Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Высокочастотная рекомбинантная клетка (клетка Hfr) (также называемая штаммом Hfr) — это бактерия, содержащая конъюгативную плазмиду (например, F-фактор), интегрированную в её хромосомную ДНК. Интеграция плазмиды в хромосому клетки происходит посредством гомологичной рекомбинации. Конъюгативная плазмида, способная к интеграции в хромосому, также называется эписомой (сегмент ДНК, который может существовать как плазмида или быть интегрированным в хромосому). При конъюгации Hfr-клетки очень эффективно передают хромосомные гены в реципиентные F−-клетки, не содержащие эписому.
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.
История
Штамм Hfr был впервые охарактеризован Лукой Кавалли Сфорца. Уильям Хейс также независимо изолировал другой штамм Hfr.
The Hfr strain was first characterized by Luca Cavalli Sforza. William Hayes also isolated another Hfr strain independently.
Передача хромосомы бактерии клетками Hfr
Клетка Hfr может передавать часть бактериального генома. Несмотря на то, что F-фактор клеток Hfr интегрирован в хромосомную ДНК бактерии, он все еще способен инициировать конъюгативный перенос, не вырезаясь предварительно из бактериальной хромосомы. Благодаря присущей F-фактору склонности к самопередаче во время конъюгации, остальная часть бактериального генома переносится вместе с ним. Таким образом, в отличие от обычной клетки F+, штаммы Hfr стремятся передать всю свою ДНК через конъюгационный мост, подобно обычной конъюгации. В типичной конъюгации клетка-реципиент также становится F+ после конъюгации, поскольку получает полную копию плазмиды F-фактора; однако, в конъюгации, опосредованной клетками Hfr, этого не происходит. Из-за большого размера бактериальной хромосомы, полный перенос хромосомы в клетку F− крайне редок, поскольку для поддержания физического контакта между клетками требуется слишком много времени. Следовательно, поскольку конъюгативный перенос не завершается (кольцевая структура плазмиды и бактериальной хромосомы требует полного переноса для передачи F-фактора, так как он может быть разрезан в середине), клетки-реципиенты F− не получают полную последовательность F-фактора и не становятся F+, поскольку не могут сформировать половой пилюс.
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.
Техника прерывания спаривания
При конъюгации, опосредованной клетками Hfr, передача ДНК начинается в точке начала передачи (oriT), расположенной в пределах F-фактора, и затем продолжается по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от ориентации F-фактора в хромосоме. Следовательно, длина хромосомной ДНК, переносимой в F−-клетку, пропорциональна времени, в течение которого происходит конъюгация. Это приводит к последовательной передаче генов на бактериальной хромосоме. Бактериальные генетики используют этот принцип для картирования генов на бактериальной хромосоме. Эта техника называется прерванным спариванием, поскольку генетики позволяют конъюгации происходить в течение различных периодов времени, прежде чем остановить ее с помощью высокоскоростного блендера. Используя штаммы Hfr и F−, один из которых несет мутации в нескольких генах, каждый из которых влияет на метаболическую функцию или вызывает устойчивость к антибиотикам, и исследуя фенотип клеток-реципиентов на селективных агарных пластинах, можно определить, какие гены переносятся в клетки-реципиенты первыми и, следовательно, находятся ближе к последовательности oriT на хромосоме.
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.
Клетка F-простейшего числа
F-прайм клетка содержит плазмиду F, которая интегрируется в хромосомную ДНК и выносит с собой часть хромосомной ДНК при вырезании из хромосомы. Таким образом, F-прайм плазмида – это плазмида, содержащая часть хромосомной ДНК, которая может быть передана клетке-реципиенту вместе с плазмидой в процессе конъюгации.
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.