- •Московский государственный университет
- •История исследования плазмид.
- •Идентификация плазмид. Идентификация на генетическом уровне.
- •Идентификация на молекулярном уровне.
- •Распространение плазмид.
- •Классификация плазмид.
- •Поверхностное исключение и летальный зигозиз.
- •Несовместимость и группы несовместимости.
- •Молекулярная и генетическая организация плазмид.
- •Молекулярная организация.
- •Генетическая организация факторов переноса.
- •Генетическая организация конъюгативных коинтегративных плазмид.
- •Генетическая организация неконъюгационных плазмид.
- •Поддержание в клетках.
- •Репликация. Базовый репликон.
- •Распределение между клетками в процессе деления.
- •Генетическая регуляция.
- •Конъюгационный перенос.
- •Свойства бактерий, контролируемые плазмидами. Плазмиды лекарственной резистентности. Общая характеристика и механизмы действия.
- •Мутации внехромосомных факторов резистентности.
- •Элиминация r-факторов.
- •Лекарственная конверсия.
- •Продление чувствительности к лекарствам.
- •Плазмиды бактериоциногении.
- •Плазмиды и патогенность бактерий.
- •Атрибуты патогенности.
- •Плазмиды и патогенность e. Coli.
Генетическая организация неконъюгационных плазмид.
Эти плазмиды не содержат RTF, только различные генетические детерминанты (например r) и rep-систему.
К ним относятся такие плазмиды как, ColE1, pSE101, SuSm и тд. Наиболее изучены ColE1, CloDF13. Для них характерна кластерность генов на генной карте. Например, район, отвечающий за репликацию, включает O-пункт и детерминанты, контролирующие репликацию. К этому району примыкает отвечающий за колициногенность.
Поддержание в клетках.
Выдающееся свойство плазмид – поддержание в бактериальных клетках в определенном числе копий. Здесь важны процесс репликации и точного распределения между дочерними клетками. У F-плазмиды имеется процесс, контролируемы плазмидой в виде пары генов ccd, определяющий отсеивание клеток, утерявших плазмиду. Заключается в деструкции клеток, в которых произошла ее элиминация. Когда клетка теряет плазмиду, происходит активация продуктов генов ccd, что влечет к запуску механизма самоубийства в клетке и далее в ее потомках.
Репликация. Базовый репликон.
Репликационный цикл ДНК плазмид, как и хромо-сомной, состоит из инициации, элонгации и терминации.
При удвоении ДНК плазмид образуется ковалентно закрытые, но не сверхскрученные, молекулы, которые затем конвертируются в молекулы сверхспирализованной ДНК. Процесс элонгации непрерывен. Для завершения цикла удвоения необходимо, что бы первичная элонгационная вилка достигла терминуса, а вторая начала движение от O-пункта в противоположном направлении вплоть до терминуса.
Все, что в настоящее время известно о репликации плазмид, выяснено, в основном, в ходе изучения так называемых мини-плазмид или мини-репликонов, конструируемых с помощью рестриктаз и лигазы из нормальных плазмид или введением в геномы плазмид транспозонов, вызывающих перестройки в плазмидной ДНК.
Для репликации плазмиды минимально необходима лишь часть плазмиды – базовый репликон. Наиболее полно он изучен на примере миниплазмиды F. Он в ней состоит из ряда элементов:
О-пункт – специфическая последовательность нуклеотидов, на которой происходит инициация репликации. У некоторых плазмид несколько O-пунктов (гены ori)
Структурный ген для позитивной функции (ген rep)
Детерминанты, негативно контролирующие количество плазмид (cop)
Детерминанты, обеспечивающие, распростране-ние копий (par)
Детерминанты ccd.
Что, касается гена rep, то предполагают, что он
контролирует инициацию репликации. Посредством про-дукции белка rep E, связывающегося с ori.
С другой стороны, предполагается существование и другой схема, контроля копийности.
Найдено 5 прямых повторов, родственных повторам в локусе ori, формирующих локус cop. Считают, что cop конкурирует с локусом ori за связывание белка repE, который обладает авторепрессорной активностью. Предполагается, что он имеет две формы, одна из которых имеет значение в инициации репликации, вторая – в репрессии гена rep (авторепрессорная активность).
Репликация плазмиды F и всех, происходящих от нее, мини-репликонов требует участия белка, кодируемого хромосомным геном dnaA и являющегося инициатором репликации бактериальной хромосомы.
Для плазмиды F характерно наличие двух O-пунктов репликации – oriS и oriV. С oriS репликация проходит в двух противоположных направлениях, тогда как с oriV – только в одном.
У большинства остальных плазмид репликация проходит по сходным схемам, с определенными отличиями, так существенные отличия наблюдаются при репликации P-подобных плазмид.