Curs: Plasmide bacteriene. Tipuri de plasmide. Funcțiile plasmidelor bacteriene. Inginerie genetică, plasmide

Plasmide- structuri genetice mobile extracromozomiale ale bacteriilor, care sunt inele închise de ADN dublu catenar. Ca mărime, ele reprezintă 0,1-5% din ADN-ul unui cromozom. Plasmidele sunt capabile să copieze (replica) în mod autonom și să existe în citoplasma unei celule, astfel încât într-o celulă pot exista mai multe copii ale plasmidelor. Plasmidele pot fi incluse (integrate) într-un cromozom și replicate împreună cu acesta. Distinge transmitere Și netransmisibile plasmide. Plasmidele transmisibile (conjugative) pot fi transferate de la o bacterie la alta.

Dintre caracteristicile fenotipice conferite celulei bacteriene de către plasmide, se pot distinge următoarele::

1) rezistenta la antibiotice;

2) formarea de colicine;

3) producerea de factori de patogenitate;

4) capacitatea de a sintetiza substanțe antibiotice;

5) descompunerea substanțelor organice complexe;

6) formarea enzimelor de restricţie şi modificare.

Termenul „plasmide” a fost introdus pentru prima dată de omul de știință american J. Lederberg (1952) pentru a se referi la factorul sexual al bacteriilor. Plasmidele poartă gene care nu sunt esențiale pentru celula gazdă și dau bacterii proprietăți suplimentare, care în anumite condiţii mediu inconjurator oferă avantajele lor temporare față de bacteriile fără plasmide.

Unele plasmide sunt sub control strict. Aceasta înseamnă că replicarea lor este cuplată cu replicarea cromozomului, astfel încât fiecare celulă bacteriană să conțină una sau cel puțin mai multe copii de plasmide.

Numărul de copii ale plasmidelor sub control slab poate ajunge de la 10 la 200 per celulă bacteriană.

Pentru a caracteriza repliconii plasmidici, aceștia sunt de obicei împărțiți în grupuri de compatibilitate. Incompatibilitate plasmidele este asociată cu incapacitatea a două plasmide de a persista stabil în aceeași celulă bacteriană. Incompatibilitatea este caracteristică acelor plasmide care au o asemănare mare de repliconi, a căror întreținere în celulă este reglementată de același mecanism.

Unele plasmide se pot integra reversibil în cromozomul bacterian și pot funcționa ca un singur replicon. Astfel de plasmide se numesc integratoare sau epizomi .

În bacterii tipuri variate descoperit R-plasmide, purtător de gene responsabile de rezistența multiplă la medicamente- antibiotice, sulfonamide etc., plasmide F, sau factorul sexual al bacteriilor, care determină capacitatea acestora de a se conjuga și de a forma pili sexuali, Plasmide Ent, determinarea producerii de enterotoxină.

Plasmidele pot determina virulența bacteriilor, de exemplu, agenții patogeni ai ciumei și tetanosului, capacitatea bacteriilor din sol de a utiliza surse neobișnuite de carbon, controla sinteza substanțelor proteice asemănătoare antibioticelor - bacteriocine, determinate de plasmidele bacteriocinogene etc. multe alte plasmide din microorganisme sugerează că structurile similare sunt comune într-o mare varietate de microorganisme.

Plasmidele sunt supuse recombinării, mutațiilor și pot fi eliminate (înlăturate) din bacterii, ceea ce, totuși, nu afectează proprietățile lor de bază. Plasmidele sunt un model convenabil pentru experimentele de reconstrucție artificială a materialului genetic și sunt utilizate pe scară largă în inginerie genetică pentru a obține tulpini recombinante. Datorită autocopierii rapide și posibilității transferului conjugativ al plasmidelor în cadrul unei specii, între specii sau chiar genuri, plasmidele joacă rol importantîn evoluţia bacteriilor.



