부분 이배체가 생성되는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. F 플라스미드를 대장균의 핵양체 속에 집어넣은 후에 다시 F 플라스미드를 분리해내고 이를 다시 대장균에 집어넣었을 때 부분 이배체가 생성되는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
부분이배체는 F플라스미드가 숙주염색체와 상동재조합을 거쳐 숙주의 특정 유전자를 포함한 채로 잘못 절단, 분리될 떄 생기게굅니다. 이렇게 형성된 F 플라스지므에는 숙주의 염색체일부 유전자가 시렬있어 이를 다른 대장균에 도입하면 염색체에 이미 이쓴ㄴ 동일 유전자와 플라스미드에 실린 유전자가 공존하면서 부분적인 이배체 상태가 됩니다.
감사합니다.
결론부터 말씀드리면 Hfr 균주 형성과 불완전한 절단 때문입니다.
F 플라스미드는 원래 대장균의 염색체와 상동 재조합을 통해 통합되어 Hfr 균주를 형성할 수 있습니다.
이렇게 통합된 F 플라스미드가 다시 분리될 때, 가끔 대장균 염색체의 일부를 잘못 잘라내어 절단된 F 플라스미드를 만듭니다. 이 절단된 플라스미드에는 F 유전자뿐만 아니라 원래 염색체에 있던 유전자 일부가 포함되어 있죠.
이 절단된 F 플라스미드가 다른 대장균에 주입되면, 수용균은 이미 자신의 염색체에 가지고 있던 유전자와, 절단된 플라스미드를 통해 받은 추가적인 유전자를 동시에 가지게 되는 것입니다.
안녕하세요. 말씀하신 부분 이배체는 원핵생물에서는 드물게 두 벌의 동일 유전자가 존재하는 상태를 가리키는데, 이는 주로 F 플라스미드와 관련된 특수한 현상입니다. F 플라스미드는 원래 독립된 작은 원형 DNA이지만, 때때로 숙주 염색체의 특정 서열과 상동재조합을 일으켜 핵양체에 삽입되는데요, 이런 세포를 Hfr 세포라고 합니다. 삽입된 F 플라스미드는 때때로 원래 자리에서 떨어져 나오는데, 이때 완전히 깔끔하게 분리되지 않고, 숙주 염색체의 일부 유전자가 플라스미드 DNA에 같이 딸려 나올 수 있으며 이렇게 된 플라스미드를 F′(F 프라임) 플라스미드라고 부릅니다. F′ 플라스미드를 가진 세포가 다른 대장균 세포와 접합을 하면, 플라스미드에 들어 있는 숙주 염색체의 일부 유전자가 함께 전달되는데, 이 과정에서 수여자 세포는 원래 자신이 가지고 있던 염색체 유전자에 더해, 플라스미드를 통해 동일 유전자의 사본을 추가로 가지게 됩니다. 이와 같은 과정을 거쳐서 특정 유전자에 대해 두 벌의 사본이 존재하는 부분 이배체가 형성되는 것입니다. 감사합니다.
부분 이배체는 Hfr 균주에서 F 플라스미드가 염색체로부터 빠져나올 때 부정확한 절제가 일어나 주변의 세균 염색체 유전자 일부를 포함한 채로 떨어져 나오기 때문에 생성됩니다. 이렇게 세균의 유전자를 일부 가지게 된 플라스미드를 F 프라임 플라스미드라고 부르며, 이 플라스미드가 접합을 통해 다른 대장균으로 전달되면 수용균은 원래 자신의 염색체가 가진 유전자와 플라스미드를 통해 새로 들어온 유전자를 함께 가지게 됩니다. 결과적으로 수용균은 특정 유전자에 대해 두 개의 복사본을 지니는 부분적인 이배체 상태가 되는 것입니다.