Os procariontes são um dos dois tipos de células na Terra. O outro são eucariotos. Os procariontes são os menores dos dois, faltando organelas ligadas à membrana e um núcleo definido. Os procariontes, que são bactérias e arquéias, são principalmente organismos unicelulares.
Os eucariontes se reproduzem sexualmente. Ao contrário dos eucariotos, os procariontes se reproduzem assexuadamente, copiando-se em um processo chamado fissão binária. Uma desvantagem da reprodução assexuada é a falta de variação genética de uma geração para a outra.
A reprodução sexual aumenta a variação genética, que fornece proteção às espécies contra mudanças ambientais, como flutuações nos recursos ou populações de predadores, também. como outros fatores, como uma mutação aleatória que tem o potencial de eliminar a maior parte da população. Se houver diversidade no pool genético, a espécie é mais resistente e pode suportar muitas dificuldades imprevistas.
Os procariotas não têm o benefício da reprodução sexual, mas ainda têm a capacidade de aumentar a diversidade genética através de vários tipos de transferência de genes. Uma das maneiras mais importantes pelas quais os procariontes (especialmente as bactérias) se envolvem na transferência de genes é chamada transdução e depende da ajuda de vírus.
TL; DR (muito longo; não leu)
< Os procariontes são principalmente organismos unicelulares. Eles se reproduzem assexuadamente através de um processo chamado fissão binária. Existem três tipos de transferência de genes em procariontes que aumentam sua diversidade genética. São transformação, conjugação e transdução.
A transdução é importante por causa de suas implicações na pesquisa científica e na resistência a antibióticos bacterianos. A transdução acontece quando um vírus usa uma célula bacteriana para se replicar sequestrando-a.
Às vezes, o vírus acidentalmente empacota parte do DNA da bactéria em um fago (componente da célula viral) em vez de seu próprio DNA. Se isso acontecer, o fago irá para outra bactéria para infectá-lo, mas o fago injetará apenas o DNA da primeira bactéria na bactéria receptora, onde o DNA será incorporado.
O que é transdução em procariontes?
A transferência de genes entre arquéias e especialmente bactérias é algumas vezes referida como transferência de genes “horizontal” ou “lateral”. Isso ocorre porque o material genético não é transmitido das células bacterianas parentais para as células descendentes, mas entre células bacterianas da mesma geração. A informação genética se move horizontalmente na árvore genealógica, e não verticalmente. A transdução foi descoberta na década de 1950 pelos microbiologistas Norman Zinder e Joshua Lederberg enquanto estudavam salmonelas. É um dos tipos mais importantes de transferência de genes, permitindo que o DNA bacteriano se mova entre as células.
Os vírus que infectam bactérias, chamados bacteriófagos, tornam possível a transdução. Como eles se deslocam de uma célula bacteriana para outra como agentes infecciosos, às vezes, inadvertidamente, pegam pedaços de DNA bacteriano de uma célula hospedeira e o depositam na próxima célula à qual se ligam.
Sciencing Sciencing de transdução bacteriana
Os vírus não podem se reproduzir sozinhos. Em vez disso, eles devem usar a biologia celular mais avançada das bactérias para fazer cópias de si mesmas. Para fazer isso, os bacteriófagos sequestram as células hospedeiras. Quando um bacteriófago encontra uma célula bacteriana, ele se liga à célula e injeta DNA do fago através da membrana plasmática na célula. Lá, ele assume o comando do comportamento reprodutivo da célula. Em vez de replicar seu próprio material genético, a bactéria começa a replicar novas partículas de fago - componentes das células virais.
Os genes bacterianos são degradados pelos fagos durante esse processo. O que resta da bactéria é uma máquina de replicação para o vírus.
O vírus usa a célula bacteriana para sintetizar o andaime de proteínas que ele precisa para seus componentes. Às vezes, acidentalmente empacota o DNA bacteriano perdido em alguns dos fagos, juntamente com o DNA viral replicado.
Quando tudo está pronto, o vírus lisam a célula bacteriana. A célula bacteriana explode, liberando os fagos para se ligar e infectar outras células bacterianas. Uma vez ligados, alguns fagos injetam o material genético bacteriano que estão carregando em vez de DNA viral na nova bactéria. Como alguns fagos carregam apenas pedaços de DNA bacteriano, não podem infectar ou lisar a nova célula do destinatário. Se o DNA bacteriano do doador se encaixar no novo cromossomo bacteriano, a célula expressará os genes como se eles sempre estivessem lá. A transdução pode mudar rapidamente a composição genética das populações bacterianas mesmo que eles se reproduzem assexuadamente. Esse tipo de transferência gênica tem potencial para efeitos profundos nas bactérias e nos habitats que elas afetam. Por exemplo, muitas cepas de bactérias são conhecidas por infectar e causar doenças em seres humanos e outros organismos. Antibióticos são um tratamento geralmente eficaz para combater infecções bacterianas potencialmente perigosas ou até fatais. Algumas cepas bacterianas são particularmente difíceis de erradicar e requerem antibióticos muito específicos. Portanto, é uma grande preocupação quando as bactérias desenvolvem resistência aos antibióticos - sem o uso de antibióticos, isso pode culminar em infecções que se espalham pelo corpo. desmarcada. A transdução desempenha um papel na resistência a antibióticos. Algumas células bacterianas têm uma resistência natural aos antibióticos em suas membranas celulares, dificultando a ligação do antibiótico a elas. Isso pode ser devido a uma mutação aleatória e não afeta a eficácia geral do antibiótico. No entanto, se um bacteriófago infectar uma célula bacteriana resistente a antibióticos e depois transferir esse gene mutado para outras células bacterianas por transdução, mais células serão resistentes a antibióticos e, à medida que se reproduzem por fissão binária, o número de células bacterianas resistentes a antibióticos pode aumentar exponencialmente. e outras formas de vida superiores. A pesquisa científica tem se concentrado nas técnicas e nos resultados da transdução controlada, com muitas aplicações em potencial. Alguns cientistas estão interessados em criar novos medicamentos ou fornecer melhores medicamentos. Outros estão interessados em criar células geneticamente modificadas para aprofundar a compreensão científica da genética ou para novos campos de tratamentos médicos. Eles estão mesmo conduzindo experimentos para observar a transdução em células não bacterianas. A transdução não é o único tipo de transferência de genes em procariontes. Existem dois tipos mais importantes: A conjugação é semelhante à transdução, pois o DNA é movido diretamente de uma célula bacteriana para outra. . Existem várias diferenças importantes, no entanto; mais notavelmente, a conjugação não depende de um vírus para facilitar a transferência de genes. As bactérias têm genes fora da estrutura bacteriana dos cromossomos. Esses genes são chamados plasmídeos e são tipicamente formados em anéis feitos de duas hélices. Durante a conjugação, um plasmídeo na célula doadora cresce uma projeção que sai da membrana plasmática e une a célula a uma célula receptora. Uma vez ingressado, ele transfere uma cópia de seu novo DNA para o destinatário antes de se separarem.
Por que a transdução é importante?
Outras formas de transferência de DNA
Transformação é um método de transferência de genes que foi descoberto em meados do século XX; essa descoberta desempenhou um papel na descoberta de que o DNA é a informação de característica herdada para toda a vida na Terra. Durante a transformação, as bactérias captam o DNA do ambiente fora da célula. Se ele se encaixa no cromossomo bacteriano, torna-se parte de seu material genético permanente.
