F-плазмиды, или F-фактор — это конъюгативное эписома клеток Escherichia coli. Клеточный элемент, необходимый для одного из типов полового процесса бактерий — конъюгации.

Общая характеристика F-плазмиды

Размер кольцевой ДНК F-плазмиды составляет 94500 пар нуклеотидов. Молекулярная масса F-фактора равна 45.10 6 Да. F-плазмиды — эписома со строгим контролем репликации. Попадая в F —клетки (клетки, не имели F-плазмиды до этого), эта плазмида меняет их фенотипические свойства. Клетки формируют половые пили (вырасти мембраны для конъюгации), а также чувствительность к фагов MS2, f 1, f 2, Qβ, становятся донорами ДНК, перестают поддерживать развитие фагов ТС и Т7. При конъюгации таких клеток блокируется проникновение в них донорной ДНК (проявляется свойство поверхностного исключения).

Гены F-плазмиды

По властивостиконьюгации F-плазмиды соответствует tra-область генома, в которую входит 24 гена, сгруппированных в трех оперона. По автономную репликацию F-плазмиды соответствуют rep Гена. За распределение молекул плазмидной ДНК по дочерним клеткам отвечают гены области par. Рядом с областью par находится ген pif, продукт которого исключает развитие в клетке фагов ТС и Т7. Структурными компонентами, обеспечивающими интеграцию F-плазмиды в бактериальную хромосому, есть элементы IS2, IS3 и Tn1000 (они представляют собой последовательности нуклеотидов), входящих в состав плазмидной ДНК. Они взаимодействуют с аналогичными элементами бактериальной ДНК через сайтспецифичну рекомбинации и встраиваются в нее в разных местах и ​​направлениях в зависимости от локализации и направлений бактериальных элементов. Клетка после интеграции в ее ДНК F-плазмиды приобретает свойства Hfr-клетки, то есть способна с высокой частотой направлено передавать свои гены других клеток.

Исключение F-плазмиды и F'-плазмиды

F-плазмида, интегрированная в хромосому, может из нее исключаться. При неправильном выключении F-плазмиды образуется F'-плазмиды, то есть F-плазмиды, содержащей в своем составе гены бактериальной хромосомы. Если при вычленении F'-плазмиды с бактериальной хромосомы хоть какие нуклеотиды в tra- оперона выпадают, то новая F-плазмида будет неконьюгативною (не сможет входить в клетки-реципиенты). Для сохранения репликонних свойств (способность самовоспроизводиться) F'-плазмиды обязательно должна содержать область rep.