Informácie

Aká je povaha plazmidov?

Aká je povaha plazmidov?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Z čoho sa skladajú plazmidy? Sú zložené z genómovej alebo negenomickej DNA?

Myslím, že odpoveď je „genomická DNA“, ale nie som si istý.


Pravdepodobne máte na mysli genómovú a negenómovú DNA - Plazmidy sú malé krúžky negenómovej dvojvláknovej DNA v baktériách. Replikujú sa väčšinou nezávisle od genómovej DNA, ktorá sa môže vyskytovať od niekoľkých do niekoľkých stoviek kópií na bunku. Pozrite si ilustráciu z Wikipédie:


Plazmid je malá, kruhová, dvojvláknová molekula DNA, ktorá sa líši od chromozomálnej DNA bunky. Plazmidy prirodzene existujú v bakteriálnych bunkách a vyskytujú sa aj v niektorých eukaryotoch. Gény prenášané v plazmidoch často poskytujú baktériám genetické výhody, ako je rezistencia na antibiotiká. Organely ako mitochondrie a chloroplasty majú tiež svoju DNA v kruhovej a plazmidovej forme.

Plazmid je malá molekula DNA v bunke, ktorá je fyzicky oddelená od chromozomálnej DNA a môže sa nezávisle replikovať. Najčastejšie sa vyskytujú ako malé kruhové, dvojvláknové molekuly DNA v baktériách, niekedy sú prítomné v archeách a eukaryotických organizmoch. V eukaryi sa plazmidy vo všeobecnosti nachádzajú v plastidoch, ako sú mitochondrie a chloroplasty. V prírode plazmidy často nesú gény, ktoré prospievajú prežitiu organizmu, napríklad tým, že poskytujú odolnosť voči antibiotikám. Plazmidy sú zvyčajne veľmi malé a obsahujú iba ďalšie gény, ktoré môžu byť užitočné v určitých situáciách alebo podmienkach. Umelé plazmidy sú široko používané ako vektory pri molekulárnom klonovaní, slúžiace na riadenie replikácie rekombinantných DNA sekvencií v hostiteľských organizmoch.

Učte sa vysvetlenia biológie

Čo sú to komunity?

Veľké množstvo jednotlivcov, ktorí obývajú miesto. Majú určité spoločné vlastnosti, napríklad biotop, stravu, normy, .

Čo je štítna žľaza?

Štítna žľaza je žľaza s vnútornou sekréciou nachádzajúca sa na krku, pozostáva z dvoch lalokov. nachádza sa pod Adamovým .

Čo je kyselina abscisová (ABA)?

Kyselina abscisová (ABA) je rastlinný hormón. ABA funguje v mnohých procesoch vývoja rastlín, vrátane dormancie semien a púčikov, .

Čo je endokrinný systém?

Endokrinný systém je zodpovedný za koordináciu činností tela, ako je trávenie a metabolizmus. Endokrinný systém je .

Čo je to mykoríza?

Mykoríza je symbiotické spojenie medzi hubou a rastlinou. Termín mykoríza sa vo všeobecnosti vzťahuje na rolu .

Čo je Helicase?

Niekoľko enzýmov sa podieľa na procese replikácie DNA vrátane helikázy. Sú to jedny z dôležitých enzýmov, ktoré potrebujú .


Plazmidy: Typy a funkcie

Odporové plazmidy (R-plazmidy)

Majú gény, ktoré umožňujú hostiteľovi, aby bol odolný voči antibiotikám alebo jedom.

Degradačné plazmidy

Prepožičiava hostiteľskej bunke schopnosť metabolizovať normálne ťažké alebo neobvyklé organické zlúčeniny, ako je toluén a kyselina salicylová.

Plazmidy plodnosti (F-plazmidy)

Podieľajú sa na bakteriálnej konjugácii a majú (tra-) gény, ktoré iniciujú tvorbu F-pilusu, aby umožnili konjugáciu. Genetický materiál sa prenáša cez tento pilus medzi konjugovanými bunkami. Je samoprenosný a F-pilus sa tiež nazýva sexuálny pilus.

Col Plasmids

Tieto plazmidy produkujú toxín nazývaný bakteriocín, ktorý je pre baktérie smrteľný, ale vlastníctvo tohto plazmidu robí hostiteľa odolným voči toxínu.

