Kľúčový rozdiel – HFR vs. F+ kmene
Bakteriálna konjugácia je metóda sexuálnej reprodukcie v baktériách a je považovaná za jeden spôsob horizontálneho prenosu génov v baktériách. Je možné medzi dvoma baktériami, v ktorých jedna baktéria má faktor plodnosti alebo F plazmid a druhá baktéria nemá F plazmid. Počas bakteriálnej konjugácie sa F plazmidy vo všeobecnosti prenesú do recipientnej baktérie, nie do celého chromozómu. Baktérie, ktoré majú F plazmidy, sú známe ako F+ kmene alebo donory. Sú schopné vytvárať sexuálne pili a prenášať plazmidy do iných baktérií, ktoré ich prijímajú. F plazmid je v cytoplazme voľný. Niekedy sa F plazmid integruje do bakteriálneho chromozómu a produkuje rekombinantnú DNA. Baktérie, ktoré majú F plazmid integrovaný do svojich chromozómov, sú známe ako vysokofrekvenčné rekombinantné kmene alebo Hfr kmene. Kľúčový rozdiel medzi kmeňmi F+ a Hfr je v tom, že kmene F+ majú plazmidy F v cytoplazme voľne bez integrácie do bakteriálnych chromozómov, zatiaľ čo kmene Hfr majú plazmidy F integrované do svojich chromozómov.
Čo sú to kmene F+?
Niektoré bakteriálne kmene majú okrem svojich chromozómov aj F plazmidy. Tieto kmene sú známe ako F+ kmene. Pôsobia ako darcovské bunky alebo samce v bakteriálnej konjugácii. Bakteriálna konjugácia je mechanizmus sexuálnej reprodukcie u baktérií, ktorý uľahčuje horizontálny prenos génov medzi baktériami. F plazmidy sa môžu replikovať nezávisle a obsahovať gény kódujúce faktor fertility. Preto sa tieto extrachromozomálne DNA (plazmidy) nazývajú F plazmidy kvôli faktoru F alebo faktoru plodnosti. Gény kódujúce faktor fertility sú nevyhnutné na prenos alebo konjugáciu. Bakteriálne kmene, ktoré prijímajú F plazmidy z F+ kmeňov, sú známe ako F- kmene alebo recipientné kmene alebo samice. Kmene F+ môžu darovať svoj genetický materiál alebo extrachromozomálnu DNA inej baktérii.
Bakteriálna konjugácia začína produkciou pohlavných pili kmeňmi F+ až po kontakt s baktériou F-. Sexpilus uľahčuje medzibunkovú komunikáciu a kontakt vytvorením konjugačnej trubice. Táto tvorba je riadená génmi pre faktory plodnosti, ktoré nesie kmeň F+. F+ replikuje svoj F plazmid a vytvára jeho kópiu na prenos do kmeňa F-. Skopírovaný F plazmid sa prenesie do F- kmeňa pomocou konjugačnej skúmavky. Akonáhle sa prenesie, konjugačná trubica disociuje. Príjemca sa stáva F+. Počas bakteriálnej konjugácie sa z F+ kmeňa do F- kmeňa prenesie iba F plazmid; bakteriálny chromozóm sa neprenesie.
Obrázok 01: F+ kmeň a F- kmeň
Čo sú to kmene HFR?
Bakteriálne kmene, ktoré majú F plazmid integrovaný do chromozómov, sa nazývajú vysokofrekvenčné rekombinačné kmene alebo Hfr kmene. V kmeňoch Hfr F plazmid voľne neexistuje v cytoplazme. F plazmid sa spája s bakteriálnym chromozómom a existuje ako jedna jednotka. Táto rekombinovaná DNA je známa ako vysokofrekvenčná DNA alebo Hfr DNA. Inými slovami, je to bakteriálny kmeň, ktorý má Hfr DNA ako Hfr kmeň. Pretože kmeň Hfr má F plazmid alebo faktor plodnosti, môže pôsobiť ako donor alebo samčia baktéria v bakteriálnej konjugácii. Tieto kmene Hfr sa pokúšajú preniesť celú DNA alebo veľkú časť DNA do prijímajúcej baktérie cez páriaci mostík. Niektoré časti bakteriálneho chromozómu alebo celý chromozóm môžu byť tiež skopírované a prenesené do recipientnej baktérie, keď sa jedná o konjugáciu Hfr kmeňa. Takéto kmene Hfr sú veľmi užitočné pri štúdiu génovej väzby a rekombinácie. Preto molekulárni biológovia a genetici používajú Hfr kmeň baktérií (často E. coli) na štúdium genetických väzieb a mapovanie chromozómov.
K vysokofrekvenčnej rekombinácii dochádza, keď prijímajúca baktéria dostane tri typy DNA po párení s kmeňom Hfr prostredníctvom bakteriálnej konjugácie. Tieto tri typy sú jeho vlastná chromozomálna DNA, F plazmidová DNA a niektoré časti chromozomálnej DNA darcu. Z tohto dôvodu sa takéto baktérie nazývajú kmene Hfr. Kmene HFr možno definovať aj ako deriváty kmeňov F+.
F plazmidy sa môžu integrovať do bakteriálneho chromozómu a dezintegrovať sa späť z hostiteľského chromozómu. Počas dezintegrácie môže plazmid F vybrať niektoré gény v jeho blízkosti z hostiteľského chromozómu. Hfr bakteriálne kmene, ktoré sa rozpadajú s niektorými hostiteľskými génmi vedľa F plazmidových integračných miest, sú známe ako F' kmene.
Obrázok 02: Hfr Kmeň
Aký je rozdiel medzi kmeňmi HFR a F+?
HFR vs. F+ kmene |
|
| HFr kmene sú bakteriálne kmene s Hfr DNA alebo F plazmidovou DNA integrovanou do bakteriálnych chromozómov. | Bakteriálne kmene, ktoré obsahujú F plazmidy, sú známe ako F+ kmene. F plazmidy obsahujú gény kódujúce faktor plodnosti. |
| Faktor plodnosti | |
| Plzmid plodnosti je integrovaný do chromozomálnej DNA hostiteľskej bunky v bunkách Hfr. | Plzmid plodnosti je nezávislý od chromozómu v F+ bunkách |
| Efficiency | |
| Hfr sú veľmi efektívni darcovia. | F+ bunky sú menej účinné v porovnaní s kmeňmi Hfr. |
Zhrnutie – Hfr vs. F+ kmene
Bakteriálne kmene, ktoré majú F plazmidy, sú charakterizované ako F+ kmene. F plazmidy obsahujú faktor fertility alebo F faktor, ktorý je nevyhnutný pre bakteriálnu konjugáciu. Tieto baktérie sú schopné preniesť svoj F plazmid do baktérií, ktorým chýbajú F plazmidy. Akonáhle tieto F plazmidy vstúpia do recipientnej baktérie, môžu existovať nezávisle alebo sa môžu integrovať s bakteriálnym chromozómom. Integrovaná F plazmidová DNA a chromozomálna DNA je známa ako Hfr DNA. Bakteriálne kmene, ktoré nesú Hfr DNA alebo F plazmidovú DNA integrovanú do bakteriálnych chromozómov, sú známe ako HFr kmene. Toto je hlavný rozdiel medzi kmeňmi F+ a Hfr.
Stiahnuť PDF verziu HRF vs F+ Strains
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi HFR a F+ kmeňmi