Introdução à Genética
Descoberta do fator de fertilidade (F)
FIGURA 5.7 Uma célula doadora estende uma ou mais projeções, ou pili, que se unem a uma célula receptora e aproximam as duas bactérias. (Dr. L. Caro/Science Source.)
Descoberta do fator de fertilidade (F)
Em 1953, William Hayes descobriu que, nos tipos de “cruzamentos” há pouco descritos aqui, os genitores conjugantes atuavam de modo desigual (veremos modos para demonstrar essa participação desigual posteriormente). Um genitor (e apenas esse genitor) aparentava transferir uma parte do ou todo o seu genoma para a outra célula. Portanto, uma célula atua como doadora e a outra célula atua como uma receptora. Esse “cruzamento” é consideravelmente diferente dos cruzamentos eucarióticos, nos quais os genitores contribuem igualmente com genomas nucleares para um indivíduo da progênie.
CONCEITO-CHAVE A transferência do material genético na conjugação de E. coli não é recíproca.
Uma célula, a doadora, transfere parte de seu genoma para outra célula, que atua como
receptora.
Acidentalmente, Hayes descobriu uma variante de sua linhagem doadora
original que não produzia recombinantes no cruzamento com a linhagem receptora. Aparentemente, a linhagem do tipo doadora havia perdido a capacidade de transferir o material genético e havia sido alterada para uma linhagem do tipo receptora. Ao trabalhar com sua variante doadora “estéril”, Hayes observou que ela podia recuperar a capacidade de atuar como doadora por meio da associação com outras linhagens doadoras. De fato, a capacidade de doadora foi transmitida de modo rápido e efetivo entre as linhagens durante a conjugação. Um tipo de “transferência infecciosa” de algum fator aparentava estar ocorrendo. Ele sugeriu que a capacidade doadora por si própria é um estado hereditário, imposto por um fator de fertilidade (F). As linhagens que carreiam o F conseguem doar e são denominadas F+. As linhagens com ausência do F não conseguem doar e são receptoras, denominadas F—.
Agora sabemos muito mais a respeito do F. Ele é um exemplo de uma
molécula de DNA circular pequena e não essencial, denominada plasmídio, que consegue se replicar no citoplasma independentemente do cromossomo
do hospedeiro. A Figura 5.8 demonstra como as bactérias conseguem transferir plasmídios tal como o F. O plasmídio F orienta a síntese dos pili (singular, pilus), projeções que iniciam o contato com uma receptora (ver
Figuras 5.7 e 5.8) e que a puxam para mais perto. O DNA de F na célula doadora faz uma versão de si próprio de filamento único por um mecanismo peculiar, denominado replicação por círculo rolante. O plasmídio circular “rola” e na medida em que gira, desenrola o filamento único, como uma “linha de pesca”. Esse filamento único passa por um poro para dentro da célula receptora, onde o outro filamento é sintetizado, formando uma dupla-hélice. Portanto, uma cópia de F permanece na doadora e outra aparece na
receptora, conforme demonstrado na Figura 5.8. Observe que o genoma da
E. coli é ilustrado como um cromossomo circular único na Figura 5.8. (Examinaremos a evidência em relação a isso posteriormente.) A maior parte dos genomas bacterianos é circular, uma característica consideravelmente diferente dos cromossomos nucleares eucarióticos. Veremos que essa característica leva às muitas idiossincrasias da genética bacteriana.