Question 1

מהו ה-sex pilus ומהו תפקידו בקונג'וגציה של חיידקים?

Accepted Answer

הפילוס המין (sex pilus) הוא מבנה סיבי חוץ-תאי המיוצר על ידי תא התורם כדי ליצור מגע ישיר בין תאים עם תא המקבל. מגע פיזי זה חיוני להמשך תהליך הקונז'וגציה. הפילוס המין מקודד על ידי גורם ה-F (fertility factor) ומשמש כגשר ראשוני בין תאי התורם למקבל לפני תחילת העברת ה-DNA.

Question 2

כיצד מערכת הפרשה מסוג IV (T4SS) מקלה על העברת DNA במהלך קונג'וגציה?

Accepted Answer

לאחר שהפילוס המין (sex pilus) יוצר מגע, נבנה בין שני התאים תעלה הנקראת מערכת הפרשה מסוג IV (Type IV secretion system). קומפלקס רב-חלבוני זה מאפשר הובלה פעילה של DNA מהתורם למקבל. המערכת פועלת יחד עם חלבוני צימוד (coupling proteins) כדי לשאוב DNA ששוכפל דרך התעלה, ובכך מאפשרת את העברת חומר גנטי המקודד לתכונות כגון עמידות לאמפיסילין.

Question 3

מדוע נעשה שימוש בבידוד על מצעים סלקטיביים כדי לאשר הצלחה של תהליך הקונג'וגציה בניסוי זה?

Accepted Answer

זריעה סלקטיבית משתמשת באנטיביוטיקה כדי לבודד רק תאים שעברו קונג'וגציה בהצלחה. זן התורם זקוק לחומצת הדיאמינופימלית (DAP) כדי לשרוד, בעוד שהמקבל חסר עמידות לאמפיסילין. זריעה על מצע המכיל הן טטרהציקלין והן אמפיסילין ללא DAP מחסלת את תאי התורם ואת תאי המקבל שלא עברו קונג'וגציה, ובכך נותרים רק תאי מקבל שרכשו עמידות לאמפיסילין באמצעות קונג'וגציה.

Question 4

מהו רצף מקור ההעברה (OriT) ומדוע הוא חשוב לתהליך הקונז'וגציה?

Accepted Answer

מוצא ההעברה (OriT) הוא אלמנט גנטי על הפלסמיד המאותת היכן צריכות להתחיל השכפול וההעברה של ה-DNA. אנזים רלקסאז (relaxase) מבצע חיתוך באתר ה-nic בתוך רצף ה-OriT ונקשר קוולנטית לגדיל ה-DNA, ובכך יוזם את היווצרות קומפלקס הרלקסוזום (relaxosome). קומפלקס זה חיוני להכוונת ה-DNA שישכפל ויועבר לתא המקבל.

Question 5

כיצד PCR מאשש את ההעברה המוצלחת של גנים לעמידות לאמפיסילין?

Accepted Answer

PCR מגבירה רצף DNA ספציפי מהפלסמיד שהועבר באמצעות פריימרים שתוכננו עבור הגן לעמידות לאמפיסילין. תאים שעברו קונג'וגציה בהצלחה מכילים גן זה ומייצרים פס visible בגודל ידוע על ג'ל אגרוז. גן בית (housekeeping gene) משמש כבקרה חיובית, בעוד ש-DNA של תאי מקבל בלבד אינו אמור להראות הגברה, מה שמאשר כי הגן לעמידות הועבר בהצלחה.

Question 6

במה נבדלת קונז'וגציה ממכניזמים אחרים של העברת DNA בחיידקים?

Accepted Answer

קונג'וגציה (Conjugation) דורשת מגע פיזי ישיר בין תאי התורם למקבל באמצעות ה-sex pilus, בניגוד לטרנסדוקציה או לטרנספורמציה. זהו תהליך חד-כיווני, שבו ה-DNA זורם מהתורם למקבל, והוא מתרחש באופן טבעי בחיידקים. תהליך זה תרם להפצת עמידות לאנטיביוטיקה וניתן להשפיע עליו בתנאי מעבדה באמצעות לחצים סלקטיביים לצורך מעבר גנים אופקי.

Question 7

מה קורה ל-DNA המועבר לאחר שהוא חודר לתא המקבל?

Accepted Answer

לאחר ההעברה, ה-DNA יכול להפוך לפלסמיד חוץ-כרומוזומלי או להשתלב בכרומוזום של התא המקבל. ללא קשר למיקומו הסופי, הגנים המקודדים ב-DNA המועבר יבואו לידי ביטוי בתא המקבל. ביטוי גנים זה יוצר את הפנוטיפ החדש, כגון עמידות לאמפיסילין, שניתן לזהות באמצעות זריעה על מצעים סלקטיביים או באמצעות אנליזת PCR.

הטיות: שיטה להעברת עמידות אמפיצ'ין מתורם לנמען E. coli - חידון הערכה