Plazmidy vyvolávajúce nádory (Ti-plazmidy)

Sú schopné transformovať hostiteľské bunky na patogény. Vyskytujú sa v Agrobacterium tumefaciens, patogén, ktorý spôsobuje ochorenie korunnej hálky v rastlinách. Pri infekcii sa plazmid prenesie do normálnych buniek rastliny, kde proliferuje a ďalej zhoršuje ochorenie prechodom do nádorového stavu. V takomto stave bunky syntetizujú opíny, toxíny a iné faktory virulencie.


Blog CD Genomics

Preskúmajte blog, ktorý sme vytvorili, vrátane genomického vzdelávania, genomických technológií, genomických pokrokov a genomických správ a názorov.

Prehľad základných údajov o plazmide: Definícia, štruktúra a aplikácia

Čo je to plazmid?

Plazmidy sú malé kruhové alebo lineárne dvojvláknové molekuly DNA (v rozmedzí od niekoľkých do niekoľkých stoviek kilobáz), ktoré sa nachádzajú v bakteriálnych bunkách, ale sú tiež prirodzene prítomné v archeae a eukaryotoch. Plazmidy nie sú zabalené vo vnútri chromozómu a nemajú zreteľný 5' alebo 3' začiatok alebo koniec. Môžu sa autonómne replikovať nezávisle od chromozómu vo vnútri bunky a poskytnúť hostiteľovi jeden alebo viac výhod, ako je odolnosť voči antibiotikám, degradačné funkcie a virulencia. Plazmidy majú tiež schopnosť prenášať sa z jednej bunky do druhej počas procesu bakteriálnej konjugácie (kontakt medzi bunkami, po ktorom nasleduje prenos obsahu DNA), pričom niekedy šíria gény, ktoré sú výhodné na prežitie. Horizontálny prenos génov hrá rozhodujúcu úlohu v evolúcii baktérií. Keďže horizontálne šírenie génov rezistencie na antibiotiká (ARG) medzi baktériami je poháňané plazmidmi, plazmidy je potrebné dobre monitorovať a analyzovať pomocou metód, ako je úplné sekvenovanie plazmidovej DNA po extrakcii plazmidov.

Obrázok 1. Plazmidy sú prítomné v prokaryotoch.

Štruktúra plazmidu

Hoci množstvo plazmidov má kovalentne uzavretú kruhovú štruktúru, niektoré plazmidy sú lineárne. Plazmidy sú zvyčajne umelé a majú aspoň počiatok replikácie (OR), gén rezistencie na antibiotiká (ARG) a viacnásobné klonovacie miesto (MCS).

Obrázok 2. Hlavné prvky plazmidov.

Tabuľka 1. Bežné prvky plazmidov.

Krátka sekvencia DNA na jednom vlákne sa zvyčajne používa na amplifikáciu PCR alebo sekvenovanie DNA.

Na čo sa používajú plazmidy?

Plazmidy sa bežne používajú v biologických vedách ako vektory na zavedenie cudzej DNA do inej bunky. Schopnosť plazmidov sa replikovať v bunke a jednoduchosť modifikácie plazmidov z nich robí atraktívne nástroje pre biológov alebo bioinžinierov. Takmer všetky laboratóriá molekulárnej biológie potrebujú navrhnúť, modifikovať a skonštruovať plazmid. Požadovaný gén je typicky vložený do vektora pomocou rôznych klonovacích metód, ako je ligácia reštrikčným enzýmom, klonovanie nezávislé od ligácie, klonovanie Gateway a zostavenie Gibson. Spôsob výberu metódy klonovania závisí od plazmidu. Po procese klonovania sa rekonštruovaný vektor obsahujúci požadovaný gén transformuje do bakteriálnych buniek a selektívne sa pestuje na platniach s antibiotikami.

Plazmidy môžu byť použité ako klonálne vektory primárne na replikáciu, modifikáciu a dočasné uloženie špecifickej požadovanej génovej sekvencie, alebo ako expresné vektory na účinnú transkripciu génu neseného vektorom, ktorý je skonštruovaný tak, aby zahŕňal promótorové oblasti a zosilňovače. Iné typy plazmidov zahŕňajú génové knock-down plazmidy, reportérové ​​plazmidy, plazmidy genómového inžinierstva a vírusové plazmidy. Plazmidy sa široko používajú na experimenty vrátane fluorescenčného zobrazovania, rekombinácie DNA, expresie proteínov, masovej produkcie proteínov, modelovania chorôb, objavovania liekov, ako aj úpravy genómu.


