BIOLOGI: Transformasi, Transduksi, Konjugasi untuk penggabungan DNA

Konjugasiuntuk penggabungan DNA. | Walaupun mutasi baru merupakan sumber utama variasi dalam populasi prokariotik, keanekaragaman lain tambahan muncul dari rekombinasi genetik, pengombinasian DNA dari dua sumber. Pada eukariota, proses seksual meiosis dan fertilisasi mengombinasikan DNA dari dua individu dalam satu zigot. namun meiosis dan fertilisasi tidak terjadi pada prokariota sehingga sebagai gantinya, tiga proses lain yaitutransformasi, transduksi dan konjugasi yang dapat menggabungkan DNA prokariotik dari individu-individu yang berbeda

Transformasi

Dalam transformasi, genotipe dan kemungkinan fenotipe dari sel prokariotik diubah melalui pengambilan DNA asing dari lingkungan. Misalnya, bakteri dari galur Streptococcus pneumoniae yang tak berbahaya dapat ditransformasi menjadi sel-sel penyebab pneumonia jika mereka ditempatkan dalam medium yang mengandung sel-sel yang mati dan pecah dari galur patogenik. Transformasi ini terjadi ketika sebuah sel nonpatogenik yang hidup mengambil sepotong DNA yang membawa alel bagi patogenisitas. Alel asing itu kemudian digabungkan ke dalam kromosom sel, menggantikan alel nonpatogenik yang telah ada sebelumnya--pertukaran segmen-segmen DNA homolog. Sel tersebut sekarang merupakan rekombinan; Kromosomnya mengandung DNA dari dua sel yang berbeda.

Selama bertahun-tahun setelah transformasi ditemukan dalam kultur laboratorium, kebanyakan ahli biologi berfikir bahwa proses itu terlalu jarang dan acak untuk memainkan peran yang penting dalam populasi bakteri di alam. Namun para peneliti kemudian mempelajari bahwa banyak bakteri memiliki protein permukaan sel yang mengenali DNA dari spesies-spesies yang berkerabat dekat dan mentranspor DNA tersebut ke dalam sel. Begitu ada di dalam sel, DNA asing dapat digabungkan ke dalam genom melalui pertukaran DNA homolog.

Transduksi

Dalam transduksi, bakteriofag (disebut juga fag, virus yang menginfeksi bakteri) membawa gen-gen bakteri dari satu sel inang ke sel inang yang lainnya; transduksi adalah salah satu jenis transfer gen horizontal, sebagian besar fag, transduksi dihasilkan dari peluang yang terjadi selama siklus reproduktif fag. Virus yang membawa DNA bakteri mungkin tidak mampu bereproduksi karena tidak mungkin memiliki materi genetiknya sendiri. Akan tetapi, virus mungkin mampu melekat ke bakteri lain sebagai resipien dan menyuntikkan potongan DNA bakteri yang dibutuhkan dari sel pertama. Beberapa dari DNA ini dapat menggantikan wilayah homolog dari kromosom sel resipien melalui rekombinasi DNA. Pada kasus semacam itu, kromosom sel resipien menjadi rekombinasi dari DNA yang berasal dari dua sel; rekombinasi genetik telah terjadi.

Konjugasi

Pada proses yang disebut konjugasi, materi genetik ditransfer di antara dua sel bakteri (dari spesies yang sama atau berbeda) yang tersambung secara temporer. Transfer DNA adalah proses searah; Satu sel mendonasikan DNA, dan sel yang lain menerimanya. Donor menggunakan pilus seks untuk melekat ke resipien. Setelah melekat ke sel resipien, setiap pilus seks memendek, menarik kedua sel mendekat, mirip kait penarik. 'Jembatan perkawinan' temporer kemudian terbentuk di antara kedua sel menyediakan jalan bagi transfer DNA.

Pada kebanyakan kasus, kemampuan untuk membentuk piluks seks dan mendonasikan DNA selama konjugasi dihasilkan dari kehadiran potongan DAN tertent yang disebut faktor F (singkatan fertilitas). Fakotr F terdiri dari sekitar 25 gen, kebanyakan diperulakan untuk produksi pilus seks. Faktor F bisa terdapat sebagai plasmid atau segmen DNA di dalam kromosom bakteri.