Conjugación Bacteriana: Mecanismos y Características

Conjugación Bacteriana

Introducción

La conjugación bacteriana es un proceso de transferencia genética horizontal que permite el intercambio de material genético entre bacterias. Este proceso fue descubierto en 1946 por Lederberg y Tatum, quienes observaron la transferencia de genes entre cepas auxotróficas de E. coli.

Experimento de Lederberg-Tatum

Lederberg y Tatum aislaron dos cepas auxotróficas de E. coli, incapaces de sintetizar por sí mismas sustancias esenciales para su crecimiento. Al cultivar estas cepas en medios mínimos con diferentes auxotrofías, no se observó crecimiento. Sin embargo, al mezclar ambas cepas, aparecieron colonias prototróficas, capaces de crecer en un medio mínimo. Esto sugirió que las cepas habían intercambiado material genético, complementándose mutuamente.

Experimento de Luria

El experimento de Luria demostró que la conjugación requiere contacto físico entre las células bacterianas.

Definición de Conjugación

La conjugación se define como el proceso de contacto entre dos células bacterianas que permite el intercambio de material genético. En la conjugación, se transfieren plásmidos.

Plásmidos

Los plásmidos son moléculas de ADN circulares que se replican independientemente del cromosoma bacteriano. Tienen las siguientes características:

• Replicación independiente: poseen su propio origen de replicación (OriV).
• No esenciales: generalmente no son imprescindibles para la vida de la célula.
• Beneficiosas: pueden otorgar características beneficiosas a la célula, como resistencia a antibióticos.
• Conjugativos o no conjugativos: algunos plásmidos pueden transferirse por conjugación.

Cruce F+ x F-

En 1952, William Hayes demostró que la transferencia de genes observada por Lederberg y Tatum era un fenómeno polar, con una cepa donadora (F+ o fértil) y una receptora (F- o infértil). La transferencia no era recíproca, ya que la mayoría de las células se convertían en F+, pero los recombinantes aparecían con menor frecuencia.

Explicación del Proceso de Conjugación

La cepa F+ contiene un factor F extracromosómico que porta los genes necesarios para la formación del pili sexual y la transferencia del plásmido. El pili sexual establece contacto entre las células F+ y F-, retrayéndose una vez que se ha producido el contacto. La célula F+ se prepara para la transferencia de ADN mediante un mecanismo de círculo rodante:

1. El relaxosoma, un complejo de proteínas, inicia la replicación del factor F.
2. El relaxosoma corta una cadena del factor F en el Ori T (origen de transferencia).
3. La relaxasa, una enzima, permanece unida al extremo 5' de la cadena rota.
4. A medida que el factor F se replica, la cadena desplazada y la relaxasa se transfieren a la célula receptora.
5. En la célula receptora, la cadena entrante se copia para producir un ADN bicatenario.

La frecuencia de recombinación es baja porque los genes cromosómicos rara vez se transfieren con el factor F independiente.

Características del Plásmido F

• Transferencia por contacto directo.
• No mata al hospedador.
• No se libera al medio.
• Propiedades similares a un fago atemperado de tipo lambda.