Una célula de recombinación de alta frecuencia (célula Hfr) (también llamada cepa Hfr ) es una bacteria con un plásmido conjugativo (por ejemplo, el factor F ) integrado en su ADN cromosómico . La integración del plásmido en el cromosoma de la célula se realiza mediante recombinación homóloga . Un plásmido conjugativo capaz de integrar cromosomas también se llama episoma (un segmento de ADN que puede existir como plásmido o integrarse en el cromosoma). Cuando ocurre la conjugación, las células Hfr son muy eficientes en la entrega de genes cromosómicos de la célula a las células F receptoras , que carecen del episoma.
La cepa Hfr fue caracterizada por primera vez por Luca Cavalli-Sforza . William Hayes también aisló otra cepa de Hfr de forma independiente. [2]
Una célula Hfr puede transferir una parte del genoma bacteriano. A pesar de estar integrado en el ADN cromosómico de las bacterias, el factor F de las células Hfr aún puede iniciar la transferencia conjugativa, sin ser extirpado primero del cromosoma bacteriano. Debido a la tendencia inherente del factor F a transferirse durante la conjugación, el resto del genoma bacteriano es arrastrado con él. Por lo tanto, a diferencia de una célula F + normal , las cepas Hfr intentarán transferir todo su ADN a través del puente de apareamiento , de una manera similar a la conjugación normal. En una conjugación típica, la célula receptora también se convierte en F + después de la conjugación, ya que recibe una copia completa del plásmido del factor F; pero este no es el caso en la conjugación mediada por células Hfr. Debido al gran tamaño del cromosoma bacteriano, es muy raro que todo el cromosoma se transfiera a la célula F, ya que el tiempo requerido es simplemente demasiado largo para que las células mantengan su contacto físico. Por lo tanto, como la transferencia conjugativa no es completa (la naturaleza circular del plásmido y el cromosoma bacteriano requiere una transferencia completa para que el factor F se transfiera, ya que puede cortarse por la mitad), las células F − receptoras no reciben el factor F completo. secuencia, y no se convierte en F + debido a su incapacidad para formar un pilus sexual . [3]
En la conjugación mediada por células Hfr, la transferencia de ADN comienza en el origen de transferencia ( oriT ) ubicado dentro del factor F y luego continúa en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, dependiendo de la orientación del factor F en el cromosoma. Por lo tanto, la longitud del ADN cromosómico transferido a la célula F es proporcional al tiempo que se permite que se produzca la conjugación. Esto da como resultado una transferencia secuencial de genes en el cromosoma bacteriano. Los genetistas bacterianos utilizan este principio para mapear los genes en el cromosoma bacteriano. Esta técnica se llama apareamiento interrumpido porque los genetistas permiten que la conjugación se lleve a cabo durante diferentes períodos de tiempo antes de detenerla con un mezclador de alta velocidad. Al utilizar cepas Hfr y F - con una cepa que porta mutaciones en varios genes, cada una de las cuales afecta una función metabólica o causa resistencia a los antibióticos , y examinando el fenotipo de las células receptoras en placas de agar selectivas, se puede deducir qué genes se transfieren a las células receptoras. primero y por lo tanto están más cerca de la secuencia oriT del cromosoma.
La célula F-prime contiene plásmido F que se integra con el ADN cromosómico y transporta parte del ADN cromosómico mientras se extrae del cromosoma. Por tanto, el plásmido F-prime es el plásmido que contiene parte del ADN cromosómico que puede transferirse a la célula receptora, junto con el plásmido durante la conjugación. [4]