48. Плазмиды и их классификация.

Плазмиды — кольцевидные молекулы ДНК, способные к саморепликации. Их возможные состояния:

1. автономное (в цитоплазме);

2. интегрированное (в нуклеоиде).

Конъюгативные плазмиды способны к самопереносу из одной клетки в другую. Неконъюгативные плазмиды способны к переносу с помощью конътативных плазмид и бактериофагов.

Функции плазмид:

• регуляторная – компенсирует нарушение функции ДНК нуклеоида

• кодирующая – вносит в генотип новую информацию

Плазмиды подразделяются на различные категории в зависимости от свойств, которые они кодируют у бактерий:

Категории плазмид	Кодируемое свойство
F-плазмида (половой фактор или фактор фертильности)	Способность к переносу плазмидных и хромосомных генов при конъюгации бактерий через половые ворсинки
R-плазмида (фактор множественной лекарственной устойчивости)	Придает бактериям устойчивость к нескольким антибиотикам и другим лекарственным веществам
Плазмиды бактериоциногении	Кодируют синтез бактериоцинов (особых белков), вызывающих гибель близкородственных бактерий. Например, бактериоцины E.coli вызывают гибель патогенных энтеробактерий.
Ent-плазмида	Синтез энтеротоксинов
Hly-плазмида	Синтез гемолизинов
К-88, К-99	Кодируют синтез поверхностных антигенов у бактерий
Биодеградативные плазмиды	Разрушение различных органических и неорганических соединений

49. Конъюгация и конъюгативные плазмиды.

К конъгативным плазмидам относятся F-плазмиды, плазмиды бактериоциногении и часто R-плазмиды.

F-плазмида, или половой фактор. Контролирует синтез половых ворсинок (sex или F-pili), которые способствуют эффективному спариванию бактерий-доноров с реципиентными клетками при конъюгации. F-плазмида реплицируется в независимом от хромосомы состоянии и передается при конъюгации в клетки бактерий-реципиентов.

Перенос генетического материала (ДНК) детерминируется tra-опероном F-плазмиды (от англ. transfer — перенос), обеспечивающим конъюгативность. F-плазмиды содержат только tra-оперон, в их составе нет никаких других генов.

F-плазмида может встраиваться в бактериальную хромосому и находиться с ней в интегрированном состоянии.

F-плазмиды:

Определение	Половой фактор (tra-оперон, других генов нет)
Состояние	Интегрированное	Hfr-клетки
	Автономное	F+-клетки
		F-клетки

Конъюгация - однонаправленная передача генетической информации в результате непосредственного контакта между донорной и реципиентной клетками

Бактерии, имеющие F-плазмиду, называются мужскими F⁺-клетками. Женские (F-) клетки не имеют этой плазмиды. F-клетки – клетки, у которых F-плазмида несёт дополнительные донорские гены.

Процесс конъюгации между F⁺ и F- клетками имеет следующие стадии:

1. установление контакта между донором и реципиентом с помощью половых ворсинок;

2. прохождение генетического материала через канал половой ворсинки от донора к реципиенту;

3. рекомбинация между донорской и реципиентной ДНК.

F-плазмида может находиться как в автономном состоянии в цитоплазме, так и в интегрированном с хромосомой клетки. Находясь в автономном состоянии, она контролирует только собственный перенос при конъюгации. В результате F- клетка превращается в F⁺ клетку, содержащую F-плазмиду. Если F-плазмида интегрирована с хромосомой бактерии, то при конъюгации она контролирует перенос части хромосомной ДНК в клетку-реципиент. С помощью интегрированной F-плазмиды частота переноса хромосомных генов между бактериями существенно возрастает. Поэтому бактерии, у которых F-плазмида интегрирована с хромосомой, обозначают как Hfr (от англ. high frequency recombination), т.е. обеспечивающие высокую частоту рекомбинаций.

50. R-плазмида. Бактериоциногенный фактор. Бактериоцины. Бактериоцинотипирование. Бактериоциногенотипирование.

Бактериоциногенные плазмиды (на примере Col-плазмиды E.coli)

плазмиды, детерминирующие синтез колицинов (антибиотикоподобных веществ)

• состав

  • гены, детерминирующие синтез колицина

  • tra-оперон

• особенности

  • редко интегрируют в нуклеоид

  • обычно репрессированы

  • при их дерепрессии бактериальная клетка синтезирует колицины и погибает (потенциально летальная плазмида)

• биологическое значение

  • «разрежение» бактериальной популяции при истощении питательной среды

• медицинское значение

  • участвуют в нормализации естественного микробиоценоза кишечника

Свойства бактериоцинов:

• Представляют собой вещества белковой природы и функционируют как антибиотики с узким спектром действия.

• Вызывают гибель клетки не нарушая ее целостности.

• Ингибируют синтез ДНК, РНК и белка.

• Обладают летальным признаком – после выделения бактериоцина бактериальная клетка может погибнуть.

• Клетка, выделяющая бактериоцины, устойчива к действию гомологичных бактериоцинов извне.

Практическое значение бактериоциногении:

1. Бактериоциногения обеспечивает один из видов антагонистических взаимоотношений. Бактериоциногения у нормальной микрофлоры – это фактор, обеспечивающий устойчивость организма к инфекции, у патогенных микроорганизмов – это фактор их патогенности.

2. Бактериоциногения – это эпидемиологическая метка микроорганизма, являясь наследственным признаком, т.е. определенный штамм бактерий выделяет бактериоцины соответствующего типа.

3. Из живых колициногенных штаммов E. coli М17 готовят лечебный препарат – колибактерин.

Бактериоцинотипирование см. протокол!

R-плазмиды:

Определение	Плазмиды множественной лекарственной устойчивости
Состав	r-оперон(ы) + tra-оперон (RTF)
	r-оперон(ы)
Состав r-оперона	Гены, детерминирующие синтез ферментов		Инактиврующие данный антибиотик
			Модифицирующие данный антибиотик
			Снижающие проницаемость КС для данного антибиотика
	Может содержать		Транспозон
			IS-последовательности
Пути передачи	Г+	При трансдукции
	Г–	При конъюгации