Náttúrufræðingurinn - 1986, Blaðsíða 44

þetta sem gerðist þegar alefna bakterí-
ur komu fram í blandaðri rækt stökk-
breyttra, vanefna stofna.
F-ÞÁTTUR OG HFR STOFNAR
Eftir nokkrar rannsóknir komust
menn að því að hæfileiki F+ frumna til
að flytja erfðaefni til F~ frumna ræðst
af lítilli DNA-sameind sem hefur tals-
vert sjálfstæði innan bakteríufrum-
unnar. Þessi DNA-sameind er hring-
laga. Vegna hlutverks síns er hún
nefnd frjósemisþáttur eða F-þáttur. Á
F-þættinum eru allmörg gen. Sum
þeirra ráða gerð þeirra prótína sem
nauðsynleg eru fyrir tengingu F+ og
F frumna og flutning erfðaefnis.
Sjálfur flyst F-þátturinn auðveldlega
úr F4 frumu yfir í F_ frumu, en hitt er
miklu sjaldgæfara, að hann taki hluta
bakteríulitningsins sjálfs með sér. F~
fruma sem tekur við F-þætti verður
um leið að F+ frumu.
í venjulegum F+ stofnum er DNA-
sameind F-þáttarins ekki í tengslum
við litning bakteríunnar. Hins vegar
getur komið fyrir, þótt sjaldan sé, að
F-þátturinn skjóti sér inn í bakteríu-
litninginn og verði hluti af honum.
Bakteríustofnar sem þannig er komið
fyrir eru miklu gjöfulli á erfðaefni sitt
en venjulegir F+ stofnar. Slíkir stofnar
eru nefndir Hfr stofnar. (Hfr er
skammstöfun á „high frequency of re-
combination"). Flutningstíðni gena
getur verið a. m. k. tíu þúsund sinnum
meiri í blöndu Hfr og F“ stofna heldur
en í blöndu F+ og F“ stofna. Erfða-
fræðingar höfðu unnið að rannsóknum
á F+ og F“ stofnum í nokkur ár áður
en þeir uppgötvuðu og notfærðu sér
Hfr stofnana.
Það voru frönsku líffræðingarnir
Frangois Jacob og Elie Wollman,
sem voru fyrstir til að átta sig á eðli
Hfr stofna. Rannsóknir þeirra leiddu
fljótlega í ljós, að Hfr stofn flytur
bakteríugenin á mjög reglubundinn
hátt. Flutningurinn hefst á F-þættinum
sjálfum. Hluti af honum fer fremstur
inn í F“ frumuna, en á eftir koma
bakteríugenin eitt af öðru í ákveðinni
röð. Hinn langi mjóslegni litningur
Hfr bakteríunnar er þannig fluttur
með jöfnum hraða inn í F_ frumuna.
Að vísu rofnar litningurinn oft áður en
tekist hefur að flytja hann allan, en
þegar vel tekst til kemst hann allur á
leiðarenda ásamt því sem vantaði á F-
þáttinn. Það tekur um 100 mínútur að
flytja allan litninginn, en eins og fyrr
var sagt er hann 500 sinnum lengri en
bakteríufruman. Hann er hringlaga,
en hringurinn opnast með vissum hætti
þegar flutningur erfðaefnis hefst.
Hfr stofnar geta verið mismunandi
hvað varðar upphafspunkt flutnings á
litningnum og flutningsstefnu gena.
Þetta fer eftir því hvar og hvernig F-
þátturinn hefur skotist inn í bakteríu-
litninginn og tengst honum.
Það hefur komið sér vel fyrir erfða-
fræðinga að hafa yfir mismunandi Hfr
stofnum að ráða, og hafa þessir stofn-
ar auðveldað rnjög ýmsar rannsóknir á
erfðum bakteríunnar. T. d. er hægt að
ákvarða bæði röð gena og fjarlægðina
á milli þeirra á bakteríulitningnum
með því að fylgjast með því hve langan
tíma það tekur að flytja þau úr Hfr
frumum yfir í F_ frumur. Hafi t. d.
komið í ljós að ákveðinn Hfr stofn
flytur genið A á 5 mínútum, B á 7
mínútum, D á 12 mínútum og E á 25
mínútum, þá hefur bæði fengist vitn-
eskja um röð genanna fjögurra og um
hlutfallslegar fjarlægðir á milli þeirra.
Nú er vitað hve mikið af DNA-þræði
litningsins flyst á hverri mínútu. Það er
um 1% af litningnum eða um 40 þús-
und kirniseiningar. Það eru því um
80.000 slíkar einingar á milli genanna
38