F-плазмида

F -плазмида (впервые названная F одной из ее первооткрывателей Эстер Ледерберг ; также называемая половым фактором в E. coli , половым фактором F или фактором фертильности ) ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} позволяет переносить гены от одной бактерии, несущей фактор, к другой бактерии, не имеющей этого фактора, путем конъюгации . Фактор F был первой плазмидой открытой . В отличие от других плазмид, фактор F является конститутивным для белков-переносчиков из-за мутации гена finO . ^{[ 4 ]} Плазмида F принадлежит к F-подобным плазмидам , классу конъюгативных плазмид, которые контролируют половые функции бактерий с помощью системы ингибирования фертильности (Fin). ^{[ 5 ]}

Открытие

Эстер М. Ледерберг и Луиджи Л. Кавалли-Сфорца открыли «F». ^{[ 6 ]} впоследствии публикуется с Джошуа Ледербергом . ^{[ 7 ]} Как только ее результаты были объявлены, к исследованиям присоединились еще две лаборатории. «Это не было одновременным независимым открытием F (я называл это фактором фертильности, пока это не было понято). Мы написали Хейсу, Джейкобу и Уоллману, которые затем продолжили свои исследования». ^{[ 8 ]} Открытие буквы «F» иногда путают с открытием Уильямом Хейсом «полового фактора», хотя он никогда не претендовал на приоритет. Действительно, «он [Хейс] думал, что F на самом деле является лямбдой, и когда мы убедили его [что это не так], он начал свою работу». ^{[ 9 ]}

Структура

Наиболее распространенными функциональными сегментами, составляющими F-факторы, являются: ^{[ 10 ]}

OriT (Происхождение переноса): последовательность, которая отмечает отправную точку конъюгативного переноса.
OriV (начало вегетативной репликации): последовательность, начиная с которой плазмидная ДНК будет реплицироваться в клетке-реципиенте.
Тра-регион ( гены-переносчики ): Гены, кодирующие процесс переноса F-Pilus и ДНК.
IS ( элементы вставки ), состоящие из одной копии IS2, двух копий IS3 и одной копии IS1000: так называемые «эгоистичные гены» (фрагменты последовательностей, которые могут объединять копии самих себя в разных местах). ^{[ 11 ]}

Некоторые гены плазмиды F и их функции:

traA: F-пилин, основная субъединица F-пилуса.
traN: распознает рецепторы клеточной поверхности ^{[ 5 ]}

Связь с геномом

Эписома , содержащая F-фактор, может существовать как независимая плазмида бактериальной клетки или интегрироваться в геном . Возможные состояния имеют несколько названий:

Бактерии Hfr обладают всей эписомой F, интегрированной в бактериальный геном.
Ф ⁺ бактерии обладают фактором F как плазмидой, независимой от бактериального генома. Плазмида F содержит только ДНК F-фактора и не содержит ДНК бактериального генома.
Бактерии F' (F-prime) образуются в результате неправильного вырезания хромосомы, в результате чего плазмида F несет бактериальные последовательности, расположенные рядом с местом, где была вставлена эпизома F.
Ф ⁻ бактерии не содержат фактора F и выступают в роли реципиентов.

Функция

Когда Ф ⁺ клеточные конъюгаты/пары с F ⁻ ячейка, результат — два F ⁺ клетки, обе из которых способны передавать плазмиду другим F ⁻ клетки путем конъюгации. Ворсинка на F+-клетке взаимодействует с клеткой-реципиентом, обеспечивая образование соединения спаривания, ДНК разрезается на одной цепи, разматывается и переносится реципиенту. ^{[ 3 ]}^{[ 10 ]}

F-плазмида принадлежит к классу конъюгативных плазмид, контролирующих половые функции бактерий с помощью системы ингибирования фертильности (Fin). В этой системе транс-действующий фактор FinO и антисмысловые РНК FinP объединяются для подавления экспрессии гена-активатора TraJ . TraJ представляет собой фактор транскрипции , который активирует tra оперон . Оперон tra включает гены, необходимые для конъюгации и переноса плазмиды. Это означает, что буква F ⁺ Бактерии всегда могут выступать в качестве донорской клетки. Ген finO исходной плазмиды F (в E. coli K12) прерывается вставкой IS3, что приводит к конститутивной экспрессии оперона tra . ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} Ф ⁺ клетки также имеют белки поверхностного исключения TraS и TraT на бактериальной поверхности. Эти белки предотвращают вторичные события спаривания с участием плазмид, принадлежащих к одной и той же группе несовместимости (Inc). Таким образом, каждое F ⁺ Бактерия может содержать только один тип плазмиды любой данной группы несовместимости.

