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细菌共轭聚合物原理(细菌结合的步骤/过程)

发布时间:2022-01-17 10:32:53 阅读:112752次 来源:百度学术

  细菌共轭聚合物原理(细菌结合的步骤/过程)

  结合是通过通常由接合菌毛或性菌毛介导的直接接触将质粒或其他可自我传播的DNA元件和有时染色体DNA从供体细胞转移到受体细胞。

  通过接合转移的 DNA 的受体称为转接合子。

  结合过程可以转移数百至数千个碱基的DNA区域,在细菌交换方法中具有最广泛的DNA转移宿主范围。

  结合发生在许多细菌种类中和之间,包括革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌,甚至发生在细菌和植物之间。

  广泛宿主范围的结合质粒已被用于分子生物学,以将重组基因引入常规转化或转导方法难以处理的细菌物种中。

  尽管存在许多结合质粒的例子,但涉及 F 质粒的结合是最常见的。

细菌结合

  细菌结合原理

  细菌结合的过程是基于质粒或任何其他遗传物质通过紧密的物理接触从供体细胞转移到受体细胞的原理。

  在所有接合质粒中,大肠杆菌的 F(生育力)质粒是第一个发现的,也是研究最多的质粒之一。

  F质粒存在于每个细胞一或两个拷贝中并且非常大(约100kb)。含有 F 质粒的大肠杆菌被称为供体(F +或雄性)细胞,而缺乏 F 质粒的大肠杆菌被称为受体(F -或雌性)细胞。只有供体细胞能够将 F 质粒转移到受体细胞。

  为了将 F 质粒从供体转移到受体,细胞之间需要密切接触,从而形成交配对。

  然后通过不同酶的作用,两个细胞的膜融合引起遗传物质的转移。

  膜融合后,供体 DNA 发生复制并转移到受体细胞中。

  细菌结合的步骤/过程

细菌结合的步骤/过程

  在通过缀合将 F 质粒转移到大肠杆菌中的过程中会发生以下过程:

  F质粒含有tra locus,其中包括pilin这个基因,连同一些调节蛋白导致在F +细胞表面形成菌毛。

  存在于菌毛中的蛋白质会附着在 F细胞表面。菌毛负责在细胞之间进行接触,但质粒的转移不会通过菌毛发生。

  位于菌毛底部的traD酶启动膜融合。

  一旦接合开始,酶松弛酶在oriT的接合质粒中产生一个缺口

  有切口的链(称为 T 链)然后展开并沿 5'-3' 方向转移到受体细胞。

  互补链在两个细胞中合成;因此,捐赠者和接受者都是 F +。

  在某些 F +细菌细胞中,F 元素很少(大约每 10,000 个 F +细胞中一次)与主要细菌染色体相关联,因此染色体的副本通过接合管从供体细胞转移到受体细胞.

  在插入过程中,圆形F元件在特定点断裂,成为细菌染色体的线性片段。

  携带这种集成 F 元素的 F +细胞称为Hfr 细胞(Hfr 代表高重组频率)。

  Hfr 细胞的整合 F 元件通常与细菌染色体一起被动复制,并以这种方式从一代 Hfr 传递到下一代。

  其他共轭元素

  广泛宿主范围的结合质粒,例如 RK2,可以在许多细菌属之间转移,甚至从细菌转移到酵母。

  此外,存在含有oriT的质粒,但它们不能自我传播,因为它们缺乏一些或全部必需的tra

  但是,如果在单独的复制子上提供tra基因,则可以动员这些质粒进行转移。这种质粒称为可移动质粒。

  细菌结合的例子

  根癌农杆菌通过将 T DNA 元件(该细菌中存在的Ti(肿瘤诱导)质粒的一部分)转移到植物细胞中,在植物细胞中将 T 元件整合到植物细胞的基因组中,从而在植物中引起冠瘿瘤。

  编码抗菌素抗性基因的结合质粒称为 R 质粒,其通过志贺氏菌属转移,这可能导致抗生素抗性志贺氏菌介导的痢疾的广泛爆发。


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