Poďakovanie

Túto prácu podporila Európska rada pre výskum (ERC) v rámci programu Európskej únie pre výskum a inovácie Horizont 2020 (dohoda o grante ERC 757440-PLASREVOLUTION) a Instituto de Salud Carlos III (grant PI16-00860) spolufinancovaný Európskym regionálnym Rozvojový fond „Cesta k dosiahnutiu Európy“. Á.S.M. je podporovaná Miguel Servet Fellowship (MS15-00012). J.R.-B. je príjemcom štipendia Juan de la Cierva-Incorporación Fellowship (IJC2018-035146-I) spolufinancovaného Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación. R.C.M. je podporená grantom Wellcome Trust (106918/Z/15/Z). Á.S.M, J.R.-B. a R.L.-S. sú členmi španielskeho konzorcia pre výskum epidemiológie a verejného zdravia (CIBERESP).


Typy plazmidov

Plazmidy možno klasifikovať do rôznych kategórií, ale najznámejšia klasifikácia je založená na ich funkciách. Podľa toho sa delia na 5 rôznych typov &ndash plazmidy plodnosti, plazmidy rezistencie, plazmidy col, plazmidy virulencie a metabolické alebo degradačné plazmidy.

Bakteriálne bunky nemajú pohlavie, ale bunky, ktoré majú plazmidy plodnosti, alebo F plazmidy, môžu vytvárať pili, čo sú drobné rúrkovité štruktúry, a spájajú sa so susednou bunkou. To umožňuje prenos genetického materiálu z bunky k jej susedovi. Preto udeľuje tejto bakteriálnej bunke status &ldquomale v procese nazývanom konjugácia.

Rezistentné plazmidy obsahujú gény, ktoré dodávajú bunke odolnosť voči antibiotikám alebo iným látkam, ktoré inhibujú rast. Bunky s R plazmidmi zvyčajne produkujú látky, ktoré môžu zničiť inhibičný faktor, čím sa zvyšuje ich miera prežitia. Niekedy sa tieto plazmidy môžu počas generácie veľmi rozšíriť. Ako sa očakávalo, tieto R plazmidy nie sú priaznivé pre ľudí alebo iné zvieratá, pre ktoré môžu byť tieto bunky patogénne.

Col plazmidy sú zaujímavou kategóriou plazmidov. Tie dávajú svojmu hostiteľovi schopnosť zabíjať iné organizmy svojho druhu. Col plazmidy kódujú látky, ktoré môžu ničiť iné baktérie zvýšením priepustnosti ich bunkovej membrány, ovplyvnením ich DNA alebo RNA atď. Tieto schopnosti však môže použiť iba baktéria proti podobným druhom. napr. E. coli má col plazmidy, ktoré produkujú kolicíny. Tieto môžu byť použité iba na zabíjanie iných kmeňov E. coli. Niektoré z plazmidov tiež produkujú bakteriocíny, ktoré možno použiť na ničenie organizmov patriacich do Enterobacter druhov.

Konjugácia (fotografie: Wikimedia Commons)

Ďalším typom plazmidov sú virulentné plazmidy. Ako môžete pravdepodobne odvodiť z názvu, tieto plazmidy poskytujú alebo zvyšujú faktor virulencie baktérií. Virulencia je miera škodlivosti organizmu. Napríklad nie všetky kmene E. coli sú nebezpečné a spôsobujú choroby, ale existujú niektoré druhy, ktoré majú virulentné plazmidy a môžu spôsobiť choroby, ako je hnačka.

Konečným typom plazmidov sú metabolické alebo degradačné plazmidy. Tieto dávajú bunkám schopnosť rozkladať látky ako cukry alebo toluén atď. Tieto plazmidy môžu byť bunke veľmi užitočné. Bunka môže byť napríklad schopná rozložiť komplexnú látku na jednoduchšie molekuly, ktoré môžu byť pre bunku zdrojom využiteľnej energie.


