Question 1

ما هي الشعيرة الجنسية وما الدور الذي تلعبه في الاقتران البكتيري؟

Accepted Answer

تُعد السوط الجنسي (sex pilus) بنية خيطية خارج خلوية تنتجها الخلية المانحة لإقامة اتصال مباشر من خلية إلى أخرى مع الخلية المستقبلة. ويُعد هذا الاتصال الفيزيائي ضرورياً لإتمام عملية الاقتران. يتم تشفير السوط الجنسي بواسطة عامل الخصوبة (F factor)، وهو يعمل كجسر أولي بين الخليتين المانحة والمستقبلة قبل بدء عملية نقل الحمض النووي (DNA).

Question 2

كيف يسهل نظام الإفراز من النوع الرابع عملية نقل الحمض النووي (DNA) أثناء الاقتران؟

Accepted Answer

بعد أن يؤسس الشعيرة الجنسية الاتصال، يتم بناء قناة تسمى نظام الإفراز من النوع الرابع بين الخليتين. ويسمح هذا المعقد متعدد البروتينات بنقل الحمض النووي نشطًا من الخلية المانحة إلى الخلية المستقبلة. ويعمل هذا النظام مع بروتينات الربط لضخ الحمض النووي المنسوخ عبر القناة، مما يمكن من نقل المادة الوراثية التي تشفر سمات مثل مقاومة الأمبيسيلين.

Question 3

لماذا يُستخدم التخطيط الانتقائي لتأكيد نجاح عملية الاقتران في هذه التجربة؟

Accepted Answer

يستخدم الزرع الانتخابي المضادات الحيوية لعزل الخلايا التي تمت عملية الاقتران فيها بنجاح فقط. حيث تحتاج السلالة المانحة إلى حمض الديامينوبيميليك (DAP) للبقاء على قيد الحياة، بينما تفتقر السلالة المستقبلة إلى مقاومة الأمبيسيلين. ويؤدي الزرع على أوساط تحتوي على كل من التتراسيكلين والأمبيسيلين دون إضافة حمض الديامينوبيميليك إلى القضاء على الخلايا المانحة والمستقبلات غير المقترنة، مما يترك فقط الخلايا المستقبلة التي اكتسبت مقاومة الأمبيسيلين عن طريق الاقتران.

Question 4

ما هو أصل الانتقال (OriT)، ولماذا يعد مهماً لعملية الاقتران؟

Accepted Answer

يُعد أصل الانتقال (OriT) عنصراً جينياً موجوداً على البلازميد، وهو الذي يحدد نقطة بدء تضاعف الحمض النووي (DNA) وانتقاله. يقوم إنزيم الريلاكساز (relaxase) بشطر الموقع النيكي (nic site) ضمن تسلسل OriT ويرتبط تساهمياً بشريط الحمض النووي، مما يؤدي إلى بدء تكوين معقد الريلاكسوسوم (relaxosome). ويُعد هذا المعقد ضرورياً لتوجيه عملية تحديد الحمض النووي الذي سيتم تضاعفه ونقله إلى الخلية المستقبلة.

Question 5

كيف يؤكد تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) نجاح نقل جينات مقاومة الأمبيسيلين؟

Accepted Answer

يعمل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) على تضخيم تسلسل محدد من الحمض النووي (DNA) من البلازميد المنقول باستخدام بادئات مصممة لجين مقاومة الأمبيسيلين. وتحتوي الخلايا التي تمت عملية الاقتران فيها بنجاح على هذا الجين، وتنتج حزمة مرئية ذات حجم معروف على هلام الأجاروز. ويُستخدم جين التدبير المنزلي كضابط موجب، بينما لا ينبغي أن يظهر الحمض النووي للخلايا المستقبلة فقط أي تضخيم، مما يؤكد انتقال جين المقاومة بنجاح.

Question 6

كيف يختلف الاقتران عن آليات نقل الحمض النووي البكتيري الأخرى؟

Accepted Answer

تتطلب عملية الاقتران اتصالاً مادياً مباشراً بين الخليتين المانحة والمستقبلة عبر الشعيرة الجنسية، على خلاف عمليتي التناقل أو التحول. وهي عملية أحادية الاتجاه، حيث ينتقل الحمض النووي (DNA) من الخلية المانحة إلى المستقبلة، وتحدث بشكل طبيعي في البكتيريا. وقد ساهمت هذه العملية في انتشار المقاومة للمضادات الحيوية، ويمكن تطويعها في المختبر باستخدام الضغوط الانتقائية لتحقيق النقل الأفقي للجينات.

Question 7

ماذا يحدث للحمض النووي المنقول بمجرد دخوله إلى الخلية المستقبلة؟

Accepted Answer

بمجرد انتقال الحمض النووي، يمكنه إما أن يشكل بلازميداً خارج الكروموسوم أو يندمج في كروموسوم الخلية المستقبلة. وبغض النظر عن موقعه النهائي، يتم بعد ذلك التعبير عن الجينات المشفرة في الحمض النووي المنقول داخل الخلية المستقبلة. وينتج عن هذا التعبير الجيني نمط ظاهري جديد، مثل مقاومة الأمبيسيلين، وهو ما يمكن الكشف عنه من خلال الزراعة على أطباق انتقائية أو تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).

الاقتران: طريقة لنقل مقاومة الأمبيسلين من المتبرع إلى المتلقي للإشريكية القولونية - اختبار تقييم