№ 28 Plasmidele bacteriene, funcțiile și proprietățile lor. Utilizarea plasmidelor în Inginerie genetică.
Plasmide- structuri genetice mobile extracromozomiale ale bacteriilor, care sunt inele închise de ADN dublu catenar. Ca mărime, ele reprezintă 0,1-5% din ADN-ul unui cromozom. Plasmidele sunt capabile să copieze (replica) în mod autonom și să existe în citoplasma unei celule, astfel încât într-o celulă pot exista mai multe copii ale plasmidelor. Plasmidele pot fi incluse (integrate) într-un cromozom și replicate împreună cu acesta. Distinge transmitereȘi netransmisibile plasmide. Plasmidele transmisibile (conjugative) pot fi transferate de la o bacterie la alta.
Dintre caracteristicile fenotipice conferite celulei bacteriene de către plasmide, se pot distinge următoarele::
1) rezistenta la antibiotice;
2) formarea de colicine;
3) producerea de factori de patogenitate;
4) capacitatea de a sintetiza substanțe antibiotice;
5) descompunerea substanțelor organice complexe;
6) formarea enzimelor de restricţie şi modificare.
Termenul „plasmide” a fost introdus pentru prima dată de omul de știință american J. Lederberg (1952) pentru a se referi la factorul sexual al bacteriilor. Plasmidele poartă gene care nu sunt esențiale pentru celula gazdă și oferă bacteriilor proprietăți suplimentare care, în anumite condiții de mediu, le oferă avantaje temporare față de bacteriile fără plasmide.
Unele plasmidesunt sub control strict. Aceasta înseamnă că replicarea lor este cuplată cu replicarea cromozomului, astfel încât fiecare celulă bacteriană să conțină una sau cel puțin mai multe copii de plasmide.
Numărul de copii ale plasmidelor sub control slab poate ajunge de la 10 la 200 per celulă bacteriană.
Pentru a caracteriza repliconii plasmidici, aceștia sunt de obicei împărțiți în grupuri de compatibilitate. Incompatibilitate plasmidele este asociată cu incapacitatea a două plasmide de a persista stabil în aceeași celulă bacteriană. Incompatibilitatea este caracteristică acelor plasmide care au o asemănare mare de repliconi, a căror întreținere în celulă este reglementată de același mecanism.
Unele plasmide se pot integra reversibil în cromozomul bacterian și pot funcționa ca un singur replicon. Astfel de plasmide se numesc integratoaresau epizomi .
Se găsește în bacterii de diferite speciiR-plasmide, purtător de gene responsabile pentru rezistența multiplă la medicamente - antibiotice, sulfonamide etc.,plasmide F, sau factorul sexual al bacteriilor, care determină capacitatea acestora de a se conjuga și de a forma pili sexuali,Plasmide Ent, determinarea producerii de enterotoxină.
Plasmidele pot determina virulența bacteriilor, de exemplu, agenții patogeni ai ciumei și tetanosului, capacitatea bacteriilor din sol de a utiliza surse neobișnuite de carbon, controla sinteza substanțelor proteice asemănătoare antibioticelor - bacteriocine, determinate de plasmidele bacteriocinogene etc. multe alte plasmide din microorganisme sugerează că structurile similare sunt comune într-o mare varietate de microorganisme.
Plasmidele sunt supuse recombinării, mutațiilor și pot fi eliminate (înlăturate) din bacterii, ceea ce, totuși, nu afectează proprietățile lor de bază. Plasmidele sunt un model convenabil pentru experimentele de reconstrucție artificială a materialului genetic și sunt utilizate pe scară largă în inginerie genetică pentru a obține tulpini recombinante. Datorită autocopierii rapide și a posibilității de transfer conjugativ al plasmidelor în cadrul unei specii, între specii sau chiar genuri, plasmidele joacă un rol important în evoluția bacteriilor.

III. UN SCURT GHID PRIVIND HORMONI, ȚINÂND ÎN VEDEREA LOCALIZĂRII PRODUCȚIEI ȘI A FUNCȚIEI LOR

III. Organe care combină funcțiile endocrine și non-endocrine

Plasmide- structuri genetice mobile extracromozomiale ale bacteriilor, care sunt inele închise de ADN dublu catenar. Plasmidele sunt capabile să copieze (replica) în mod autonom și să existe în citoplasma unei celule, astfel încât într-o celulă pot exista mai multe copii ale plasmidelor. Plasmidele pot fi incluse (integrate) într-un cromozom și replicate împreună cu acesta. Distinge transmitere Și netransmisibile plasmide. Plasmidele transmisibile (conjugative) pot fi transferate de la o bacterie la alta.

Dintre caracteristicile fenotipice conferite celulei bacteriene de către plasmide, se pot distinge următoarele::

1) rezistenta la antibiotice;

2) formarea de colicine;

3) producerea de factori de patogenitate;

4) capacitatea de a sintetiza substanțe antibiotice;

5) descompunerea substanțelor organice complexe;

6) formarea enzimelor de restricţie şi modificare.

Termenul „plasmide” a fost introdus pentru prima dată de omul de știință american J. Lederberg (1952) pentru a se referi la factorul sexual al bacteriilor. Plasmidele poartă gene care nu sunt esențiale pentru celula gazdă și oferă bacteriilor proprietăți suplimentare care, în anumite condiții de mediu, le oferă avantaje temporare față de bacteriile fără plasmide.

Unele plasmide sunt sub control strict. Aceasta înseamnă că replicarea lor este cuplată cu replicarea cromozomului, astfel încât fiecare celulă bacteriană să conțină una sau cel puțin mai multe copii de plasmide.