Aké vlastnosti plazmidov, ako je Pbluescript, z nich robia užitočné klonovacie vektory?

Podobne, aké vlastnosti plazmidov a bakteriofágov z nich robia dobré klonovacie vektory? 1. Musí byť schopný niesť významný kus a darcovská DDNA 2. musí byť pohotovo prijatá klonovanie hostiteľ.

Podobne sa možno pýtať, aké sú rôzne vlastnosti plazmidu, ktoré sú užitočné pri klonovaní?

Jeden z primárnych charakteristiky plazmidu vektorov je, že majú malú veľkosť. Okrem svojej veľkosti sa vyznačujú aj počiatkom replikácie, ako aj selektívnym markerom viacnásobné klonovanie stránky. Ideál plazmid vektory majú vysoký počet kópií vo vnútri bunky.

Aké sú vlastnosti plazmidov?

Plazmidy Sú extrachromozomálne genetické prvky Plazmidy sú extra kúsky genetického materiálu nachádzajúce sa v mnohých bunkách, ktoré zvyčajne bunke prepožičiavajú špecifickú vlastnosť. Tieto vlastnosti zahŕňajú odolnosť voči antibiotikám, produkciu toxínov a mnohé ďalšie Vlastnosti.


Aká je povaha plazmidov? - Biológia

©2000 napísal Gary Roberts, upravil Timothy Paustian, University of Wisconins-Madison

VI. SYSTÉMY PRENOSU GÉNOV

Nasledujúce časti o plazmidoch a konjugácii, transformácii a transdukcii poskytnú niektoré základné informácie o tom, ako a prečo systémy fungujú, ale hlavný dôraz sa bude klásť na ich použitie pri prenose a amplifikácii génov.

VI A. PLAZMIDY A KONJUGÁCIA

(Táto časť sa zaoberá pohybom DNA bez kontaktu bunka-bunka. Uvedomte si prosím, že plazmidy a konjugácia miešajú dosť odlišné veci: ku konjugácii môže určite dôjsť aj bez plazmidov a mnohé plazmidy sa konjugáciou pohnúť nedajú.)

Plazmid je definovaný ako replikón alebo replikujúca sa časť DNA, ktorá je stabilne dedená v extrachromozomálnom stave. V staršej literatúre sa termín epizóm používal pre plazmidy schopné integrácie do chromozómu, ale tento termín sa už väčšinou nepoužíva. Typicky existuje ako kovalentne uzavretý kruhový kúsok dvojvláknovej DNA, ktorý má schopnosť autonómnej replikácie a práve táto vlastnosť vedie k jej izolácii a fyzickému rozpoznaniu. Uzavretá kovalentná povaha ich štruktúry umožňuje ich oddelenie od chromozomálnej DNA buď gélovou elektroforézou alebo gradientom hustoty chloridu cézneho.

Všetky plazmidy majú spoločné dve vlastnosti:

Všetky majú replikačné funkcie. V najjednoduchšom prípade to pozostáva z jedného alebo viacerých počiatkov replikácie s trans-pôsobiacimi proteínmi nevyhnutnými na replikáciu, ktoré sú buď kódované samotným plazmidom, alebo sú "vypožičané" z normálneho replikačného aparátu hostiteľa. Široký rozsah hostiteľov niektorých plazmidov je aspoň čiastočne vysvetlený ich mnohonásobnými replikačnými systémami, ktoré im umožňujú fungovať v rôznych odlišných hostiteľoch. (Otázka pre čitateľa: kedy sa plazmid stane „chromozómom“?)

Všetky plazmidy spadajú iba do jednej z mnohých existujúcich skupín nekompatibility. Dva plazmidy sú nekompatibilné, ak je jeden z nich menej stabilný v prítomnosti druhého, ako bol sám o sebe. Doteraz je opísaných viac ako 30 skupín nekompatibility bez horného limitu. Nekompatibilita, ktorej genotypové označenie je inc, je často nevyhnutným dôsledkom túžby plazmidu udržať v bunke určitý počet kópií. Ak plazmidy danej skupiny nekompatibility majú určitý počet kópií, ktoré sa pokúšajú udržať, potom dôjde ku konkurencii, keď sa v tej istej bunke nájdu dva plazmidy z rovnakej skupiny nekompatibility. Ktorý plazmid je schopný replikovať sa rýchlejšie alebo má nejakú inú výhodu, bude zastúpený v neúmernej miere medzi kópiami povolenými systémom nekompatibility. Prekvapivo môžu byť plazmidy tiež nekompatibilné, keď obidva majú rovnaké funkcie na rozdelenie sa do dcérskych buniek (pozri odsek 5 nižšie).

