve tanımlanmış bir çekirdeği olmayan ikisinden daha küçüktür. Bakteri ve arke olan prokaryotlar çoğunlukla tek hücreli organizmalardır.
Ökaryotlar cinsel olarak ürerler. aksine ökaryotlar, prokaryotlar aseksüel olarak çoğalırlar, kendilerini kopyalama adı verilen bir süreçte ikiye bölünerek çoğalma. için bir dezavantaj eşeysiz üreme nesilden nesile genetik çeşitliliğin olmamasıdır.
Eşeyli üreme, türlerin dalgalanmalar gibi çevresel değişikliklere karşı korunmasını sağlayan genetik çeşitliliği arttırır. kaynakların veya yırtıcı popülasyonların yanı sıra, bir neslin çoğunu yok etme potansiyeline sahip rastgele bir mutasyon gibi diğer faktörlerde nüfus. Varsa çeşitlilik gen havuzunda, tür daha sağlamdır ve öngörülemeyen birçok zorluğa dayanabilir.
Prokaryotlar eşeyli üreme avantajına sahip değildirler, ancak yine de çeşitli gen aktarımı türleri yoluyla genetik çeşitliliği artırma yeteneklerine sahiptirler. Prokaryotların (özellikle bakterilerin) gen transferine dahil olmasının en önemli yollarından birine transdüksiyon denir ve virüslerin yardımına dayanır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Prokaryotlar çoğunlukla tek hücreli organizmalardır. İkili fisyon adı verilen bir süreçle aseksüel olarak çoğalırlar. Prokaryotlarda genetik çeşitliliğini artıran üç çeşit gen transferi vardır. Bunlar dönüşüm, konjugasyon ve transdüksiyondur.
Transdüksiyon, bilimsel araştırma ve bakteriyel antibiyotik direnci üzerindeki etkileri nedeniyle önemlidir. Transdüksiyon, bir virüs, kendisini ele geçirerek çoğaltmak için bir bakteri hücresini kullandığında gerçekleşir.
Bazen virüs yanlışlıkla bakteri DNA'sının bir kısmını kendi DNA'sı yerine bir faj (viral hücre bileşeni) içinde paketler. Bu olursa, faj onu enfekte etmek için başka bir bakteriye gidecektir, ancak faj sadece ilk bakterinin DNA'sını, DNA'nın dahil edileceği alıcı bakteriye enjekte edecektir.
Prokaryotlarda Transdüksiyon Nedir?
Arkeler ve özellikle bakteriler arasındaki gen aktarımı bazen "yatay" veya "yanal" gen aktarımı olarak adlandırılır. Bunun nedeni ise Genetik materyal ana bakteri hücrelerinden yavru hücrelere değil, aynı neslin bakteri hücreleri arasında aktarılır. Genetik bilgi, soy ağacında dikey yerine yatay olarak hareket eder.
Transdüksiyon 1950'lerde mikrobiyologlar Norman Zinder ve Joshua Lederberg tarafından salmonella üzerinde çalışırken keşfedildi. Bakteriyel DNA'nın hücreler arasında hareket etmesine izin veren en önemli gen transfer türlerinden biridir.
Bakteriyofaj adı verilen bakterileri enfekte eden virüsler, transdüksiyonu mümkün kılar. Enfeksiyöz ajanlar olarak bir bakteri hücresinden diğerine hareket ettikleri için, bazen istemeden bir konakçı hücreden bakteri DNA parçalarını yakalar ve bağlandıkları bir sonraki hücreye bırakırlar.
•••bilim
•••bilim
Bakteriyel İletim Süreci
Virüsler kendi başlarına çoğalamazlar. Bunun yerine, kendilerinin kopyalarını çıkarmak için bakterilerin daha gelişmiş üreme hücresi biyolojisini kullanmaları gerekir. Bunu yapmak için bakteriyofajlar konakçı hücreleri ele geçirir.
Bir bakteriyofaj ile karşılaştığında bakteri hücresi, hücreye bağlanır ve faj DNA'sını plazma zarından hücreye enjekte eder. Orada, hücrenin üreme davranışının kontrolünü alır. Bakteri kendi genetik materyalini kopyalamak yerine yeni bir materyali kopyalamaya başlar. faj parçacıkları - virüs hücrelerinin bileşenleri.
Bakteri genleri bu işlem sırasında fajlar tarafından parçalanır. Bakteriden geriye kalan, virüs için bir kopyalama makinesidir.
Virüs, bileşenleri için ihtiyaç duyduğu protein iskelesini sentezlemek için bakteri hücresini kullanır. Bazen, yanlışlıkla bakteriyel DNA'yı kopyalanmış viral DNA ile birlikte bazı fajlara paketler.
