Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жоғары жиіліктегі рекомбинациялық жасуша (Hfr жасушасы) (сонымен қатар Hfr штаммы деп аталады) – хромосомалық ДНК-сына еніп, біріккен конъюгациялық плазмидті (мысалы, F факторы) қамтитын бактерия. Плазмидтің жасушаның хромосомасына енуі гомологтық рекомбинация арқылы жүзеге асады. Хромосомаға енуге қабілетті конъюгациялық плазмид эписома деп те аталады (плазмида ретінде де, хромосомаға еніп те болатын ДНК сегменті). Конъюгация болғанда, Hfr жасушалары эпизомасы жоқ F− жасушаларына жасушаның хромосомалық гендерін жеткізуде өте тиімді.
A high frequency recombination cell (Hfr cell) (also called an Hfr strain) is a bacterium with a conjugative plasmid (for example, the F factor) integrated into its chromosomal DNA. The integration of the plasmid into the cell's chromosome is through homologous recombination. A conjugative plasmid capable of chromosome integration is also called an episome (a segment of DNA that can exist as a plasmid or become integrated into the chromosome). When conjugation occurs, Hfr cells are very efficient in delivering chromosomal genes of the cell into recipient F− cells, which lack the episome.
Тарих
Hfr штаммын алғаш рет Лука Кавалли Сфорца сипаттаған. Уильям Хейс тағы бір Hfr штаммын дербес түрде оқшаулаған.
The Hfr strain was first characterized by Luca Cavalli Sforza. William Hayes also isolated another Hfr strain independently.
Hfr жасушалары арқылы бактериялық хромосомалардың көшірілуі
Hfr жасушасы бактериялық геномның бір бөлігін басқа жасушаға жеткізе алады. Бактерияның хромосомалық ДНК-сына енгеніне қарамастан, Hfr жасушаларының F факторы алдымен бактериялық хромосомадан бөлінбей, конъюгациялық трансферді бастай алады. F факторының конъюгация кезінде өзін-өзі жеткізуге бейімділігіне байланысты, бактериялық геномның қалған бөлігі онымен бірге тартылып келеді. Сондықтан, қалыпты F+ жасушадан өзгеше, Hfr штаммдары жұптасу көпірі арқылы бүкіл ДНК-сын беруге тырысады, бұл қалыпты конъюгацияға ұқсас болады. Әдеттегі конъюгацияда қабылдаушы жасуша конъюгациядан кейін F+ болады, себебі ол F факторының толық көшірмесін алады; бірақ Hfr жасушаларының қатысуымен жүзеге асырылатын конъюгацияда мұндай болмайды. Бактериялық хромосоманың үлкен өлшемділігіне байланысты, бүкіл хромосоманың F− жасушасына жеткізілуі өте сирек, себебі жасушалардың физикалық байланысын сақтау үшін қажетті уақыт тым ұзақ. Сондықтан, конъюгациялық трансфер толық болмағандықтан (плазмид пен бактериялық хромосоманың дөңгелек құрылымы F факторының ортасынан үзілуі мүмкін болғандықтан, толық жеткізілуді қажет етеді), қабылдаушы F− жасушалары толық F факторының тізбесін алмайды және жыныстық пилюс құра алмағандықтан F+ болып өзгермейді.
An Hfr cell can transfer a portion of the bacterial genome. Despite being integrated into the chromosomal DNA of the bacteria, the F factor of Hfr cells can still initiate conjugative transfer, without being excised from the bacterial chromosome first. Due to the F factor's inherent tendency to transfer itself during conjugation, the rest of the bacterial genome is dragged along with it. Therefore, unlike a normal F+ cell, Hfr strains will attempt to transfer their entire DNA through the mating bridge, in a fashion similar to the normal conjugation. In a typical conjugation, the recipient cell also becomes F+ after conjugation as it receives an entire copy of the F factor plasmid; but this is not the case in conjugation mediated by Hfr cells. Due to the large size of bacterial chromosome, it is very rare for the entire chromosome to be transferred into the F − cell as time required is simply too long for the cells to maintain their physical contact. Therefore, as the conjugative transfer is not complete (the circular nature of plasmid and bacterial chromosome requires complete transfer for the F factor to be transferred as it may be cut in the middle), the recipient F− cells do not receive the complete F factor sequence, and do not become F + due to its inability to form a sex pilus.
Араласқан жұптасу техникасы
Hfr жасушалары арқылы катализделген конъюгация кезінде ДНК-ның берілуі F факторының ішінде орналасқан берілудің басталу тегінен (oriT) басталады, содан кейін F факторының хромосомадағы бағытына байланысты сағат бойынша немесе сағатқа қарсы бағытта жалғасады. Сондықтан, F− жасушасына берілген хромосомалық ДНК-ның ұзындығы конъюгацияға рұқсат етілген уақытқа пропорционалды. Бұл бактериялық хромосомадағы гендердің тізбектеп берілуіне алып келеді. Бактериялық генетиктер осы қағиданы бактериялық хромосомадағы гендерді картаға түсіру үшін пайдаланады. Бұл техника үзілген жұптасу деп аталады, себебі генетиктер конъюгацияны жоғары жылдамдықты блендермен тоқтату алдында әртүрлі уақыт аралығында жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Бірнеше генде мутациялары бар Hfr және F− штамдарын қолдану арқылы, олардың әрқайсысы метаболизмдік функцияға әсер етеді немесе антибиотиктерге қарсы тұрушылықты тудырады, және селективті агар табақшаларындағы қабылдаушы жасушалардың фенотипін қарастыру арқылы, қандай гендердің алдымен қабылдаушы жасушаларға берілетінін, демек хромосомадағы oriT тізбегіне жақын екенін анықтауға болады.
In conjugation mediated by Hfr cells, transfer of DNA starts at the origin of transfer (oriT) located within the F factor and then continues clockwise or counterclockwise depending on the orientation of F factor in the chromosome. Therefore, the length of chromosomal DNA transferred into the F− cell is proportional to the time that conjugation is allowed to happen. This results in sequential transfer of genes on the bacterial chromosome. Bacterial geneticists make use of this principle to map the genes on the bacterial chromosome. This technique is called interrupted mating as geneticists allow conjugation to take place for different periods of time before stopping conjugation with a high speed blender. By using Hfr and F− strains with one strain carrying mutations in several genes, each affecting a metabolic function or causing antibiotic resistance, and examining the phenotype of the recipient cells on selective agar plates, one can deduce which genes are transferred into the recipient cells first and therefore are closer to the oriT sequence on the chromosome.
F-төп ұяшығы
F негізгі жасушасы F плазмидін қамтиды, ол хромосомалық ДНК-мен интеграцияланып, хромосомадан шығарылғанда оның бір бөлігін бірге алып шығады. Осылайша, F негізгі плазмиді – хромосомалық ДНК-ның бөлігін қамтитын және конъюгация кезінде плазмидпен бірге қабылдаушы жасушаға беріле алатын плазмид.
F prime cell contains F plasmid that integrates with the chromosomal DNA and carries part of the chromosomal DNA along with it while being excised from the chromosome. Thus F prime plasmid is the plasmid, containing part of the chromosomal DNA which can be transferred to recipient cell, along with the plasmid during conjugation.