Existuje množstvo funkcií, ktoré sa nenachádzajú vo všetkých plazmidoch, ale ktoré sú natoľko bežné, že si zaslúžia zmienku:

Mnohé plazmidy obsahujú gény, ktoré sa nezúčastňujú ani replikácie, ani nekompatibility. Takéto gény môžu kódovať vlastnosti, ako je rezistencia na antibiotiká (a preto vznikajú termíny „rezistencia“ alebo „R“ faktory), degradácia komplexných makromolekúl, produkcia bakteriocínov, rezistencia na rôzne ťažké kovy, syntéza antibiotík alebo faktory virulencie nevyhnutné pre infekcia živočíšnych alebo rastlinných hostiteľov. Toto nie je v žiadnom prípade vyčerpávajúci zoznam rôznych funkcií, ktoré môžu byť kódované v plazmide. Je zrejmé, že na plazmide možno nájsť prakticky akýkoľvek gén.

Druhou spoločnou vlastnosťou je schopnosť podporovať prenos samotného plazmidu z jednej bunky do druhej, nazývaná konjugačná schopnosť. Konjugácia je definovaná ako jednosmerný prenos genetickej informácie medzi bunkami kontaktom medzi bunkami. Ako taká nie je obmedzená na plazmidy, ale môže sa vyskytnúť s akoukoľvek DNA, pokiaľ sú v bunke prítomné nižšie uvedené kritické prvky (existujú dokonca konjugatívne transpozóny). Táto posledná požiadavka na kontakt odlišuje konjugáciu od transdukcie a transformácie, ktoré budú diskutované nižšie. Výraz "jednosmerný" sa týka skutočnosti, že kópia plazmidu je prenesená z jednej bunky, nazývanej "donor", do inej bunky, nazývanej "príjemca". V konjugačnej schopnosti sú zahrnuté dve odlišné funkcie: prvá je miesto iniciácie prenosu, ktoré sa nazýva buď oriT alebo mob . Prvý výraz je mnemotechnická pomôcka pre „pôvod prevodu“ a druhý je skratka pre „mobilitu“. V každom prípade odkazujú na miesto na DNA a nie na difúzny produkt. Druhou skupinou funkcií sú tie proteíny, ktoré pôsobia na týchto miestach a spôsobujú rozsah funkcií potrebných na mobilizáciu. Tie sú kódované trogénmi a majú rôzne funkcie vrátane tvorby pilusu, ktorý nadväzuje kontakt s bunkou príjemcu a zdá sa, že sa podieľa na spájaní buniek darcu a príjemcu. To spôsobí oblasť membránového kontaktu a zdá sa, že sa vytvorí nejaký konjugačný mostík. Produkty tra génov sa podieľajú na regulácii aj fyzickej konštrukcii týchto udalostí. Niektoré udalosti v tejto sekvencii spúšťajú odrezanie miesta, nazývaného oriT, špecifickou jednovláknovou nukleázou a následnú väzbu jedného alebo viacerých "pilotných" proteínov na voľný 5' koniec DNA. Zdá sa, že tieto proteíny fungujú pri následnej replikácii prenesenej DNA, pričom jedna slúži ako „primáza“. Jednovláknové vlákno sa potom prenesie z tohto konca na príjemcu, zatiaľ čo u darcu nastáva forma replikácie "rolling circle". Ak je prenášaná DNA plazmid, vytvorí sa dvojvláknová a cirkularizovaná v príjemcovi, načo sa môže pravdepodobne replikovať. Ak je transferová DNA chromozomálna, cirkularizácia nemôže nastať, ale nejakým spôsobom sa vytvorí komplementárne vlákno a môže dôjsť k homológnej rekombinácii s chromozómom (v každom prípade sa prichádzajúca DNA musí spojiť s replikónom, ak má byť zdedená). Je možné, že plazmid bude nekonjugačný a predsa mobilizovateľný (ak sú traprodukty dodávané iným plazmidom), pokiaľ je na plazmide kódované miesto oriT (prenesie sa ktokoľvek, kto má miesto oriT). Nakoniec, plazmid, ktorému chýbajú transfunkcie aj funkcie oriT, by bol nekonjugačný a nemobilizovateľný. Mnoho aplikácií v inverznej genetike využíva malé plazmidy obsahujúce oblasti oriT, kde sú funkcie tra dodávané iným plazmidom v bunke.

