Alcuni dei batteri E. coli originariamente isolati da un'insalata contaminata erano resistenti alla tetraciclina mentre gli altri erano sensibili. Tuttavia, quando i ceppi resistenti e sensibili alla tetraciclina sono stati cresciuti insieme, sono diventati tutti resistenti alla tetraciclina. Questo efficiente trasferimento di resistenza dipende da quale dei seguenti fattori?
Lisi cellulare e rilascio di DNA da batteri donatori
Cellule competenti
Plasmidi coniugativi
Enzimi ricombinasi
Molti geni di resistenza agli antibiotici nei batteri sono trasportati su plasmidi coniugativi (c) noti anche come fattori R. Questi plasmidi vengono trasferiti da un batterio a un altro, della stessa specie o di specie affini, mediante coniugazione. La coniugazione è un processo mediante il quale il batterio donatore (cellula maschile) viene portato in contatto diretto con il batterio ricevente (cellula femminile) attraverso il pilus coniugativo. In E. coli, il pilus coniugativo è indicato come sex pilus o F pilus. Il plasmide coniugativo trasporta i geni necessari per il suo trasferimento inclusi i geni pilus. Il plasmide viene trasferito nella cellula ricevente come un filamento di ssDNA, che ricircola all'interno della cellula ricevente. Il filamento di DNA complementare viene quindi sintetizzato nella cellula ricevente. Anche lo ssDNA nella cellula donatrice viene replicato; quindi, sia il donatore che il ricevente ora portano una copia del plasmide. A causa del contatto diretto tra i batteri attraverso il pilus, la coniugazione è un processo efficiente di trasferimento del DNA. Un trasposone (e) è un elemento genetico mobile in grado di spostarsi da un replicone (un cromosoma o un plasmide) a un altro ma non è in grado di avviare il trasferimento del DNA. Gli enzimi ricombinasi (d) sono necessari per il processo di ricombinazione che avviene tra regioni omologhe del DNA (come nell'integrazione di un DNA in un replicone). Le cellule competenti (b) fanno parte della popolazione batterica capace di assorbire il DNA da una soluzione (DNA nudo). Ciò può avvenire naturalmente o artificialmente (in laboratorio). Le cellule competenti di E. coli vengono generate solo in laboratorio attraverso il trattamento con determinate sostanze chimiche. La lisi cellulare e il rilascio del DNA del donatore (a) possono far parte di un meccanismo attraverso il quale batteri naturalmente competenti come Neisseria assorbono il DNA nudo durante l'infezione.
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