Tiga mode transfer genetik pada Sel bakteri adalah: (a) Transformasi, (b) Transduksi, (c) Konjugasi.
Bakteri membelah dengan sangat cepat. Waktu penggandaan juga disebut waktu generasi dan mungkin serendah 20 menit. Bakteri terutama bereproduksi dengan reproduksi aseksual tetapi tidak menunjukkan reproduksi seksual yang sebenarnya karena mereka tidak menghasilkan fase diploid. Dengan demikian, meiosis kurang. Namun, bakteri bertukar materi genetik antara dua sel.
Cara transfer genetik pada bakteri:
Tiga mode transfer genetik antara sel bakteri adalah:
(a) Transformasi
(b) Transduksi
(c) Konjugasi.
(a) Transformasi:
Fenomena di mana DNA yang diisolasi dari satu jenis sel, ketika diperkenalkan ke jenis lain mampu memberikan sebagian sifatnya ke yang terakhir, disebut sebagai transformasi. Hal itu dibenarkan oleh Griffith dengan eksperimennya pada bakteri Streptococcus pneumonia.
(b) Transduksi:
Transfer materi genetik dari satu bakteri ke bakteri lain melalui bakteriofag disebut transduksi.
(c) Konjugasi:
Transfer searah DNA dari satu sel ke sel lain melalui jembatan sitoplasma disebut konjugasi. Prosesnya setara dengan kawin seksual pada eukariota. Dua sel haploid bakteri dari strain yang berbeda saling berdekatan.
Mereka mengenali satu sama lain dengan makromolekul komplementer yang ada di permukaannya. Sel donor atau laki-laki melewati sebagian atau seluruh kromosom ke sel penerima atau perempuan. Kemampuan mentransfer materi genetik dari laki-laki dikendalikan oleh jenis kelamin atau faktor kesuburan (gen F) yang ada dalam plasmid.
Dengan demikian, gen dapat ditransfer dari sel donor ke sel penerima pada molekul DNA yang bertindak sebagai faktor seks yang disebut gen F. Gen seks ini dapat berada dalam kromosom bakteri atau mungkin ada sebagai unit otonom dalam sitoplasma.
Bakteri jantan dengan tonjolan seperti duri yang disebut sex pili bersentuhan dengan bakteri betina yang tidak memiliki pili dan menyumbangkan DNA-nya. Faktor F (sebuah plasmid) membawa gen untuk memproduksi pili dan fungsi lain yang dibutuhkan untuk mentransfer DNA. Kadang-kadang faktor F berintegrasi ke dalam kromosom bakteri.
Bakteri tersebut dapat mentransfer materi genetiknya ke dalam sel betina dengan frekuensi tinggi (Hfr) dalam urutan tertentu. Mereka disebut sebagai Hfr -strain. Konjugasi pertama kali ditunjukkan oleh Lederberg dan Tatum pada E. coli. Frekuensi rekombinasi sangat rendah dalam eksperimen Lederberg.
Sel Hfr bertindak sebagai bakteri jantan dan bila dicampur dengan sel betina (F—) membentuk jembatan konjugasi. Faktor F yang mengandung DNA pecah pada titik tertentu dan mulai memasukkan DNA ke dalam betina dan urutan transfer gen kromosom selalu dalam urutan yang sama (gen A, B, C dan D).
Faktor F ditransfer terakhir. Jembatan konjugasi biasanya putus sebelum seluruh kromosom dipindahkan. Hanya gen A dan B yang telah ditransfer dalam contoh yang diberikan. Gen A dan/atau B ini dapat bergabung kembali dengan gen yang bersesuaian dalam kromosom F—.
Jadi, jika B’ dalam sel F— adalah bentuk mutasi dari B, pencurian B’ dalam kromosom F— dapat menjadi B sebagai hasil rekombinasi setelah konjugasi. Dengan demikian, penanda genetik dapat ditransfer dari inang ke penerima yang cocok yang tidak memiliki penanda tersebut.
Urutan di mana penanda tersebut ditransfer ke penerima akan mengikuti urutan di mana penanda tersebut ada di donor. Dengan demikian, eksperimen konjugasi berguna dalam menyusun peta gen (urutan susunan gen dalam kromosom) organisme.
Hayes (1952) menemukan strain E. coli di mana frekuensi rekombinasi setinggi 100 sampai 1000 kali seperti yang dilaporkan oleh Lederberg. Strain itu disebut regangan rekombinan frekuensi tinggi (Hfr).
