La coniugazione batterica è un metodo di riproduzione sessuale nei batteri ed è considerata come una modalità di trasferimento genico orizzontale nei batteri. È possibile tra due batteri in cui un batterio possiede un fattore di fertilità o un plasmide F e il secondo batterio manca del plasmide F. Durante la coniugazione batterica, i plasmidi F vengono generalmente trasferiti sul batterio ricevente, non sull'intero cromosoma. I batteri che possiedono i plasmidi F sono noti come ceppi F + o donatori. Sono in grado di formare pili sessuali e trasferire i plasmidi in altri batteri che li ricevono. Il plasmide F è libero nel citoplasma. A volte, il plasmide F si integra nel cromosoma batterico e produce DNA ricombinante. I batteri che possiedono il plasmide F integrato nei loro cromosomi sono noti come ceppi ricombinanti ad alta frequenza o ceppi di Hfr. La differenza chiave tra ceppi F + e Hfr è quella I ceppi F + hanno i plasmidi F nel citoplasma liberamente senza integrarsi nei cromosomi batterici mentre I ceppi Hfr hanno plasmidi F integrati nei loro cromosomi.
CONTENUTO
1. Panoramica e differenza chiave
2. Cosa sono i ceppi F +
3. Quali sono i ceppi HFR
4. Confronto affiancato - Ceppi HFR vs F + in forma tabulare
5. Sommario
Alcuni ceppi batterici possiedono i plasmidi F oltre ai loro cromosomi. Questi ceppi sono noti come ceppi F +. Agiscono come cellule donatrici o maschi in coniugazione batterica. La coniugazione batterica è un meccanismo riproduttivo sessuale mostrato dai batteri che facilita il trasferimento orizzontale del gene tra i batteri. I plasmidi F possono replicarsi indipendentemente e contenere geni codificanti del fattore di fertilità. Quindi questi DNA extracromosomico (plasmidi) sono chiamati F plasmidi a causa del fattore F o del fattore di fertilità. I geni codificanti del fattore di fertilità sono essenziali per il trasferimento o la coniugazione. I ceppi batterici che ricevono i plasmidi F da ceppi di F + sono noti come ceppi di F o ceppi riceventi o femmine. I ceppi F + possono donare il loro materiale genetico o il DNA extracromosomico a un altro batterio.
La coniugazione batterica inizia con la produzione di pelli sessuali da ceppi di F + a contatto con il batterio F-. Il sesso pilus facilita la comunicazione cellulare e il contatto formando un tubo di coniugazione. Questa formazione è governata dai geni del fattore di fertilità sostenuti dal ceppo F +. F + replica il suo plasmide F e ne fa una copia da trasferire in F-ceppo. Il plasmide F copiato viene trasferito al ceppo F mediante un tubo di coniugazione. Una volta trasferito, il tubo di coniugazione si dissocia. Il ceppo del destinatario diventa F +. Durante la coniugazione batterica, solo il plasmide F viene trasferito dal ceppo F + al ceppo F; il cromosoma batterico non viene trasferito.
Figura 01: F + Strain e F-Strain
Sono chiamati ceppi batterici che hanno il plasmide F integrato nei cromosomi ceppi di ricombinazione ad alta frequenza o Ceppi di Hfr. Nei ceppi Hfr, il plasmide F non esiste liberamente nel citoplasma. Il plasmide F si combina con il cromosoma batterico ed esiste come un'unica unità. Questo DNA ricombinato è noto come DNA ad alta frequenza o Hfr DNA. In altre parole, è un ceppo batterico che possiede il DNA Hfr come ceppo Hfr. Dal momento che il ceppo Hfr ha un fattore F plasmidico o di fertilità, può agire come un donatore o un batterio maschile nella coniugazione batterica. Questi ceppi di Hfr tentano di trasferire l'intero DNA o una grande parte del DNA nel batterio ricevente attraverso un ponte di accoppiamento. Alcune parti del cromosoma batterico o l'intero cromosoma possono anche essere copiati e trasferiti al batterio ricevente quando il ceppo Hfr è coinvolto nella coniugazione. Tali ceppi di Hfr sono molto utili nello studio del legame genico e della ricombinazione. Quindi, biologi molecolari e genetisti usano ceppi Hfr di batteri (spesso E. coli) per studiare il legame genetico e mappare il cromosoma.
Ricombinazione ad alta frequenza si verifica quando un batterio ricevente riceve tre tipi di DNA dopo l'accoppiamento con ceppo Hfr attraverso coniugazione batterica. Questi tre tipi sono, il proprio DNA cromosomico, il DNA plasmidico F e alcune parti del DNA cromosomico del donatore. Per questo motivo, tali batteri sono chiamati come ceppi di Hfr. I ceppi HFr possono anche essere definiti come derivati di ceppi F +.
I plasmidi F possono essere integrati nel cromosoma batterico e disintegrarsi dal cromosoma ospite. Durante la disintegrazione, il plasmide F può prelevare alcuni geni vicino al cromosoma ospite. I ceppi batterici Hfr che si disintegrano con alcuni geni ospiti vicino ai siti di integrazione del plasmide F sono noti come ceppi di F.
Figura 02: Deformazione Hfr
Ceppi HFR vs F + | |
I ceppi HFr sono ceppi batterici con DNA Hfr o DNA plasmidico F integrato nei cromosomi batterici. | I ceppi batterici che contengono i plasmidi F sono noti come ceppi F +. I plasmidi F contengono geni codificanti del fattore di fertilità. |
Fertility Factor | |
Il plasmide di fertilità è integrato nel DNA cromosomico della cellula ospite in cellule Hfr. | Il plasmide di fertilità è indipendente dal cromosoma nelle cellule F + |
Efficienza | |
Gli Hfr sono donatori molto efficienti. | Le cellule F + sono meno efficienti rispetto ai ceppi Hfr. |
I ceppi batterici che hanno i plasmidi F sono caratterizzati come ceppi F +. I plasmidi F contengono un fattore di fertilità o un fattore F che è essenziale per la coniugazione batterica. Questi batteri sono in grado di trasferire il loro plasmide F in batteri privi di plasmidi F. Una volta che questi plasmidi F entrano nel batterio ricevente, può esistere indipendentemente o può integrarsi con il cromosoma batterico. Il DNA plasmidico F integrato e il DNA cromosomico sono noti come Hfr DNA. I ceppi batterici che portano DNA Hfr o DNA plasmidico F integrato nei cromosomi batterici sono noti come ceppi HFr. Questa è la principale differenza tra i ceppi F + e Hfr.
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1. Griffiths, Anthony JF. "Problemi risolti". Introduzione all'analisi genetica. 7a edizione. U.S. National Library of Medicine, 01 gennaio 1970. Web. Disponibile qui. 01 giugno 2017.
2. "Hfr cell." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 30 dicembre 2016. Web. Disponibile qui. 01 giugno 2017.
1. "Coniugazione" di Adenosine - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia [Ritagliata e etichettata]
2. "Replica plasmidica (inglese)" per Utente: Spaully - Opera propria, CC BY-SA 2.5) via Commons Wikimedia [Ritagliata e etichettata]