Plazmidy majú mechanizmy, ktoré zvyšujú pravdepodobnosť, že po delení buniek budú obe dcérske bunky obsahovať kópiu plazmidu. Rozdeľovacie funkcie (často nazývané par) zodpovedné za túto prácu rôznymi mechanizmami vrátane monomerizácie plazmidových multimérov (lepšie mať veľa monomérov ako niekoľko multimérov) a asociácie plazmidu s membránami (čo zjavne pomáha fyzicky oddeliť plazmidy). Aj keď hovoríme o plazmide, ktorý bunka „stratila“, skutočný mechanizmus je takmer určite taký, že bunka nikdy nedostala plazmid pri predchádzajúcom bunkovom delení v dôsledku nevhodného rozdelenia. Takáto strata sa nazýva segregácia. Pre plazmidy s nízkym aj vysokým počtom kópií sa táto "strata" vyskytuje s (veľmi zhruba) 1% frekvenciou, aj keď boli nájdené niektoré výnimočne stabilné plazmidy, pravdepodobne kvôli súboru rôznych funkcií par. Niektoré plazmidy vyvinuli systém s účinkami podobnými vyššie uvedeným systémom, ktorý "zabraňuje" segregácii zabíjaním akejkoľvek dcérskej bunky, ktorá nedostala plazmid. Robia to tak, že vytvárajú funkciu zabíjania s relatívne dlhou životnosťou (kil) a funkciu potlačenia zabíjania s krátkou životnosťou (kor). Dcéra bez plazmidu bude mať kil produkt, ale nebude schopná udržať potrebné množstvo kor produktu na prežitie. Pre experimentátora budú tieto systémy vyzerať ako deliace systémy, pretože v mutantoch, ktorým tieto systémy chýbajú, budú častejšie detegované segreganty bez plazmidov. Môžu sa tiež javiť ako funkcie inc.

Občas je potrebné izolovať bezplazmidový derivát kmeňa, ktorý v súčasnosti obsahuje plazmid, postup nazývaný vytvrdzovanie. Tieto možno vyhľadávať (i) spontánne (možno replika tlače izolovaných kolónií, ak plazmid poskytuje hodnotiteľný fenotyp) (ii) po obohatení (opäť, ak plazmid poskytuje rastový fenotyp) (iii) výberom iného, ​​ale nekompatibilného, plazmidu do bunky (iv) alebo ošetrením zvýšenou teplotou alebo chemikáliami, ako sú akridíny, etídiumbromid, dodecylsulfát sodný a novobiocín (keďže prvé dve chemikálie sú známe ako mutagény, mali by sa používať s obmedzením).


Úvod

Kapitola 1: Historické udalosti, ktoré splodili oblasť biológie plazmidov

Extrachromozomálne genetické elementy, dnes všeobecne známe ako plazmidy, boli rozpoznané pred viac ako 60 rokmi. Historicky sa extrachromozomálne genetické prvky, ktoré preniesli rezistenciu na antibiotiká na príjemcu patogénnych baktérií, nazývali R faktory a tie, ktoré boli konjugatívne, sa nazývali T faktory (1). Baktérie, najmä kmene Shigella obsahujúce R a T faktory, boli nájdené v roku 1951 v Japonsku, potom na Taiwane a v Izraeli v roku 1960 ( 2 ) a v Spojených štátoch a Európe v rokoch 1963 až 1968 ( 3 ). Faktor F (pre plodnosť) bol genetický prvok, nazývaný aj „faktor pohlavia“, ktorý bol potrebný na konjugáciu baktérií (4 – 8). Pohlavný faktor určil schopnosť kmeňa Escherichia coli K12 konjugovať a prenášať gény príjemcom.


