Conjugacion

Conjugación bacteriana I. Descubrimiento de la conjugación
En 1946, Lederberg y Tatum realizaron el experimento con Escherichia coli que se esquematiza en la figura de la derecha. Las dos cepas de E. coli A y B son incapaces de crecer en medio mínimo. La cepa A (Met- Bio- Thr+ Leu+) requiere metionina y biotina para crecer, mientras que la cepa B (Met+ Bio+ Thr- Leu-) requiere treonina yleucina. Tras cultivar juntas las dos cepas durante un tiempo corto y sembrar en medio mínimo las células procedentes de ese cultivo mixto, se observaron colonias prototrofas (Met+ Bio+ Thr+ Leu+) con una frecuencia muy baja (una colonia de cada 10 7 células sembradas en la placa). La aparición de estas células sólo puede explicarse por recombinación. La probabilidad de que aparecieran por reversión dedos genes puede excluirse por completo, además de por su probabilidad teórica casi nula, porque no aparecen células prototrofas cuando se cultivan las cepas por separado. Por otra parte, los resultados de pruebas de transformación resultaron negativos. El DNA aislado de una de las cepas fué incapaz de producir prototrofos en la otra cepa (en aquella época no era posible la transformación en E.coli). La ausencia de transformación sugiere la necesidad de contacto entre las células para que aparezcan recombinantes, por lo que se propuso el término conjugación para el fenómeno, cualquiera que fuese, que conducía a la aparición de estas colonias prototrofas.
Cepa A Met- Bio- Thr + Leu+ Cultivo conjunto de las cepas A y B Cepa B Met+ Bio+ Thr- Leu-

medio completo

medio completo

mediomínimo no hay crecimiento bacteriano

medio mínimo no hay crecimiento bacteriano

crecimiento de algunas colonias prototrofas Met+ Bio+ Thr+ Leu+

Necesidad de contacto directo entre células para que se produzca conjugación
En 1950, Davis diseñó un tubo en U con un filtro que impedía el paso de bacterias entre los dos brazos, en los que cultivó las cepas A y B previamente estudiadas porLederberg. Insuflando y extrayendo aire (véase figura a la izquierda) se puede forzar el paso del medio de cultivo entre los brazos del tubo de tal forma que las células de las dos cepas bacterianas compartan el medio de cultivo pero no estén en contacto. No aparecieron recombinantes, y eso demuestra que es necesario que las células de las dos cepas entren en contacto directo para que se produzca laconjugación. Eso hizo pensar en la posibilidad de que la conjugación consistiera en algo parecido a lo que ocurre en eucariotas: formación de un "zigoto diploide" y segregación de células "haploides" entre los que se encontrarían los recombinantes. Esta hipótesis resultó ser falsa.
Célula de la cepa A Célula de la cepa B Zigoto Recombinantes

Cepa A Filtro

Cepa B

Cepa A

Cepa B FiltroEl medio de cultivo puede pasar a través del filtro, pero no las células

Participación desigual de las células conjugantes: donantes y receptoras
En 1952 Hayes realizó una serie de experimentos de conjugación a partir del cruzamiento entre las dos cepas (A) Met- Thr+ Leu+ Thi+ x (B) Met+ Thr- Leu- Thi-. En la siguiente figura se indican esquemáticamente estos experimentos: al tratar células dela cepa A con una dosis relativamente fuerte de estreptomicina antes de poner en contacto las dos cepas, el número de recombinantes capaces de crecer en medio mínimo era prácticamente el mismo al que se obtenía sin el tratamiento con estreptomicina. Sin embargo, cuando eran las células de la cepa B las que se trataban con estreptomicina antes de la conjugación, no aparecían recombinantes. Estosresultados pueden interpretarse bajo la hipótesis de una participación desigual de las células conjugantes: las células de la cepa A son donantes que transfieren información a las células de la cepa B que son receptoras. En las células de la cepa B se produce la recombinación y a partir de esas células se forman los descendientes prototrofos (recombinantes). La estreptomicina afecta a funciones...