Hfr-ячейка

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Hfr cell" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (December 2009) (Learn how and when to remove this message)

Клетка с высокой частотой рекомбинации (клетка Hfr) (также называемая штаммом Hfr ) — это бактерия с конъюгативной плазмидой (например, F-фактором ), интегрированной в ее хромосомную ДНК. Интеграция плазмиды в хромосому клетки происходит посредством гомологичной рекомбинации . Конъюгативная плазмида, способная к интеграции хромосомы, также называется эписомой ( фрагмент ДНК, который может существовать как плазмида или интегрироваться в хромосому). Когда происходит конъюгация, клетки Hfr очень эффективно доставляют хромосомные гены клетки в реципиентные клетки F ⁻ , в которых отсутствует эписома.

Штамм Hfr был впервые охарактеризован Лукой Кавалли-Сфорца . Уильям Хейз также выделил другой штамм Hfr независимо. ^[2]

Клетка Hfr может переносить часть бактериального генома. Несмотря на то, что фактор F клеток Hfr интегрирован в хромосомную ДНК бактерий, он все еще может инициировать конъюгативный перенос, не будучи предварительно вырезанным из бактериальной хромосомы. Из-за присущей фактору F тенденции переносить себя во время конъюгации, остальная часть бактериального генома увлекается вместе с ним. Поэтому, в отличие от нормальной клетки F ⁺ , штаммы Hfr будут пытаться переносить всю свою ДНК через мост спаривания , аналогично нормальной конъюгации. При типичной конъюгации клетка-реципиент также становится F ⁺ после конъюгации, поскольку она получает полную копию плазмиды фактора F; но это не относится к конъюгации, опосредованной клетками Hfr. Из-за большого размера бактериальной хромосомы очень редко вся хромосома переносится в клетку F ⁻ , поскольку для поддержания физического контакта клеткам требуется слишком много времени. Таким образом, поскольку конъюгативный перенос не является полным (кольцевая природа плазмиды и бактериальной хромосомы требует полного переноса для переноса фактора F, поскольку он может быть разрезан посередине), реципиентные клетки F ⁻ не получают полную последовательность фактора F и не становятся клетками F ⁺ из-за своей неспособности образовывать половые пили . ^[3]

При конъюгации, опосредованной клетками Hfr, перенос ДНК начинается в точке начала переноса ( oriT ), расположенной внутри фактора F, а затем продолжается по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от ориентации фактора F в хромосоме. Таким образом, длина хромосомной ДНК, перенесенной в клетку F ⁻ , пропорциональна времени, в течение которого допускается конъюгация. Это приводит к последовательному переносу генов на бактериальной хромосоме. Бактериальные генетики используют этот принцип для картирования генов на бактериальной хромосоме. Этот метод называется прерванным спариванием, поскольку генетики позволяют конъюгации происходить в течение разных периодов времени, прежде чем остановить конъюгацию с помощью высокоскоростного блендера. Используя штаммы Hfr и F ⁻ с одним штаммом, несущим мутации в нескольких генах, каждый из которых влияет на метаболическую функцию или вызывает устойчивость к антибиотикам , и исследуя фенотип клеток-реципиентов на селективных агаровых пластинах, можно сделать вывод, какие гены переносятся в клетки-реципиенты первыми и, следовательно, находятся ближе к последовательности oriT на хромосоме.

Клетка F-prime содержит F-плазмиду, которая интегрируется с хромосомной ДНК и переносит часть хромосомной ДНК вместе с собой, будучи вырезаемой из хромосомы. Таким образом, плазмида F-prime представляет собой плазмиду, содержащую часть хромосомной ДНК, которая может быть передана клетке-реципиенту вместе с плазмидой во время конъюгации. ^[4]