接合 (生物)
バクテリアコンジュゲーションとは、細菌細胞間の遺伝物質の移動を、細胞間の直接の接触によって、または2つの細胞間の橋のような接続によって行うことである。
共役化は、形質転換や形質導入と同様に、水平方向の遺伝子導入のメカニズムであるが、他の2つのメカニズムは細胞間の接触を伴わない。
細菌の結合は、ノーベル賞受賞者のジョシュア・レダーバーグとエドワード・テイタムによって発見されました。彼らは、大腸菌が遺伝情報を共有できる性的段階に入ったことを示しました。
細菌の抱合は遺伝物質の交換を伴うため、しばしば性生殖に相当するものと誤って考えられています。抱合の間、ドナー細胞は抱合性または動員可能な遺伝的要素を提供しますが、その多くはプラスミドまたはトランスポゾンです。ほとんどの共役プラスミドは、受信者の細胞がすでに同様の要素を含んでいないことを確実にするシステムを持っています。
移転された遺伝情報は、多くの場合、レシピエントにとって有益である。有益性は、抗生物質耐性、異生物学的耐性、または新しい代謝物を使用する能力を含むかもしれない。そのような有益なプラスミドは、細菌内共生体とみなされるかもしれません。他の要素は、しかしながら、細菌寄生体とコンジュゲーションは、それらの拡散を可能にするためにそれらによって進化したメカニズムとして見られるかもしれない。
メカニズム
基本的な共役プラスミドは、Ｆプラスミド、すなわちＦ因子である。Ｆプラスミドは、約１０万塩基対の長さを持つエピソーム（細菌の染色体に自分自身を組み込むことができるプラスミド）である。
Fプラスミドのコピーは、与えられた細菌の中に1つしかなく、遊離型または統合型のいずれかであり、そのコピーを持つ細菌は、F陽性またはFプラス（F+）と呼ばれています。Fプラスミドを持たない細胞は、F陰性またはFマイナス（F-）と呼ばれ、レシピエント細胞として機能することができます。
細菌の抱合の模式図。共役の図表 1- ドナーの細胞はピルスを作り出す。2- ピルスは受信者の細胞に付着し、2 つの細胞を一緒に持って来ます。3- 移動式プラスミドはニックネームされ、DNA の単一の鎖は受信者の細胞にそして移されます。4- 両方の細胞が相補的な鎖を合成して二本鎖の円形プラスミドを生成し、またピルを再現します。
王国間移動
窒素固定性の根粒菌は、王国間の結合の興味深い事例である。
例えば、アグロバクテリウムの腫瘍誘導性（Ti）プラスミドやA. rhizogenesの根腫瘍誘導性（Ri）プラスミドには、植物細胞に移行可能な遺伝子が含まれている。これらの遺伝子は、植物細胞を窒素やエネルギーのためにバクテリアが使用する化学物質を生産する工場に変える。感染した細胞は、それぞれクラウンゴールや根の腫瘍を形成する。このように、TiとRiプラスミドは細菌のエンドシンビオンであり、感染した植物のエンドシンビオン（または寄生虫）となる。
遺伝子工学
コンジュゲーションは、遺伝物質を様々な標的に移すための便利な手段である。実験室では、細菌から酵母、植物、哺乳類細胞、および単離された哺乳類ミトコンドリアへの移入が成功したことが報告されています。
コンジュゲーションは、他の形態の遺伝子導入よりも利点がある。植物工学では、アグロバクテリウムのようなコンジュゲーションは、タバコモザイクウイルス（TMV）のような他の標準的なビヒクルを補完します。TMVは多くの植物科に感染する可能性がありますが、これらは主に草本類のディコットです。アグロバクテリウム様抱合は主にダイコットにも使用されますが、単子植物の受精者も珍しくありません。
質問と回答
Q:バクテリアコンジュゲーションとは何ですか?
A: バクテリア・コンジュゲーションとは、バクテリアの細胞同士が直接接触したり、2つの細胞の間を橋のようにつないだりして、遺伝物質を移動させることです。
Q: 水平的遺伝子移動の他のメカニズムとは何ですか?
A: 水平的遺伝子導入の他のメカニズムは、形質転換とトランスダクションですが、これら2つの他のメカニズムは、細胞間の接触を伴いません。
Q: バクテリア・コンジュゲーションを発見したのは誰ですか?
A: 細菌の結合は、ノーベル賞受賞者のジョシュア・レダーバーグとエドワード・テイタムによって発見されました。
Q:レダーバーグとテイタムは、大腸菌のコンジュゲーションについて何を示したのですか?
A:レダーバーグとテイタムは、大腸菌が遺伝情報を共有できる性徴期に入ることを示しました。
Q: 抱合時にドナー細胞は何を提供するのですか?
A: 共役の際、ドナー細胞はプラスミドやトランスポゾンのような共役または動員可能な遺伝的要素を提供することが多い。
Q: 抱合時に伝達される遺伝情報はどのような利点がありますか?
A: 抱合時に伝達された遺伝情報は、受け手にとって有益であることが多い。例えば、抗生物質耐性、異種物質耐性、新しい代謝産物を利用できるようになるなどのメリットがあります。
Q:コンジュゲーションで移動した要素はどのように見ることができますか?
A:コンジュゲーションで移行する他の要素は、細菌の寄生とコンジュゲーションは細菌の拡散を可能にするために進化したメカニズムであると考えることができます。
