גנטיקה של חיידקים טרנספורמציה – כניסת DNA חופשי לחיידק, ללא תיווך אנזימטי.

1. גנטיקה של חיידקים טרנספורמציה– כניסת DNA חופשי לחיידק, ללא תיווך אנזימטי. טרנסדוקציה– כניסת פאג' לגנום של חיידק, במיקום אקראי או ספציפי. קוניוגציה– דרך להעברת DNA מחיידק אחד לשני. היכולת להעביר DNA תלויה בנוכחות פקטור F. אפיזום– חלקיק DNA שיכול להתקיים חופשי בציטופלסמה, או לעבור אינטגרציה לתוך הכרומוזום. פקטור F הינו אפיזום. פקטור F – פלסמיד שיכול לעבור בקוניוגציה. מכיל גנים שיוצרים Filli – "גשר ממברנלי" עם חיידק F- ואז הוא יכול לעבור לחיידק זה. F+- תאים הנושאים את פקטור F חופשי בציטופלסמה. F- - תאים חסרי פקטור F. Hfr - תאים הנושאים את פקטור F שעבר אינטגרציה לגנום. בדרך כלל ההשתלבות היא אקראית – הן מבחינת המיקום על הכרומוסום של החיידק והן מבחינת הכיוון. F’- פקטור F שעוזב את כרומוזום ה-Hfr, ונושא עימו חלק מהכרומוזום. ההעברה היא דרך נקודה O, באמצע פקטור F, תוך כדי שיכפול. כאשר 'F עובר קוניוגציה הוא מעביר את אותו חלק מכרומוזום החיידק ה"תורם" אל החיידק המקבל. לחיידק יש אנזים RecA שיודע לעשות רקומבינציה הומולוגית.

2. שאלה לדוגמא: ארבע זני E. Coli HFR תרמו את המרקרים הבאים(לפי הסדר): כל זני ה HFR מקורם באותו זן F+, מה הסדר של אותם המרקרים בכרומוזום המעגלי של זן ה F+ המקורי? תשובה: שימו לב: יש לתת את הדעת לאוריינטצייה של פקטור F בתוך גנום החיידק.

3. After 7 min After 12 min After 17 min After 25 min

4. gal lac 12-7=5min 17-12=5min 25-17=8min

6. Minimal medium +bio+leo 370 378 370 426 שאלה: נעשתה הכלאה: Hfr strsarg+ bio+ leu+x F-strrarg- bio- leu- עפ"י הפרעות בזמנים קצובים נמצא כי arg מופיע אחרון ולכן הסלקציה נעשתה רק על מצעי מזון שלא מכילים ארגינין (כך שבאלו שגדלו arg+ תמיד עבר). הרקומביננטים נבדקו לנוכחות הגנים bio+ ו-leu+. נמצאו הרקומביננטים הבאים: א. מה סדר הגנים?` F-strrarg- bio- leu- Hfrstrs arg+ bio+ leu+ P.T R.T bio/leu D.C.O R.T arg/bio תשובה: א. סדר הגנים נקבע כמו שעשינו באורגניזם דיפלואידי: הרקומביננטים הנדירים הם אלו שעברו שיחלוף כפול ("מרובע"), ואלו הם בעלי הפנוטיפ: arg+ bio- leu+ (0 פרטים). בפרטים אלו הגנים arg+ ו-leu+ עברו מהחיידק התורם לחיידק המקבל, בעוד bio+ לא עבר, ומכאן שהוא באמצע: כדי לקבל את הרקומביננטים האחרים מספיקים שני שיחלופים, ולכן הם פחות נדירים. Arg- Minimal medium +leo Minimal medium +bio minimal medium

