F质粒

生育因子（由其发现者之一 Esther Lederberg 首次命名为 F；在大肠杆菌中也称为性因子或 F 性因子；也称为 F 质粒）允许基因从携带该因子的细菌转移到另一种细菌 因共轭而缺乏因子。 F因子是xxx个被发现的质粒。 与其他质粒不同，由于基因 finO 的突变，F 因子构成转移蛋白。 F 质粒属于一类结合质粒，可通过生育抑制 (Fin) 系统控制细菌的性功能。

Esther M. Lederberg 和 Luigi L. Cavalli-Sforza 发现了 F，随后与 Joshua Lederberg 一起出版。 一旦她的结果公布，另外两个实验室也加入了研究。 这不是 F 的同时独立发现（我将其命名为生育因子，直到它被理解。）我们写信给 Hayes、Jacob 和 沃尔曼随后继续他们的研究。 F 的发现有时与 William Hayes 发现的性因素相混淆，尽管他从未声称优先。

最常见的构成F因子的功能片段是：

• OriT（转移起点）：标记结合转移起点的序列。
• OriV（营养复制起点）：质粒 DNA 将在受体细胞中复制的起始序列。
• 跨区域（转移基因）：编码 F-Pilus 和 DNA 转移过程的基因。
• IS（插入元素）由一个 IS2 副本、两个 IS3 副本和一个 IS1000 副本组成：所谓的自私基因（可以在不同位置整合自身副本的序列片段）。

部分F质粒基因及其功能：

• traA：F-pilin，F-pilus 的主要亚基。

带有 F 因子的附加体可以作为独立的质粒存在或整合到细菌细胞的基因组中。 可能的状态有几个名称：

• Hfr 细菌拥有整合到细菌基因组中的整个 F 附加体。
• F+ 细菌拥有 F 因子作为独立于细菌基因组的质粒。 F质粒仅含有F因子DNA，不含细菌基因组DNA。
• F'（F-prime）细菌是通过错误地从染色体上切除而形成的，导致 F 质粒携带细菌序列，这些细菌序列紧邻插入 F 附加体的位置。
• F-细菌不含F因子，充当受体。

当一个 F+ 细胞与一个 F- 细胞结合/交配时，会产生两个 F+ 细胞，它们都能够通过结合将质粒传递给其他 F- 细胞。 F+ 细胞上的菌毛与受体细胞相互作用，从而形成交配连接，DNA 在一条链上被切开，解开并转移至受体。

F 质粒属于一类结合质粒，它通过生育抑制 (Fin) 系统控制细菌的性功能。 在该系统中，反式作用因子 FinO 和反义 RNA FinP 联合抑制激活基因 TraJ 的表达。 TraJ 是一种上调 tra 操纵子的转录因子。 tra 操纵子包括接合和质粒转移所需的基因。 这意味着 F+ 细菌始终可以充当供体细胞。 原始 F 质粒（在大肠杆菌 K12 中）的 finO 基因被 IS3 插入中断，导致组成型 tra 操纵子表达。 F+ 细胞在细菌表面也有表面排斥蛋白 TraS 和 TraT。 这些蛋白质可防止涉及属于同一不相容性 (Inc) 组的质粒的二次交配事件。 因此，每个 F+ 细菌只能承载任何给定不相容组的单一质粒类型。

在 Hfr 转移的情况下，产生的转缀很少是 Hfr。 Hfr/F- 结合的结果是具有新基因型的 F- 菌株。 当 F-prime 质粒被转移到受体细菌细胞中时，它们会携带供体 DNA 片段，这些片段在重组中可能变得很重要。 生物工程师创造了可以包含插入的外来 DNA 的 F 质粒； 这被称为细菌人工染色体。

有史以来描述的xxx个 DNA 解旋酶是在 F 质粒上编码的，负责启动质粒转移。 它最初称为大肠杆菌 DNA 解旋酶 I，但现在称为 F 质粒 TraI。 除了作为一种解旋酶，1756 个氨基酸（大肠杆菌中xxx的氨基酸之一）F 质粒 TraI 蛋白还负责特异性和非特异性单链 DNA 结合以及催化单链 DNA 的切口转移起点处的搁浅 DNA。