Ключевая разница - штаммы HFR и F+
Бактериальная конъюгация является методом полового размножения у бактерий и рассматривается как один из способов горизонтального переноса генов у бактерий. Это возможно между двумя бактериями, в которых одна бактерия обладает фактором фертильности или F-плазмидой, а вторая бактерия не имеет F-плазмиды. Во время бактериальной конъюгации плазмиды F обычно переносятся в бактерию-реципиент, а не всю хромосому. Бактерии, которые обладают плазмидами F, известны как штаммы F+ или доноры. Они способны формировать половые пили и переносить плазмиды в другие бактерии, которые их получают. Плазмида F свободна в цитоплазме. Иногда плазмида F интегрируется в бактериальную хромосому и образует рекомбинантную ДНК. Бактерии, которые содержат плазмиду F, встроенную в их хромосомы, известны как высокочастотные рекомбинантные штаммы или штаммы Hfr. Ключевое различие между штаммами F+ и Hfr заключается в том, что штаммы F+ имеют плазмиды F в цитоплазме свободно, не интегрируясь в бактериальные хромосомы, в то время как штаммы Hfr имеют плазмиды F, интегрированные в их хромосомы.
Что такое штаммы F+?
Некоторые бактериальные штаммы содержат F-плазмиды в дополнение к своим хромосомам. Эти штаммы известны как штаммы F+. Они действуют как донорские клетки или самцы в бактериальной конъюгации. Бактериальная конъюгация - это механизм полового размножения, демонстрируемый бактериями, который облегчает горизонтальный перенос генов между бактериями. Плазмиды F могут независимо реплицироваться и содержат гены, кодирующие факторы фертильности. Следовательно, эти внехромосомные ДНК (плазмиды) называются F-плазмидами из-за F-фактора или фактора фертильности. Гены, кодирующие фактор фертильности, необходимы для переноса или конъюгации. Бактериальные штаммы, которые получают плазмиды F от штаммов F+, известны как штаммы F-, или штаммы-реципиенты, или самки. Штаммы F+ могут передавать свой генетический материал или внехромосомную ДНК другой бактерии.
Бактериальная конъюгация начинается с образования половых пилей штаммами F+ для контакта с F- бактериями. Половой ворсинок способствует межклеточному общению и контакту, образуя конъюгационную трубку. Это формирование регулируется генами фактора фертильности, переносимыми штаммом F+. F+ реплицирует свою плазмиду F и делает ее копию для переноса в штамм F-. Скопированную F-плазмиду переносят в F-штамм через пробирку для конъюгации. Как только он перемещается, конъюгационная трубка диссоциирует. Штамм-реципиент становится F+. При бактериальной конъюгации только плазмида F переносится из штамма F+ в штамм F-; бактериальная хромосома не переносится.
Рисунок 01: Деформация F+ и деформация F-
Что такое штаммы HFR?
Бактериальные штаммы, у которых плазмида F интегрирована в хромосомы, называются штаммами высокочастотной рекомбинации или штаммами Hfr. У штаммов Hfr плазмида F не существует свободно в цитоплазме. Плазмида F соединяется с бактериальной хромосомой и существует как единое целое. Эта рекомбинированная ДНК известна как высокочастотная ДНК или ДНК Hfr. Другими словами, это бактериальный штамм, который обладает ДНК Hfr в качестве штамма Hfr. Поскольку штамм Hfr имеет плазмиду F или фактор фертильности, он может действовать как донор или мужская бактерия в бактериальной конъюгации. Эти штаммы Hfr пытаются передать всю ДНК или большую часть ДНК в бактерию-реципиент через мостик спаривания. Некоторые части бактериальной хромосомы или вся хромосома также могут быть скопированы и перенесены в бактерию-реципиент, когда штамм Hfr участвует в конъюгации. Такие штаммы Hfr очень полезны при изучении сцепления генов и рекомбинации. Поэтому молекулярные биологи и генетики используют штамм бактерий Hfr (часто кишечную палочку) для изучения генетического сцепления и картирования хромосомы.
Высокочастотная рекомбинация происходит, когда бактерия-реципиент получает три типа ДНК после спаривания со штаммом Hfr посредством бактериальной конъюгации. Эти три типа: собственная хромосомная ДНК, F-плазмидная ДНК и некоторые части хромосомной ДНК донора. По этой причине такие бактерии получили название штаммов Hfr. Штаммы HFr также можно определить как производные штаммов F+.
Плазмиды F могут интегрироваться в бактериальную хромосому и распадаться обратно из хромосомы хозяина. При распаде плазмида F может отбирать некоторые близлежащие к ней гены из хромосомы хозяина. Штаммы бактерий Hfr, которые распадаются с некоторыми генами-хозяевами рядом с сайтами интеграции плазмиды F, известны как штаммы F’.
Рисунок 02: Деформация Hfr
В чем разница между штаммами HFR и F+?
HFR против штаммов F+ |
|
| Штаммы HFr представляют собой бактериальные штаммы с ДНК Hfr или плазмидной ДНК F, интегрированной в бактериальные хромосомы. | Бактериальные штаммы, содержащие плазмиды F, известны как штаммы F+. Плазмиды F содержат гены, кодирующие фактор фертильности. |
| Фактор фертильности | |
| Плазмида фертильности интегрирована в хромосомную ДНК клетки-хозяина в клетках Hfr. | Плазмида фертильности не зависит от хромосомы в F+ клетках |
| Эффективность | |
| Hfr очень эффективные доноры. | F+ клетки менее эффективны по сравнению со штаммами Hfr. |
Резюме – штаммы Hfr и F+
Бактериальные штаммы, содержащие плазмиды F, характеризуются как штаммы F+. Плазмиды F содержат фактор фертильности или фактор F, который необходим для бактериальной конъюгации. Эти бактерии способны переносить свою F-плазмиду в бактерии, у которых F-плазмиды отсутствуют. Как только эти F-плазмиды попадают в бактерию-реципиент, она может существовать независимо или может интегрироваться с бактериальной хромосомой. Интегрированная плазмидная ДНК F и хромосомная ДНК известна как ДНК Hfr. Бактериальные штаммы, которые несут ДНК Hfr или F-плазмидную ДНК, интегрированную в бактериальные хромосомы, известны как штаммы HFr. В этом основное различие между штаммами F+ и Hfr.
Загрузить PDF-версию исследования HRF и штаммов F+
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между штаммами HFR и F+