F因子

菌细胞

供体菌细胞中含有一种致育因子，称为F因子，其在细菌的接合中起重要作用。它可以自主状态存在于细胞质中，或整合到细菌的染色体上。F因子若游离于胞质中则为 F+ ，它和 F-进行结合杂交，结果是供、受体各含一个F因子均成为F+ ；F因子若结合在供体染色体基因中，则称做高频重组菌株Hfr

定义

供体菌细胞中含有一种致育因子，称为F因子。

化学本质

质粒 (小型环状DNA)

意义

在细菌细胞间进行转移并传递遗传物质；在细菌的接合中起着重要作用。

F因子的发现

细菌的接合最早在大肠杆菌中发现，以后在其他菌中也观察到，主要见于革兰氏阴性菌。在电镜下可观察到细菌间借伸长的性菌毛进行接合。细菌能否在接合中作为基因传递供体取决于致育因子（Fertility factor）又称F因子。这是最早发现的一种质粒。F因子编码在细菌表面产生性菌毛。F因子的特性为可以促进供体菌向受体菌传递染色体DNA或质粒。F因子决定编码的性菌毛可在供体与受体菌间形成交通通连接结构，从而可使两个杂交细菌间形成胞浆内连接桥。F因子可以游离存在于胞浆内，也可与细菌染色体整合。如果F因子游离存在于胞浆内，接合时仅F因子DNA可通过胞浆的连接桥进入受体菌。然而F因子转移的特点为，从一个起始点开始，仅有一条DNA链进入受体菌，以后供体、受体菌分别以一条DNA链为模板，以滚环式复制另一条互补链，形成完整的双链F因子。这一特性使F因子与其他能通过接合传递的细菌质粒一样，在细菌群体中传播，类似引起传染，即原来的F+菌仍为F+，而F-受体菌可变成F+菌。

另外，F’因子实际上就是携带有外源染色体基因的F因子，F’和F-的杂交与F+和F-杂交的不同处是供体的部分染色体基因随F’一起转入受体细胞，并且不需要整合就可表达，实际上是形成一种部分二倍体，此时的受体细胞也就变成了F’。

1957年拍到了第一张接合照片。当时对F因子知道得并不透彻，也不知道重组体是怎样产生的，但从各种实验的结果推论出以下结论：（1）有F因子的细菌称为F+，细菌增殖时可把F因子传递给后代；（2）没有F因子的细菌称为F-，F+细菌经吖啶橙处理而丢失，成为F-。F因子一经丢失，细胞中便不再出现；（3）F+可以和F－杂交，而不能和F+杂交；（4）F+×F-的杂交后代皆为F+，而且可以10－7频率获得重组体后代。

F因子介导的接合也和滚环复制有关。其转移区（transferregion）长33Kb。此是接合所需要的。这一段含有40个基因和DNA转移有关（整个基因组约有60个基因）。这些基因叫tra，它们主要的部分作为一个32Kb的转录单位（traY－1）协同表达。traM和traJ分开表达。traJ是调节traM和traY－1两者的打开，在另一条链上的finP是一个调节子，产生一个小分子反义RNA，关闭traJ。它的激活需要另一些基因finO的表达。转录单位中的某些基因直接和DNA的转移有关，但大多和细胞的特点有关。

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