הבדל מפתח - HFR לעומת זני F+
צימוד חיידקים היא שיטה לרבייה מינית בחיידקים ונחשבת כדרך אחת להעברת גנים אופקית בחיידקים. אפשר בין שני חיידקים שבהם לחיידק אחד יש גורם פוריות או פלסמיד F ולחיידק שני חסר פלסמיד F. במהלך צימוד חיידקים, פלסמידים F מועברים בדרך כלל לחיידק המקבל, לא לכרומוזום כולו. חיידקים שיש להם את הפלסמידים F ידועים כזני F+ או תורמים. הם מסוגלים ליצור פילי מין ולהעביר פלסמידים לחיידקים אחרים שמקבלים אותם. פלסמיד F חופשי בציטופלזמה.לפעמים, פלסמיד F משתלב בכרומוזום החיידקי ומייצר DNA רקומביננטי. חיידקים שיש להם פלסמיד F המשולב בכרומוזומים שלהם ידועים כזנים רקומביננטיים בתדירות גבוהה או זני Hfr. ההבדל העיקרי בין זני F+ ל-Hfr הוא שלזני F+ יש פלסמידים F בציטופלזמה באופן חופשי מבלי להשתלב בכרומוזומי חיידקים בעוד שלזני Hfr יש פלסמידים F משולבים בכרומוזומים שלהם.
מהם זני F+?
לחלק מזני חיידקים יש פלסמידים F בנוסף לכרומוזומים שלהם. זנים אלו ידועים כזני F+. הם פועלים כתאים תורמים או זכרים בצימוד חיידקי. צימוד חיידקים הוא מנגנון רבייה מינית המוצג על ידי חיידקים המאפשר העברת גנים אופקית בין חיידקים. פלסמידים F יכולים להשתכפל באופן עצמאי ולהכיל גנים מקודדי גורמי פוריות. מכאן שה-DNA החוץ-כרומוזומלי (פלסמידים) אלו נקראים פלסמידים F בשל גורם ה-F או גורם הפוריות.גנים המקודדים לגורמי פוריות חיוניים להעברה או לצימוד. זני חיידקים המקבלים פלסמידים F מזני F+ ידועים כזני F או זני נמענים או נקבות. זני F+ יכולים לתרום את החומר הגנטי או ה-DNA החוץ-כרומוזומלי שלהם לחיידק אחר.
צימוד חיידקים מתחיל בייצור של פילי מין על ידי זני F+ למגע עם חיידק F. סקס פילוס מקל על תקשורת התא לתא ומגע על ידי יצירת צינור צימוד. היווצרות זו נשלטת על ידי הגנים של גורמי הפוריות הנישאים על ידי זן F+. F+ משכפל את הפלסמיד F שלו ויוצר עותק שלו כדי להעביר אותו לזן F-. הפלסמיד F המועתק מועבר לזן F- באמצעות צינור צימוד. ברגע שהוא עובר, צינור הצימוד מתנתק. זן המקבל הופך ל-F+. במהלך הצימוד החיידקי, רק הפלסמיד F מועבר מזן F+ לזן F-; הכרומוזום החיידקי אינו מועבר.
איור 01: F+ Strain ו-F- Strain
מהם זני HFR?
זני חיידקים שיש להם פלסמיד F המשולב בכרומוזומים נקראים זני רקומבינציה בתדירות גבוהה או זני Hfr. בזני Hfr, פלסמיד F אינו קיים באופן חופשי בציטופלזמה. פלסמיד F מתחבר עם כרומוזום חיידקי וקיים כיחידה אחת. DNA משולב זה ידוע בשם DNA בתדירות גבוהה או Hfr DNA. במילים אחרות, זהו זן חיידקי שיש לו Hfr DNA כזן Hfr. מכיוון שלזן Hfr יש פלסמיד F או גורם פוריות, הוא יכול לפעול כתורם או חיידק זכר בהצטרפות חיידקים. זני Hfr אלו מנסים להעביר את כל ה-DNA או חלק גדול מה-DNA לחיידק המקבל דרך גשר הזדווגות. חלקים מסוימים של כרומוזום חיידקים או הכרומוזום כולו ניתנים גם להעתקה ולהעבירם לחיידק המקבל כאשר מעורב זן Hfr הוא צימוד.זני Hfr כאלה שימושיים מאוד בחקר קישור גנים ורקומבינציה. לפיכך, ביולוגים מולקולריים וגנטיקאים משתמשים בזן Hfr של חיידקים (לעיתים קרובות E. coli) כדי לחקור קישור גנטי ולמפות את הכרומוזום.
רקומבינציה בתדירות גבוהה מתרחשת כאשר חיידק מקבל מקבל שלושה סוגים של DNA לאחר הזדווגות עם זן Hfr באמצעות צימוד חיידקים. שלושת הסוגים הללו הם, DNA כרומוזומלי משלו, DNA פלסמיד F וכמה חלקים מה-DNA הכרומוזומלי של התורם. מסיבה זו, חיידקים כאלה נקראים זני Hfr. ניתן להגדיר זני HFr גם כנגזרות של זני F+.
F פלסמידים יכולים להשתלב בכרומוזום החיידקים ולהתפרק בחזרה מהכרומוזום המארח. במהלך הפירוק, פלסמיד F יכול לבחור כמה גנים בקרבתו מהכרומוזום המארח. זני חיידקים Hfr שמתפרקים עם כמה גנים מארח ליד אתרי אינטגרציה של פלסמיד F ידועים כזני F'.
איור 02: Hfr Strain
מה ההבדל בין זני HFR ו-F+?
HFR נגד F+ זנים |
|
| זני HFr הם זני חיידקים עם Hfr DNA או DNA פלסמיד F המשולבים בכרומוזומי חיידקים. | זני חיידקים המכילים פלסמידים F ידועים כזני F+. פלסמידים F מכילים גנים מקודדי גורמי פוריות. |
| גורם פוריות | |
| פלסמיד הפוריות משולב ב-DNA הכרומוזומלי של התא המארח בתאי Hfr. | פלסמיד פוריות אינו תלוי בכרומוזום בתאי F+ |
| יעילות | |
| Hfr הם תורמים יעילים מאוד. | תאי F+ פחות יעילים בהשוואה לזני Hfr. |
סיכום – Hfr vs F+ זנים
זני חיידקים בעלי פלסמידים F מאופיינים כזני F+. פלסמידים F מכילים גורם פוריות או גורם F החיוני לצימוד חיידקי. חיידקים אלו מסוגלים להעביר את פלסמיד F שלהם לחיידקים החסרים פלסמידים F. ברגע שפלסמידים F אלה נכנסים לחיידק המקבל, הוא יכול להתקיים באופן עצמאי או שהוא יכול להשתלב עם כרומוזום חיידקי. DNA משולב פלסמיד F ו-DNA כרומוזומלי ידוע בשם Hfr DNA. זני חיידקים הנושאים Hfr DNA או DNA פלסמיד F המשולבים בכרומוזומי חיידקים ידועים כזני HFr. זה ההבדל העיקרי בין זני F+ ו-Hfr.
הורד גרסת PDF של HRF לעומת זני F+
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערות ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין זני HFR ו-F+