Her şey hazır olduğunda, virüs lizis bakteri hücresi. Bakteri hücresi patlayarak açılır ve diğer bakteri hücrelerine bağlanmak ve onları enfekte etmek için fajları serbest bırakır. Bağlandıktan sonra, fajların bazıları viral DNA yerine taşıdıkları bakteriyel genetik materyali yeni bakteriye enjekte edecek.
Fajların bazıları yalnızca bakteriyel DNA parçaları taşıdığından, yeni alıcı hücreyi enfekte edemez veya parçalayamazlar. Verici bakteri DNA'sı yeni bakteri kromozomuna uyarsa, hücre genleri sanki hep oradaymış gibi ifade edecektir.
Transdüksiyon Neden Önemlidir?
Transdüksiyon, aseksüel olarak çoğalmalarına rağmen bakteri popülasyonlarının genetik yapısını hızla değiştirebilir. Bu tür gen aktarımı, bakteriler ve etkiledikleri habitatlar üzerinde derin etkiler potansiyeline sahiptir.
Örneğin, birçok bakteri suşunun insanlarda ve diğer organizmalarda enfekte olduğu ve hastalığa neden olduğu bilinmektedir. Antibiyotikler, potansiyel olarak tehlikeli ve hatta ölümcül bakteriyel enfeksiyonlara karşı genellikle etkili olan bir tedavidir. Bazı bakteri suşlarının yok edilmesi özellikle zordur ve çok spesifik antibiyotikler gerektirir.
Bu nedenle, bakterilerin antibiyotiklere direnç geliştirmesi büyük bir endişe kaynağıdır - antibiyotik kullanılmadan bu, vücutta kontrolsüz yayılan enfeksiyonlarla sonuçlanabilir.
Transdüksiyon antibiyotik direncinde rol oynar. Bazı bakteri hücreleri, hücre zarlarında antibiyotiklere karşı doğal bir dirence sahiptir, bu da antibiyotiğin oraya bağlanmasını zorlaştırır. Bunun nedeni bir rastgele mutasyon ve antibiyotiğin genel etkinliğini etkilemez.
Bununla birlikte, bir bakteriyofaj antibiyotiğe dirençli bir bakteri hücresini enfekte ederse ve daha sonra mutasyona uğramış geni transdüksiyon yoluyla diğer bakteri hücrelerine aktarırsa, daha fazla hücre antibiyotiğe dirençli olacak ve ikili bölünme ile çoğaldıkça, antibiyotiğe dirençli bakteri hücrelerinin sayısı artabilir. katlanarak.
Tıpta Transdüksiyon Kullanımı
Bununla birlikte, transdüksiyonun insanlar ve diğer yüksek yaşam formları için olumlu etkileri vardır. Bilimsel araştırmalar, birçok potansiyel uygulama ile kontrollü transdüksiyonun teknikleri ve sonuçlarına odaklanmaktadır.
Bazı bilim adamları, yeni ilaçlar veya daha iyi ilaç dağıtımı oluşturmakla ilgileniyorlar. Diğerleri, daha fazla bilimsel anlayış için genetiği değiştirilmiş hücreler oluşturmakla ilgileniyor. genetikveya tıbbi tedavilerin yeni alanları için. Bakteri olmayan hücrelerde transdüksiyonu gözlemlemek için deneyler bile yapıyorlar.
DNA Transferinin Diğer Formları
Prokaryotlarda gen aktarımının tek türü transdüksiyon değildir. Öne çıkan iki tür daha vardır:
- Birleşme
- dönüşüm
Konjugasyon, DNA'nın doğrudan bir bakteri hücresinden diğerine taşınmasıyla transdüksiyona benzer. Bununla birlikte, birkaç önemli fark vardır; en önemlisi, konjugasyon, gen transferini kolaylaştırmak için bir virüse dayanmaz.
Bakteriler, bakteri kromozom yapısının dışında genlere sahiptir. Bu genlere plazmit adı verilir ve tipik olarak çift sarmallardan oluşan halkalarda oluşturulur. Konjugasyon sırasında, donör hücredeki bir plazmit, hücreden çıkan bir çıkıntı oluşturur. hücre zarı ve hücreyi bir alıcı hücreyle birleştirin. Bir kez katıldığında, yeni DNA'sının bir kopyasını ayrılmadan önce alıcıya aktarır.
Dönüşüm, 20. yüzyılın ortalarında keşfedilen bir gen transferi yöntemidir; bu keşif, DNA'nın dünyadaki tüm yaşam için kalıtsal özellik bilgisi olduğunun keşfinde rol oynadı. Dönüşüm sırasında bakteriler, hücrenin dışındaki ortamdan DNA alır. Bakterilerine uyuyorsa kromozom, onların kalıcı genetik materyalinin bir parçası olur.