В случае переноса Hfr полученные трансконъюгаты редко представляют собой Hfr. Результат Hfr/F ⁻спряжение - это F ⁻штамм с новым генотипом. Когда плазмиды F-prime переносятся в бактериальную клетку-реципиент, они несут фрагменты ДНК донора, которые могут сыграть важную роль в рекомбинации . Биоинженеры создали F-плазмиды, которые могут содержать вставленную чужеродную ДНК; это называется бактериальной искусственной хромосомой .

Первая когда-либо описанная ДНК- геликаза кодируется F-плазмидой и отвечает за инициацию переноса плазмиды. Первоначально он назывался E. coli ДНК-геликаза I , но теперь известен как F-плазмида TraI . Помимо того, что белок F-плазмиды TraI из 1756 аминокислот (одна из самых крупных в E. coli ) является геликазой, он также отвечает за специфическое и неспецифическое связывание одноцепочечной ДНК, а также катализирует разрыв одноцепочечной ДНК. многоцепочечная ДНК в начале переноса.

См. также

Ссылки

^ Даггер, Гордон (1976). Словарь наук о жизни . (Лондон [usw.]): Макмиллан). п. 130. ИСБН 978-0333194362 .
^ Хайн, Роберт (2008). Биологический словарь (6-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 592. ИСБН 9780199204625 .
^ Jump up to: ^а ^б Лоули, Т.Д.; Климке, Вашингтон; Габбинс, MJ; Фрост, Л.С. (15 июля 2003 г.). «Конъюгация F-фактора представляет собой настоящую систему секреции IV типа» . Письма FEMS по микробиологии . 224 (1): 1–15. дои : 10.1016/S0378-1097(03)00430-0 . ПМИД 12855161 .
^ Ёсиока, Ю; Оцубо, Х; Оцубо, Э (1987). «Ген-репрессор finO в плазмидах R100 и F: конститутивный перенос плазмиды F вызван вставкой IS3 в F finO» . Журнал бактериологии . 169 (2): 619–623. дои : 10.1128/jb.169.2.619-623.1987 . ISSN 0021-9193 . ПМК 211823 . ПМИД 3027040 .
^ Jump up to: ^а ^б Франкель, Гад; Дэвид, София; Лоу, Вэнь Вэнь; Седдон, Хлоя; Вонг, Джошуа LC; Бейс, Константинос (18 августа 2023 г.). «Плазмиды выбирают бактериального партнера, прежде чем приступить к конъюгации» . Исследования нуклеиновых кислот . дои : 10.1093/nar/gkad678 . ПМЦ 10516633 . ПМИД 37592747 .
↑ Как пишет Эстер Ледерберг: «В это же время Л. Кавалли в Милане, Италия, открыл феномен бесплодия с другой стороны. Обмен данными показал, что если бы я проводила эксперимент, то он планировал его провести, но завершили еще один проект, который планировали, поэтому мы решили объединить силы и сотрудничать». См. http://www.estherMlederberg.com/Clark_MemorialVita/HISTORY52.html.
^ Ледерберг Дж., Кавалли Л.Л. и Ледерберг Э.М., ноябрь 1952 г., «Половая совместимость Escherichia coli», Genetics 37 (6): 720-730.
^ «Исторические заметки о факторе фертильности F (версия Б)» . www.esthermlederberg.com . Проверено 14 июля 2023 г.
^ «Исторические заметки о факторе фертильности F (версия А)» . www.esthermlederberg.com . Проверено 14 июля 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Арутюнов Денис; Фрост, Лаура С. (1 июля 2013 г.). «Спряжение F: Назад к началу». Плазмида . 70 (1): 18–32. doi : 10.1016/j.plasmid.2013.03.010 . ISSN 0147-619X . ПМИД 23632276 .
^ Хартвелл, Лиланд; Худ, Лерой; Голдберг, Майкл Л.; Рейнольдс, Энн Э.; Сильвер, Ли М. (2011). Генетика: от генов к геномам; Четвертое издание . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-352526-6 .
^ Джером, LJ; ван Бизен Т; Мороз Л.С. (1999). «Деградация антисмысловой РНК FinP из F-подобных плазмид: РНК-связывающий белок FinO защищает FinP от рибонуклеазы E». Дж Мол Биол . 285 (4): 1457–1473. дои : 10.1006/jmbi.1998.2404 . ПМИД 9917389 .
^ Артур округ Колумбия, Гету А.Ф., Габбинс М.Дж., Эдвардс Р.А., Фрост Л.С., Гловер Дж.Н. (2003). «FinO — это шаперон РНК, который облегчает взаимодействие смысловой и антисмысловой РНК» . ЭМБО Дж . 22 (23): 6346–55. дои : 10.1093/emboj/cdg607 . ПМК 291848 . ПМИД 14633993 .

