Плазмиды микроорганизмов

ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ

Рекомбинация у бактерий

У бактерий, так же как при изучении генетики высших организмов, принято выделять понятия: генотип, фенотип, модификации.

Генотипом бактерий называется совокупность генов, представленных нуклеоидом (хромосомой) и обусловливающих наследственные свойства клетки. В генотипе содержится набор генетических инструкций для определенного числа альтернативных путей развития. Не все признаки, заложенные в генотипе бактерий, проявляются при жизнедеятельности клетки. Следовательно, наследуется не признак как таковой, а потенциальная возможность проявления в течение жизни клетки этого свойства. Наследуется способность специфическим образом реагировать на определенные условия среды и поэтому вся сумма реализованных признаков называется фенотипом.

Фенотипические различия между организмами, одинаковыми по генотипу, называются модификациями.
У бактерий различают генотипическую (наследственную) изменчивость и фенотипическую, или модификационную (ненаследственную). Генотипическая изменчивость может быть комбинативной, связанной с процессом рекомбинаций в генотипе, и мутационной, обусловленной изменениями в ДНК при возДействии мутагенных факторов. Фенотипическая изменчивость возникает под влиянием среды и не влечет за собой изменения в генотипе бактерий, однако диапазон такой изменчивости обусловлен генотипом.
Комбинативная изменчивость у бактерий, обусловленная изменениями в последовательности и сцепленности генов или частей генов, осуществляется при таких феноменах, как трансформация

Плазмиды микроорганизмов

Кроме хромосомы, у некоторых бактерий обнаруживаются дополнительные внехромосомные генетические детерминанты, получившие название плазмид. К настоящему времени обнаружено большое разнообразие плазмид, среди которых наиболее изученными являются половой фактор (F), фактор множественной лекарственной устойчивости (R), факторы бактериоциногений (Col), плазмиды, контролирующие у Е. coli синтез энтеротоксина (Ent), обеспечивающие продукцию гемолизина (Н1у), детерминирующие синтез поверхностных антигенов (К88, К99) и др. Плазмиды обнаружены более чем у 50 видов бактерий. Присутствие плазмиды в бактериальной клетке определяется по проявлению свойства, которое ею контролируется.

Плазмиды (Fфактор и др.), способные интегрироваться в хромосому и реплицироваться вместе с ней, получили название э п и с о м. Способность плазмиды к интеграции определяется самой клеткой.
Несмотря на разнообразие контролируемых функций клетки,

плазмиды обладают рядом общих свойств: состоят из ДНК, имеющей кольцевую замкнутую структуру, расположены вне хромосомы и способны к саморепликации. Общим для всех плазмид свойством является то, что они придают клетке дополнительные, не обязательные для нее функции, но чаще всего выгодные. Плазмиды могут теряться бактерией или элиминироваться, однако потеря плазмиды не влияет на основные свойства клетки. Они могут подвергаться мутации, а также рекомбйнировать между собой и хромосомой.
Большинство плазмид обладает способностью передаваться от бактерии к бактерии при конъюгации. Такие плазмиды получили название конъюгативных, или трансмиссивных, в отличие от неконъюгативных, нетрансмиссивных, которые могут переноситься только с помощью конъюгативных плазмид. Им свойственна также способность передаваться при траисдукции и при обычном делении клетки.

Rфактор — типичная плазмида, представляющая собои двунитчатую молекулу ДНК, в которой определены гены, ответственные за саморепликацию и перенос резистентности в реципиентную клетку — фактор переноса стойчивости RTF (от resistance transfer factor) и отдельные гены, обозначаемые буквой r (от resistance), детерминирующие устойчивость к конкретному антибиотику.
Плазмида, содержащая RTF, ведет себя как конъюгативная. На поверхности таких клеток образуются половые R-пили, участвующие в конъюгации при передаче R-фактора. Rфактор может передаваться при трансдукции (например, у стафилококков) и при обычном делении бактериальной клетки. Последний механизм имеет особое значение, так как при распространении в популяции клеток, несущих Rфактор, находящийся в среде, антибиотик выполняет селективную роль и бактерии R+ становятся превалирующими.
Различные Rфакторы могут содержать от 4 до 8 генов в разнообразной комбинации, определяющих устойчивость и к лекарственным препаратам, и к некоторым веществам (ртуть, кобальт и др.).
Механизм, определяющий способность R+ бактерий превращать антибиотики в неактивную форму, связан с действием на антибиотики особых специфических ферментов, синтез которых детерминируется Rплазмидой.
Плазмиды Col (от colicinogeny — колициногенность) детерминируют синтез белковых веществ, называемых колицинами, способных вызывать гибель чувствительных бактерий собственного вида или близкородственных. Носительство плазмид — широко распространенное явление в мире микробов, их наличие придает клетке определенные преимущества. Плазмиды играют важную роль в эволюции бактерий, участвуя в процессе естественного отбора.
Возможность введения генетической информации от одного вида бактерий другому виду различными методами привела к созданию нового направления в генетике—генной инженерии. При получении «искусственных» особей широко используется генетический материал плазмид.

Поиск по сайту: