اقتران بكتيري
الآلية

إن البلازميد المقرن النموذجي هو من طراز البلازميد -اف أو العامل –اف. وإن البلازميد – اف عبارة عن يصبوغ (أي البلازميد الذي يستطيع أن يدمج نفسه في الكروموسوم البكتيري من خلال إعادة تركيب متماثل) بطول يبلغ حوالي 100 كيلو بايت. كما أنه يحمل أصل التكرار أو النسخ المتماثل الخاص به، أو ما يسمى أوري في وبالإنكليزية oriV، كما يحمل أصل النقل، الذي يسمى بدوره أوري تي أو oriT بالإنكليزية. ويمكن أن تتواجد نسخة واحدة فقط من البلازميد – اف في البكتيريا المعطاة، وإما أن تكون حرة أو مدمجة، حيث تدعى البكتيريا التي تحوز النسخة إف – بوزيتيف أو إيجابية العامل–اف، أو اف بلس (ويشار إليه بالرمز F+). أما الخلايا التي لا تحتوي على البلازما اف فتدعى اف – نيغاتيف أو سلبية العامل–اف، أو اف مينوس (ويشار إليها بالرمز F-) حيث يمكن لمثل هذه الخلايا أن تقوم بعمل المستقبلات.
ومن بين المعلومات الجينية الأخرى، يحمل البلازميد –اف موضع التي آر إي أو بالإنكليزية tra والتي آر بي أو trb، التي يبلغ طولهما معا حوالي 33 كيلو ويتألف مما يقارب 40 مورث. يتضمن موضع التي آر إي مورث البايلين وجينات تتظيمية، تشكل معا الأشعار أو بيلي على سطح الخلية. كما يتضمن الموضع أيضا جينات من أجل البروتينات التي تصل نفسها على سطح البكتيريا – F- وتبدأ عملية الاقتران. رغم ذلك، ثمة جدل قائم بشأن الآلية الدقيقة للاقتران حيث يبدو أن الأشعار ليست البنى التي يحدث تبادل الحمض النووي من خلالها. وقد تم إظهار ذلك في الاختبارات حيث سمح للشعرة بالاتصال، ثم شوبت فيما بعد بواسطة الاس دي اس، ومع ذلك فإن تحول الحمض النووي لا زال مستمرا. إلى ذلك، يبدو أن العديد من البروتينات المرمزة وفقا لموضع التي آر إي أو التي آر بي تقوم بفتح قناة بين البكتيريا وبذلك يبدأ إنزيم التي آر إي دي، المستقر في قاعدة الشعرة، يبدأ بانشطار الغشاء.
عندما يستهل الاقتران عبر إشارة، يخلق إنزيم ريلاكساس ملحق في أحد مقاطع بلأزمات الاقتران في أوري تي أو oriT. وقد يعمل ريلاكساس بشكل مفرد أو ضمن مجموعة مكونة من أكثر من دزينة من البروتينات المعروفة بمجموعها باسم ريلاكسوسوم.. هذا ويدعى إنزيم ريلاكساس في نظام البلازما – اف بالتي آر أي آي، حيث يتضمن ريلاكسوسوم كلا من التي آر أي آي، والتي آر أي واي، إضافة إلى التي آر أي ام والعامل المضيف المدمج وهو الآي اتش اف. أما المقطع الملحق، أو مقطع –تي أو T-strand، يفك بعدها من المقطع الذي لم يكسر بعد وينقل إلى الخلية المستقبلة في اتجاه من النهاية الخامسة إلى النهاية الثالثة. أما المقطع المتبقي فيتم تكراره إما بسلوك مقرن مستقل (ستنساخ خامل يبدأ عند أوري في) أو من خلال انسجام مع الاقتران (استنساخ اقتراني مشابه لاستنساخ الدائرة من lambda phage). هذا وقد يتطلب الاستنساخ المقرن ملحقا آخر قبل أن يستطيع الانتقال الناجح الحدوث، ويدعي تقرير آخر بمنع حدوث اقتران بواسطة مواد كيميائية عملت على تقليد خطوة الوسيط في هذا الحدث الملحق الثاني.
إذا ما تم إدماج البلازما – اف الذي نقل في وقت سابق مع المورث المتبرع، فإن بعض الحمض النووي الصبغي للمتبرع قد ينتقل أيضا مع الحمض النووي البلازمي. أما كمية الحمض النووي الصبغي الذي انتقل فهو يعتمد على مدى طول البكتيريتين المقترنتين اللتين بقيتا على اتصال. وفي المختبر الشائع، فإن سلاسل الإي. كولاي وبالإنكليزية إشريكية قولونية، تأخذ حوالي 100 دقيقة في تنقل كامل الكروموسوم البكتيري، وعندها يمكن للحمض النووي المنتقل أن يتحد ضمن المورث المستقبل عبر إعادة تركيب متشابه.
وعادة ما تتضمن بنية الخلية التي تحوي مع باقي مجموعات الخلايا على البلازميدات- اف الغير متكاملة، عادة ما تتضمن كذلك بعض الخلايا التي دمجت مصادفة بلازميداتها. وفي هذه الخلايا المسؤولة عن نقل مورث الكروموسوم ذي التردد المنخفض والمتسبب في مثل هذه البنى. كما يمكن لبعض سلاسل البكتيريا التي تحتوي على البلازميدات -اف المتكاملة أن تنعزل وتنمو في مثل هذه البنى النقية. ولأن مثل هذه السلاسل تقوم بنقل المورثات الكرموسومية بطريقة فعالة للغاية فإنها تدعى اتش اف آر(إعادة التركيب بتردد عال) Hfr. وقد
تم تخطيط مورث الإي. كولاي في الأصل عن طريق اختبارات التزاوج التي تم توقيفها، حيث قصمت خلايا الاتش اف آر المختلفة في عملية الاقتران من قبل المستقبلات بعد أقل من 100 دقيقة (باستخدام خلاط وارنج بشكل مبدئي). هذا وإن المورثات التي تم تحويلها.