Внешние ссылки

Страница FinP на Rfam
Страница traJ 5' UTR на Rfam

[LS-1] Даггер, Гордон (1976). Словарь наук о жизни . (Лондон [usw.]): Макмиллан). п. 130. ИСБН 978-0333194362 .

[Hine-2] Хайн, Роберт (2008). Биологический словарь (6-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 592. ИСБН 9780199204625 .

[FEMS-3] Jump up to: ^а ^б Лоули, Т.Д.; Климке, Вашингтон; Габбинс, MJ; Фрост, Л.С. (15 июля 2003 г.). «Конъюгация F-фактора представляет собой настоящую систему секреции IV типа» . Письма FEMS по микробиологии . 224 (1): 1–15. дои : 10.1016/S0378-1097(03)00430-0 . ПМИД 12855161 .

[4] Ёсиока, Ю; Оцубо, Х; Оцубо, Э (1987). «Ген-репрессор finO в плазмидах R100 и F: конститутивный перенос плазмиды F вызван вставкой IS3 в F finO» . Журнал бактериологии . 169 (2): 619–623. дои : 10.1128/jb.169.2.619-623.1987 . ISSN 0021-9193 . ПМК 211823 . ПМИД 3027040 .

[pmid37592747-5] Jump up to: ^а ^б Франкель, Гад; Дэвид, София; Лоу, Вэнь Вэнь; Седдон, Хлоя; Вонг, Джошуа LC; Бейс, Константинос (18 августа 2023 г.). «Плазмиды выбирают бактериального партнера, прежде чем приступить к конъюгации» . Исследования нуклеиновых кислот . дои : 10.1093/nar/gkad678 . ПМЦ 10516633 . ПМИД 37592747 .

[6] Как пишет Эстер Ледерберг: «В это же время Л. Кавалли в Милане, Италия, открыл феномен бесплодия с другой стороны. Обмен данными показал, что если бы я проводила эксперимент, то он планировал его провести, но завершили еще один проект, который планировали, поэтому мы решили объединить силы и сотрудничать». См. http://www.estherMlederberg.com/Clark_MemorialVita/HISTORY52.html.

[7] Ледерберг Дж., Кавалли Л.Л. и Ледерберг Э.М., ноябрь 1952 г., «Половая совместимость Escherichia coli», Genetics 37 (6): 720-730.

[8] «Исторические заметки о факторе фертильности F (версия Б)» . www.esthermlederberg.com . Проверено 14 июля 2023 г.

[9] «Исторические заметки о факторе фертильности F (версия А)» . www.esthermlederberg.com . Проверено 14 июля 2023 г.

[:0-10] Jump up to: ^а ^б Арутюнов Денис; Фрост, Лаура С. (1 июля 2013 г.). «Спряжение F: Назад к началу». Плазмида . 70 (1): 18–32. doi : 10.1016/j.plasmid.2013.03.010 . ISSN 0147-619X . ПМИД 23632276 .

[Hartwell_Book-11] Хартвелл, Лиланд; Худ, Лерой; Голдберг, Майкл Л.; Рейнольдс, Энн Э.; Сильвер, Ли М. (2011). Генетика: от генов к геномам; Четвертое издание . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-352526-6 .

[12] Джером, LJ; ван Бизен Т; Мороз Л.С. (1999). «Деградация антисмысловой РНК FinP из F-подобных плазмид: РНК-связывающий белок FinO защищает FinP от рибонуклеазы E». Дж Мол Биол . 285 (4): 1457–1473. дои : 10.1006/jmbi.1998.2404 . ПМИД 9917389 .

[pmid14633993-13] Артур округ Колумбия, Гету А.Ф., Габбинс М.Дж., Эдвардс Р.А., Фрост Л.С., Гловер Дж.Н. (2003). «FinO — это шаперон РНК, который облегчает взаимодействие смысловой и антисмысловой РНК» . ЭМБО Дж . 22 (23): 6346–55. дои : 10.1093/emboj/cdg607 . ПМК 291848 . ПМИД 14633993 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]