خلية إعادة التركيب عالية التردد

خلية إعادة التركيب عالية التردد
حول
خلية إعادة التركيب عالية التردد (بالإنجليزية: High-frequency recombination cell أو Hfr cell) (أيضاً تسمى Hfr strain) هي بكتيريا بها بلازميد مترافق (على سبيل المثال، عامل F) مدمج في الحمض النووي (DNA) الكروموسومي الخاص بها. يتم دمج البلازميد في كروموسوم الخلية من خلال إعادة التركيب المتماثل. ويُطلق على البلازميد الاقتراني القادر على تكامل الكروموسوم أيضًا اسم إيبيسوم (episome) (جزء من الحمض النووي يمكن أن يوجد كبلازميد أو يتكامل في الكروموسوم). عندما يحدث الاقتران، تكون خلايا Hfr فعالة للغاية في توصيل الجينات الصبغية للخلية إلى خلايا F− المتلقية، والتي تفتقر إلى الإيبيسوم (episome).
التاريخ
تميزت سلالة Hfr لأول مرة بواسطة لوكا كافالي سفورزا (Luca Cavalli-Sforza). وقام وليام هايز (William Hayes) أيضًا بعزل سلالة Hfr أخرى بشكل مستقل.
نقل الكروموسوم البكتيري بواسطة خلايا Hfr
يمكن لخلية Hfr نقل جزء من الجينوم البكتيري. على الرغم من اندماجها في الحمض النووي (DNA) الكروموسومي للبكتيريا، فإن العامل F لخلايا Hfr لا يزال بإمكانه بدء النقل الاقتراني، دون استئصاله من الكروموسوم البكتيري أولاً. نظرًا للميل المتأصل لعامل F إلى نقل نفسه أثناء الاقتران، ويتم جر بقية الجينوم البكتيري معه. وبالتالي، على عكس خلية F + العادية، ستحاول سلالات Hfr نقل الحمض النووي (DNA) بالكامل عبر جسر التزاوج، بطريقة مشابهة للاقتران الطبيعي. في الاقتران النموذجي، تصبح الخلية المتلقية أيضًا F + بعد الاقتران حيث تتلقى نسخة كاملة من بلازميد عامل F، لكن هذا ليس هو الحال في الاقتران بوساطة خلايا Hfr. نظرًا للحجم الكبير للكروموسوم البكتيري، فمن النادر جدًا نقل الكروموسوم بأكمله إلى الخلية F لأن الوقت المطلوب ببساطة طويل جدًا بحيث تحافظ الخلايا على اتصالها الجسدي. وبالتالي، نظرًا لأن النقل الاقتراني غير مكتمل (تتطلب الطبيعة الدائرية للبلازميد والكروموسوم البكتيري نقلًا كاملاً لعامل F ليتم نقله حيث يمكن قطعه في المنتصف)، لا تتلقى خلايا F المتلقية العامل F كامل التسلسل، ولا تصبح F + بسبب عدم قدرتها على تكوين أشعار بكتيرية جنسية.
تقنية التزاوج المتقطع
في الاقتران بوساطة خلايا Hfr، يبدأ نقل الحمض النووي في أصل النقل (oriT أو origin transfer) الموجود داخل العامل F ثم يستمر في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة اعتمادًا على اتجاه عامل F في الكروموسوم. لذلك، فإن طول الحمض النووي الكروموسومي (DNA) المنقولة إلى الخلية F− يتناسب مع الوقت الذي يُسمح فيه بحدوث الاقتران. ينتج عن ذلك نقل متسلسل للجينات على الكروموسوم البكتيري. يستخدم علماء الوراثة البكتيرية هذا المبدأ لرسم خريطة الجينات على الكروموسوم البكتيري. تسمى هذه التقنية بالتزاوج المتقطع حيث يسمح علماء الوراثة بالاقتران لفترات زمنية مختلفة قبل إيقاف الاقتران بخلاط عالي السرعة. باستخدام سلالات Hfr و F− مع سلالة واحدة تحمل طفرات في عدة جينات، كل منها يؤثر على وظيفة التمثيل الغذائي أو يسبب مقاومة المضادات الحيوية، وفحص النمط الظاهري للخلايا المتلقية على لوحات أجار انتقائية، ويمكن للمرء أن يستنتج الجينات التي يتم نقلها إلى الخلايا المتلقية أولاً، وبالتالي فهي أقرب إلى تسلسل oriT على الكروموسوم.
الخلية F الأولية
تحتوي الخلية Fالأولية على البلازميد F الذي يتكامل مع الحمض النووي (DNA) الكروموسومي ويحمل معه جزءًا من الحمض النووي الكروموسومي (DNA) أثناء استئصاله من الكروموسوم. وبالتالي، فإن البلازميد F الأولي هو البلازميد الذي يحتوي على جزء من الحمض النووي (DNA) الكروموسومي الذي يمكن نقله إلى الخلية المستقبلة، جنبًا إلى جنب مع البلازميد أثناء الاقتران.
مراجع
أحياء
خلايا
علم البكتيريا
علم الوراثة الجزيئي