7. ב. מה המרחק הגנטי ביחידות רקומבינציה? R.T + D.C.O X 100 RF= סה"כ צאצאים תשובה: ב. המרחק בין arg ל- bio לפי הרקומביננט arg+bio- leu-(48 מושבות): ובין bio ל- leu לפי הרקומביננט arg+ bio+leu- (8 מושבות): R.F= 100* (48+0) = 12 426 R.F= 100* (8+0) = 2.12 426 שימו לב- המרחק בחיידקים לא נמדד ביחידות מפה, אלא בתדירות הרקומבינציות RF. בחיידקים תדירות הרקומבינציה מרמזת על מרחק יחסי בין גנים

8. שאלה 20: בוצע ניסוי טרנספורמציה עם גדיל תורם עמיד ל- 4 סוגי אנטיביוטיקה – A,B,C,D. המקבל רגיש לכל ארבעת סוגי האנטיביוטיקה. אוכלוסיית התאים המטופלת הופרדה וגודלה על מצעים המכילים צירופים שונים של אנטיביוטיקה: א. אחד הגנים רחוק מאוד מיתר השלושה. מיהו? תשובה: א. כל גן בנפרד עבר טרנספורמציה בערך לתא אחד מתוך כל 10. כל זוג נותן מספר קטן של תאים בכל פעם ש-B מעורב, ומספר תאים גדול כל זוג ש-B לא נמצא בו. מכאן – שהגן לעמידות ל-B רחוק מיתר השלושה ומספר התאים הקטן שהתקבל נבע משחלוף כפול ("מרובע"):

9. 630 C D A 786 942 ב. מה סדר שלושת הגנים שבתאחיזה? • תשובה: • ב. הסדר בין הגנים A, C, D: • נשווה כל זוג של סוגי אנטיביוטיקה לצירוף של שלושתם: • העמידים ל-AC זהים במספרם לאלו העמידים ל- ACD. • מספר העמידים ל-AD גדול ב- 50% מאלו העמידים ל-ACD. • מספר העמידים ל-CD גדול ב- 25% מאלו העמידים ל-ACD. • כלומר שהמרחק הגדול ביותר הוא בין A ל-C, ומכאן שהסדר הוא • A D C

10. טרנסדוקציה כללית טרנסדוקציה ספציפית

11. שאלה: פאג' הוא וירוס של חיידקים. פאג' עשוי להיכנס ולהשתלב בגנום החיידקי במקום קבוע או במקום אקראי וקרוי פרופאג'. קיימים שני מסלולים אפשריים, מחזור ליזוגני בו נכנס הפאג' לחיידק ואינו גורם להרס ומחזור ליטי בו מתרבה הפאג' בחיידק וגורם לו לפיצוץ. יתכן מצב בו פאג' יכנס לחיידק ויתקיים מחזור ליזוגני עד אשר בתגובה לגירוי מסוים ישתנה המצב ויעבור למחזור ליטי. חיידק בעל גנוטיפ: ad+arg+cys+his+leu+pro+ הודבק בפאז' שאתר הפרופאג' לא ידוע, נוצר זן ליזוגני. המפה הבקטריאלית: לאחר זמן עבר הפאג' למסלול ליטי וגרם לפיצוץ החיידקים. הפאג'ים הוספו לבקטריה עם גנוטיפ ad-arg-cys-his-leu-pro-. לאחר אינקובציה קצרה נזרעו דוגמאות של הבקטריה על שישה מדיומים שונים כמתואר בטבלה למטה. העמודה הימנית מתארת האם נראו מושבות או לא. N - No colony C - Colony

12. תשובה: א. התהליך: specialized transduction – כאשר פרופאג' ליזוגני עובר אינטגרציה באתר ספציפי (בניגוד לטרנסדוקציה כללית בה הפאג' לא עובר אינטגרציה בגנום). ב. מה האתר המתואר של הפרופאג'? א. מה התהליך הגנטי המתרחש? תשובה: ב. המיקום הוא בקרבת cys-leu שהוא האזור היחיד התורם להופעת מושבות במתואר בטבלה. גנים אלו השתחררו מהחיידק העמיד, כאשר הפאג השתחרר מהם, ואח"כ עברו אינטגרציה לחיידק הרגיש יחד עם הפאג', בזמן ההדבקה.