Numărul de copii ale plasmidelor sub control slab poate ajunge de la 10 la 200 per celulă bacteriană.

Pentru a caracteriza repliconii plasmidici, aceștia sunt de obicei împărțiți în grupuri de compatibilitate. Incompatibilitate plasmidele este asociată cu incapacitatea a două plasmide de a persista stabil în aceeași celulă bacteriană. Unele plasmide se pot integra reversibil în cromozomul bacterian și pot funcționa ca un singur replicon. Astfel de plasmide se numesc integratoare sau epizomi .

Se găsește în bacterii de diferite specii R-plasmide, purtător de gene responsabile pentru rezistența multiplă la medicamente - antibiotice, sulfonamide etc., plasmide F, sau factorul sexual al bacteriilor, care determină capacitatea acestora de a se conjuga și de a forma pili sexuali, Plasmide Ent, determinarea producerii de enterotoxină.

Plasmidele pot determina virulența bacteriilor, de exemplu, agenții patogeni ai ciumei și tetanosului, capacitatea bacteriilor din sol de a utiliza surse neobișnuite de carbon, controla sinteza substanțelor proteice asemănătoare antibioticelor - bacteriocine, determinate de plasmidele bacteriocinogene etc. multe alte plasmide din microorganisme sugerează că structurile similare sunt comune într-o mare varietate de microorganisme.

Plasmidele sunt supuse recombinării, mutațiilor și pot fi eliminate (înlăturate) din bacterii, ceea ce, totuși, nu afectează proprietățile lor de bază. Plasmidele sunt un model convenabil pentru experimentele de reconstrucție artificială a materialului genetic și sunt utilizate pe scară largă în inginerie genetică pentru a obține tulpini recombinante. Datorită autocopierii rapide și a posibilității transferului conjugativ al plasmidelor în cadrul unei specii, între specii sau chiar genuri, plasmidele joacă un rol important în evoluția bacteriilor.

Data adaugarii: 2015-09-03 | Vizualizari: 323 | încălcarea drepturilor de autor

| | | | | | | | | | | | | | |

S-a descoperit că în multe specii de bacterii, în plus față de cea mai mare parte a ADN-ului situat în „cromozomul bacterian” (câteva milioane de perechi de baze), există și molecule de ADN „mici” circulare, dublu catenare și supercoilate. Ele au fost numite plasmide din cauza locației lor în protoplasma celulei. Numărul de perechi de baze din plasmide este limitat la intervalul de la 2 la 20 mii. Unele bacterii au o singură plasmidă. În altele, sunt câteva sute.

În mod normal, plasmidele sunt reduplicate în timpul diviziunii celulare bacteriene simultan cu ADN-ul principal al cromozomului. Pentru reproducerea lor, ei folosesc ADN polimerazele „gazdă” I, III și alte enzime. Plasmidele își sintetizează proteinele specifice folosind ARN polimeraza și ribozomi, care aparțin și bacteriei gazdă. Aceste „produse ale activității” plasmidelor includ uneori substanțe care distrug antibioticele (ampimicină, tetraciclină, neomicină și altele). Ceea ce îi conferă bacteriei gazdă însăși rezistență împotriva efectelor acestor antibiotice, dacă ea însăși nu are o astfel de rezistență. Puțin din. „Independența” unor plasmide se extinde până la punctul în care acestea sunt capabile să se reproducă într-o celulă bacteriană chiar și atunci când sinteza proteinelor în aceasta (și, în consecință, diviziunea acesteia) este blocată de acțiunea unor inhibitori specifici. În acest caz, în bacterii se pot acumula până la 2-3 mii de plasmide.

Plasmidele purificate sunt capabile să pătrundă din mediul nutritiv în celulele bacteriilor străine, să se stabilească acolo și să se reproducă normal. Adevărat, pentru aceasta este necesar să creștem mai întâi permeabilitatea membranelor acestor bacterii prin tratarea lor cu o soluție de clorură de calciu.

Integrarea cu succes a unei plasmide străine este posibilă doar pentru o mică minoritate de celule din populația tratată. Cu toate acestea, dacă bacteria primitoare nu a avut rezistență la un anumit antibiotic, iar plasmida „stabilită” îi conferă această rezistență, atunci chiar și de la o singură bacterie „transformată” cu succes pe un mediu nutritiv cu adăugarea unui antibiotic, este posibil să crească colonii cu drepturi depline care au în mod ereditar plasmida încorporată.

În sfârșit, cel mai important lucru. Dacă un fragment de ADN care îi este complet străin (de exemplu, o genă de origine animală) poate fi „încorporat” în ADN-ul unei plasmide (înainte de începerea transformării), atunci acest fragment, împreună cu plasmida, vor intră în celula primitorului, se înmulțește cu ea și se dirijează sinteza „pseudoplasmidelor” în interiorul bacteriei.proteine ​​codificate în această genă!

