Внехромосомные генетические элементы

микроорганизмов»

клетке: исключение вхождения и несовместимость, рекомбинация
Группы несовместимости плазмид
Механизмы репликации плазмид

Методы генетического анализа плазмидной ДНК
Биологическое значение плазмид и их роль в эволюции бактерий

План лекции:

способные автономно размножаться и существовать в цитоплазме бактериальной клетки

Термин введен Ледербергом в 1952 году

Определение

функции плазмиды
«Исторические» обозначения:
R100, F, ColE1






Обозначение плазмид

до 600 т.п.н.
Число копий – от 1 до 1000

(малокопийные и мультикопийные)
Круг хозяев – узкий круг (nhr – narrow host range), широкий круг хозяев (bhr – broad host range)
Способность к конъюгационному переносу (конъюгативные, неконъюгативные, мобилизуемые)
Группы несовместимости (Inc – incompatibility):
14 групп в системе Pseudomonas (IncP-1 – IncP-14)
30 групп в системе Enterobacteriaceae

Классификация

в другую в процессе конъюгации, выделяются:

-Конъюгативные плазмиды переносятся от бактерии

к бактерии внутри вида или между представителями близкородственных видов в процессе конъюгации. Чаще всего конъюгативными плазмидами являются F - или R -плазмиды. Подобные плазмиды относительно крупные (25-150 млн Д) и часто выявляются у грамотрицательных палочек.

-Неконъюгативные плазмиды (не переносятся) обычно имеют небольшие размеры и характерны для грамположительных кокков, но встречаются также у некоторых грамотрицательных микроорганизмов (например, у Haemophilus influenzae , Neisseria gonorrhoeae ).

Мобилизуемые плазмиды – способны передаваться в реципиентные клетки с помощью конъюгативных плазмид.

Криптические плазмиды – плазмиды, фенотипические признаки для которых не установлены.

Классификация

(resistance устойчивость)- детерминируют устойчивость к лекарственным препаратам.
Деградация органических соединений.

D – плазмиды (degradative)
Конъюгационный перенос. F – factor (fertility- плодовитость)- инициируют деление бактерии, то есть увеличивают их «плодовитость».
Продукция токсических соединений (антибиотики, бактериоцины, колицины). ColE1 – плазмида (colicin)
Криптические плазмиды (фенотип неизвестен и плазмиды малого размера)
Взаимодействие с эукариотами. Ti – плазмиды (tumor inducing)
Другие свойства – устойчивость к UV, продукция H2S, чувствительность к NaCl, системы рестрикции – модификации, фиксация азота.

Классификация

плазмидами, путем переноса генетического материала из клетки донора в клетку

реципиента.
Трансконъюгант – бактериальная клетка, получившая генетический материал путем конъюгации.
Поверхностное исключение – конъюгационный перенос между плазмидосодержащими клетками происходит с меньшей на 2 порядка эффективностью, чем между донором и бесплазмидной клеткой. За этот эффект отвечают гены tra – системы (traS и traT).
Несовместимость плазмид (Inc) – неспособность двух разных плазмид стабильно сосуществовать в одной бактериальной клетке.
Донор – специфические фаги – фаги, инфицирующие только те штаммы, которые содержат конъюгативные плазмиды.
Число копий плазмиды – количество молекул плазмиды на бактериальный геном.
Строгий контроль репликации – плазмидная репликация связана с репликацией хромосомы.
Hfr –штаммы – (high frequency of recombination) – штамм, несущий в составе хромосомы плазмиду и, следовательно, способный осуществлять ориентированный перенос хромосомных генов в подходящий реципиент.

Классификация

(ы)
rep – ген
Жизненно – важные структуры плазмиды (backbone segment)
система разрешения

коинтегратов (mrs - multimer resolution system),
система активного распределения плазмид (par – partitioning),
система постсегрегационной гибели клетки (PSK – post segregational killing).
система рестрикции – модификации (RM).
Система конъюгационного переноса.
Гены резистентности.
Гены биодеградации.
Другие гены.

Классификация

и свободный 3’-конец наращивается с помощью ДНК-полимеразы, то вновь синтезируемая

цепь вытесняет исходную родительскую.

(displacement – вытеснение).

ее из клетки в клетку.
потомство чувствительное

к антибиотику

конъюгация и перенос
плазмиды

потомство, резистентное
к антибиотику

резистентное потомство

Репликация плазмид