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细菌结合是指细菌细胞之间通过细胞与细胞之间的直接接触或两个细胞之间的桥状连接进行遗传物质的转移。共轭是一种水平基因转移的机制，转化和转导也是一种水平基因转移的机制，不过这另外两种机制不涉及细胞与细胞之间的接触。细菌结合是由诺贝尔奖获得者Joshua Lederberg和Edward Tatum发现的。他们表明，大肠杆菌进入了一个有性阶段，在此期间，它可以共享遗传信息。细菌结合往往被错误地认为相当于有性生殖，因为它涉及遗传物质的交换。在结合过程中，供体细胞提供了一种结合或可移动的遗…

作者: Leandro Alegsa 创建: 2021年1月24日

细菌结合是指细菌细胞之间通过细胞与细胞之间的直接接触或两个细胞之间的桥状连接进行遗传物质的转移。

共轭是一种水平基因转移的机制，转化和转导也是一种水平基因转移的机制，不过这另外两种机制不涉及细胞与细胞之间的接触。

细菌结合是由诺贝尔奖获得者Joshua Lederberg和Edward Tatum发现的。他们表明，大肠杆菌进入了一个有性阶段，在此期间，它可以共享遗传信息。

细菌结合往往被错误地认为相当于有性生殖，因为它涉及遗传物质的交换。在结合过程中，供体细胞提供了一种结合或可移动的遗传物质，这种物质通常是质粒或转座子。大多数共轭质粒都有确保受体细胞不含有类似元素的系统。

转移的遗传信息往往对接受者有利。其好处可能包括抗生素抗性、异种生物耐受性或使用新代谢物的能力。这种有益的质粒可被视为细菌内共生体。然而，其他元素可被视为细菌寄生虫，而共轭是它们为使其传播而进化的一种机制。

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机制

基本共轭质粒是F-质粒，即F-因子。F-质粒是一种外显子(能将自身整合到细菌染色体中的质粒)，长度约为10万个碱基对。

在一个特定的细菌中，F质粒只能有一个拷贝，可以是游离的，也可以是整合的，拥有一个拷贝的细菌称为F-阳性或F-多（表示为F⁺）。缺少F质粒的细胞称为F-阴性或F-负性（F^-），可作为受体细胞。

细菌共轭示意图。共轭图 1- 供体细胞产生柔毛。2- Pilus附着在受体细胞上，使两个细胞结合在一起。3- 移动质粒被剪断，然后将一条DNA单链转移到受体细胞中。4- 两个细胞都合成一条互补链，产生双股环形质粒，同时也繁殖了纤毛，两个细胞现在都是可行的供体。

王国间转让

固氮的根瘤菌是一个有趣的菌种间共轭的案例。

例如，农杆菌的肿瘤诱导(Ti)质粒和根瘤诱导(Ri)质粒的根瘤诱导(Ri)质粒含有能够转移到植物细胞的基因。这些基因将植物细胞变成工厂，生产细菌用于氮和能源的化学物质。受感染的细胞分别形成冠瘿或根瘤。因此，Ti和Ri质粒是细菌的内共生体，而细菌又是受感染植物的内共生体(或寄生体)。

遗传工程

共轭是将遗传物质转移到各种目标上的一种方便手段。据报道，在实验室里，已成功地将细菌转移到酵母、植物、哺乳动物细胞和分离的哺乳动物线粒体上。

与其他形式的基因转移相比，共轭法具有优势。在植物工程中，类似农杆菌的共轭是对其他标准载体的补充，如烟草花叶病毒（TMV）。虽然TMV能够感染许多植物家族，但这些植物主要是草本类的豆科植物。类农杆菌共轭也主要用于豆科植物，但单株植物接受者并不少见。

问题与解答

问：什么是细菌共轭？

答：细菌共轭是指细菌细胞之间通过细胞与细胞的直接接触或两个细胞之间的桥状连接来传递遗传物质。

问：水平基因转移的其他机制是什么？

答：水平基因转移的其他机制是转化和转导，不过这两种其他机制不涉及细胞间的接触。

问：谁发现了细菌共轭现象？

答：细菌结合是由诺贝尔奖得主约书亚-莱德伯格和爱德华-塔图姆发现的。

问：莱德伯格和塔图姆在大肠杆菌的结合过程中发现了什么？

答：雷德伯格和塔图姆表明，大肠杆菌进入了一个有性阶段，在此期间它可以分享遗传信息。

问：在共轭过程中，供体细胞提供什么？

答：在共轭过程中，供体细胞提供一个共轭或可动员的遗传元素，它通常是质粒或转座子。

问：共轭过程中转移的遗传信息有什么好处？

答：共轭过程中转移的遗传信息往往对受体有益。好处可能包括抗生素抗性、异生物耐受性或使用新代谢物的能力。

问：如何看待共轭过程中转移的一些元素？

答：可以把共轭过程中转移的其他元素看作是细菌的寄生虫，而共轭则是它们进化出的一种机制，以使其得以传播。

作者

AlegsaOnline.com 接合 Leandro Alegsa

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Alegsa, Leandro. “接合.” AlegsaOnline.com. 更新 2021年1月24日. https://zh.alegsaonline.com/art/8142

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来源

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