Rămâne de rezolvat problema inserării genei selectate în plasmidă. Și, de asemenea, primind inițial cantitatea necesară chiar această genă, dacă punctul de plecare este structura cunoscută (cel puțin parțial) a proteinei care ne interesează. Aici se vor dezvălui posibilitățile unice de utilizare a enzimelor de restricție.

Dar mai întâi, câteva cuvinte despre izolarea plasmidelor în sine de celulele gazdelor bacteriene normale. ADN-ul total poate fi purificat din bacterii așa cum s-a descris anterior. Apoi unul dintre metode fizice separați ADN-ul cu greutate moleculară mică al plasmidelor de ADN-ul cu greutate moleculară relativ mare al cromozomului bacterian. Trebuie doar să vă asigurați că la deschiderea celulei nu apar mici fragmente din ADN-ul principal. În special, ultrasunetele nu trebuie folosite pentru a distruge membranele bacteriene.

Ar putea fi mai ușor. Tratați sferoplastele bacteriene cu alcali slabi + DDC-Na sau fierbeți timp de 1 minut. ADN-ul cromozomului bacterian, împreună cu proteinele asociate cu acesta, este denaturat și precipită în fulgi. Poate fi îndepărtat cu ușurință prin centrifugare. ADN-ul plasmidelor circulare este, de asemenea, mai întâi denaturat. Dar, deoarece inelele sale monocatenare sunt conectate topologic, ele nu se pot separa. După recuperare conditii normale mediu, structura nativă a plasmidelor este renaturată. Ei rămân în soluție.

In spate anul trecut Sute de plasmide au fost izolate și purificate. Descrierea lor, în mod natural, începe cu prezentarea secvenței complete de nucleotide a ADN-ului plasmid. „Sequencerele” automate moderne fac posibilă descifrarea secvenței a 4-5 mii de perechi de baze într-o săptămână. În anii 1980, când secvențierea ADN-ului se făcea manual, munca a durat câteva luni.

Plasmidele sunt structuri genetice mobile extracromozomiale ale bacteriilor, care sunt inele închise de ADN dublu catenar. Ca mărime, ele reprezintă 0,1-5% din ADN-ul unui cromozom. Plasmidele sunt capabile să copieze (replica) în mod autonom și să existe în citoplasma unei celule, astfel încât într-o celulă pot exista mai multe copii ale plasmidelor. Plasmidele pot fi incluse (integrate) într-un cromozom și replicate împreună cu acesta. Există plasmide transmisibile și netransmisibile. Plasmidele transmisibile (conjugative) pot fi transferate de la o bacterie la alta.
Printre caracteristicile fenotipice conferite celulei bacteriene de către plasmide se numără următoarele:
1) rezistenta la antibiotice;
2) formarea de colicine;
3) producerea de factori de patogenitate;
4) descompunerea substanțelor organice complexe;
Termenul „plasmide” a fost introdus pentru prima dată pentru a se referi la factorul sexual al bacteriilor. Plasmidele poartă gene care nu sunt esențiale pentru celula gazdă și oferă bacteriilor proprietăți suplimentare care, în anumite condiții de mediu, le oferă avantaje temporare față de bacteriile fără plasmide.
Unele plasmide sunt sub control strict. Aceasta înseamnă că replicarea lor este cuplată cu replicarea cromozomului, astfel încât fiecare celulă bacteriană să conțină una sau cel puțin mai multe copii de plasmide.
Numărul de copii ale plasmidelor sub control slab poate ajunge de la 10 la 200 per celulă bacteriană.
Pentru a caracteriza repliconii plasmidici, aceștia sunt de obicei împărțiți în grupuri de compatibilitate. Incompatibilitatea plasmidelor este asociată cu incapacitatea a două plasmide de a persista stabil în aceeași celulă bacteriană.
Unele plasmide se pot integra reversibil în cromozomul bacterian și pot funcționa ca un singur replicon. Astfel de plasmide sunt numite integrative sau epizomi.
La bacteriile de diferite specii, s-au găsit plasmide R care poartă gene responsabile pentru rezistența multiplă la medicamente - antibiotice, sulfonamide etc., plasmide F, sau factorul sexual al bacteriilor, care determină capacitatea acestora de a se conjuga și de a forma pili sexuali, Ent-plasmide, care determină producția de enterotoxină.
Plasmidele sunt supuse recombinării, mutațiilor și pot fi eliminate (înlăturate) din bacterii, ceea ce, totuși, nu afectează proprietățile lor de bază. Plasmidele sunt un model convenabil pentru experimentele de reconstrucție artificială a materialului genetic și sunt utilizate pe scară largă în inginerie genetică pentru a obține tulpini recombinante.

Află mai multe lucruri noi.