Ячейка Hfr - Hfr cell

1. инсерционные последовательности (желтый) на обоих Фактор F плазмида и хромосома имеют сходные последовательности, что позволяет фактору F вставлять себя в геном ячейки. Это называется гомологичная рекомбинация и создает ячейку Hfr (высокая частота рекомбинации).
2. Клетка Hfr образует половые пилюли и пилюсы и прикрепляется к F-клетке-реципиенту.
3. В одной из нитей хромосомы клетки Hfr образуется разрыв.
4. ДНК начинает передаваться от клетки Hfr к клетке-реципиенту, в то время как вторая цепь ее хромосомы реплицируется.
5. пилус отделяется от реципиентной клетки и втягивается. Клетка Hfr в идеале хочет передать весь свой геном клетке-реципиенту. Однако из-за своего большого размера и невозможности поддерживать контакт с клеткой-получателем он не может этого сделать.
6. F-клетка остается F-, потому что вся последовательность фактора F не была получена. Поскольку не произошло гомологичной рекомбинации, перенесенная ДНК разрушается ферментами. В очень редких случаях фактор F будет полностью передан, и F-клетка станет клеткой Hfr. [1]


А ячейка высокочастотной рекомбинации (ячейка Hfr) (также называемый Штамм Hfr) это бактерия с сопряженный плазмида (например, F-фактор ) интегрирована в хромосомный ДНК. Интеграция плазмиды в хромосому клетки осуществляется через гомологичная рекомбинация. Конъюгативная плазмида, способная к хромосомной интеграции, также называется эписома (сегмент ДНК, который может существовать в виде плазмиды или интегрироваться в хромосому). Когда происходит конъюгация, клетки Hfr очень эффективно доставляют хромосомные гены клетки реципиенту F.− клетки, в которых отсутствует эписома.

История

Штамм Hfr впервые был охарактеризован Лука Кавалли-Сфорца. Уильям Хейс также независимо изолировал другой штамм Hfr.[2]

Перенос бактериальной хромосомы клетками Hfr

Клетка Hfr может переносить часть бактериального генома. Несмотря на то, что он интегрирован в хромосомную ДНК бактерий, фактор F клеток Hfr все еще может инициировать конъюгативный перенос без предварительного удаления из бактериальной хромосомы. Из-за присущей фактору F тенденции к переносу во время конъюгации остальная часть бактериального генома увлекается за собой. Следовательно, в отличие от обычного F+ клетки, штаммы Hfr будут пытаться передать свои весь ДНК через стыковочный мост, аналогично нормальному сопряжению. При типичной конъюгации реципиентная клетка также становится F+ после конъюгации, поскольку он получает полную копию плазмиды фактора F; но это не так в случае конъюгации, опосредованной клетками Hfr. Из-за большого размера бактериальной хромосомы очень редко вся хромосома передается в F − клетка, поскольку необходимое время просто слишком велико, чтобы клетки могли поддерживать физический контакт. Следовательно, поскольку конъюгативный перенос не завершен (кольцевой характер плазмиды и бактериальной хромосомы требует полного переноса для переноса фактора F, поскольку он может быть разрезан посередине), реципиент F− клетки не получают полную последовательность фактора F и не становятся F + из-за его неспособности сформировать секс пилус.[3]

Техника прерывистого спаривания

При конъюгации, опосредованной клетками Hfr, перенос ДНК начинается в источнике переноса (ОРИТ), расположенный в пределах фактора F, а затем продолжается по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от ориентации фактора F в хромосоме. Следовательно, длина хромосомной ДНК, переданная в F− ячейка пропорциональна времени, в течение которого может произойти конъюгация. Это приводит к последовательному переносу генов на бактериальную хромосому. Бактериальные генетики используют этот принцип для картирования генов на бактериальной хромосоме. Этот метод называется прерывистым спариванием, поскольку генетики позволяют проводить конъюгацию в течение разных периодов времени, прежде чем прекратить конъюгацию с помощью высокоскоростного блендера. Используя Hfr и F− штаммы с одним штаммом, несущим мутации в нескольких генах, каждый из которых влияет на метаболическую функцию или вызывает устойчивость к антибиотикам, и изучая фенотип клеток-реципиентов на чашках с селективным агаром, можно сделать вывод, какие гены передаются в клетки-реципиенты первыми и, следовательно, ближе к ОРИТ последовательность на хромосоме.

F-простая клетка

F-прайм-клетка содержит F-плазмиду, которая интегрируется с хромосомной ДНК и несет вместе с ней часть хромосомной ДНК, будучи вырезанной из хромосомы. Таким образом, F-прайм плазмида представляет собой плазмиду, содержащую часть хромосомной ДНК, которая может быть перенесена в реципиентную клетку вместе с плазмидой во время конъюгации.[4]


использованная литература

  1. ^ «Генетический обмен». www.microbiologybook.org. Получено 2017-12-04.
  2. ^ Брукер, Роберт Дж. (2012). Генетика: анализ и принципы (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 186. ISBN  9780073525280.
  3. ^ Брукер, Роберт Дж. (2012). Генетика: анализ и принципы (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 186–187. ISBN  9780073525280.
  4. ^ "microbiology-an-evolving-science.pdf". Гугл документы. Получено 2020-06-01.