Obsah

    Plazmidy: Vo všeobecnosti sú to kruhové extrachromozomálne molekuly DNA, ktoré sa replikujú a prenášajú nezávisle od chromozomálnej DNA. Sú prítomné v prokaryotoch (baktérie a archaea) a niekedy v eukaryotických organizmoch, ako sú kvasinky. Plazmidy počas svojho cyklu prenášajú gény z jedného organizmu do druhého prostredníctvom procesu nazývaného konjugácia. Často tiež vstrekujú gény, vďaka ktorým sú baktérie odolné voči antibiotikám. [4][5]
      : sú typom hybridných plazmidov s bakteriofágmi, ktoré sa používajú na prenos a replikáciu fragmentov DNA, ktoré sa vkladajú pomocou techník rekombinantnej DNA. Aby mohol slúžiť ako vektor, musí byť schopný replikovať sa spolu s fragmentom DNA, ktorý nesie. Príkladmi sú kozmidy a fagemidy. [6]
      : sú to transpozóny, ktoré sa pohybujú priamo z jednej polohy do druhej v genóme pomocou transpozázy na rezanie a prilepenie na iný lokus. [8] : sú to transpozóny, ktoré sa pohybujú v genóme, pričom sa reverznou transkriptázou prepisujú do RNA a neskôr do DNA. Retrotranspozóny sú prítomné výlučne v eukaryotoch. [9] : sú to exkluzívne transpozóny cicavcov, ktoré sa pohybujú v genóme, pričom sa prepisujú do DNA a potom do RNA, bez kódovania reverznej transkriptázy. [7]
      : Sú to vírusové činidlá zložené z molekuly genetického materiálu (DNA alebo RNA) a so schopnosťou vytvárať zložité častice nazývané virióny, aby sa mohli ľahko pohybovať medzi svojimi hostiteľmi. Vírusy sú prítomné vo všetkých živých veciach. Vírusové častice sú vyrábané hostiteľským replikačným strojom na horizontálny prenos. [12][15] : sú to molekuly DNA alebo RNA, ktoré sú enkapsidované ako čierny pasažier vo viriónoch určitých pomocných vírusov a ktorých replikácia závisí od nich. Hoci sú niekedy považované za genetické prvky ich pomocných vírusov, nie vždy sa nachádzajú v ich pomocných vírusoch. [12][16] : Sú to vírusové činidlá, ktoré pozostávajú z kruhových molekúl RNA, ktoré infikujú a replikujú sa v rastlinách. [12][17] : Sú to vírusové nukleové kyseliny integrované do genómu bunky. Môžu sa pohybovať a replikovať viackrát v hostiteľskej bunke bez toho, aby spôsobili ochorenie alebo mutáciu. Sú považované za autonómne formy transpozónov. Príkladmi sú provírusy a endogénne retrovírusy. [18]

    Systémy CRISPR-Cas v baktériách a archaea sú adaptívne imunitné systémy na ochranu pred smrteľnými následkami MGE. Pomocou komparatívnej genomickej a fylogenetickej analýzy výskumníci zistili, že varianty CRISPR-Cas sú spojené s odlišnými typmi MGE, ako sú transponovateľné prvky. Okrem toho CRISPR-Cas kontroluje transponovateľné prvky na ich šírenie. [19]

    MGE, ako sú plazmidy s horizontálnym prenosom, sú všeobecne prospešné pre organizmus. Schopnosť prenášať plazmidy (zdieľanie) je dôležitá z evolučnej perspektívy. Tazzyman a Bonhoeffer zistili, že fixácia (prijatie) prenesených plazmidov v novom organizme je rovnako dôležitá ako schopnosť ich preniesť. [20] Užitočné vzácne a prenosné plazmidy majú vyššiu pravdepodobnosť fixácie, zatiaľ čo škodlivé prenosné genetické prvky majú nižšiu pravdepodobnosť fixácie, aby sa zabránilo letalite pre hostiteľské organizmy.

    Jeden typ MGE, menovite intergratívne konjugačné prvky (ICE), sú ústredné pre horizontálny prenos génov, ktorý formuje genómy prokaryotov, čo umožňuje rýchle získanie nových adaptívnych vlastností. [21] [22]

    Ako reprezentatívny príklad ICE je uvedený ICEBs1 je dobre charakterizovaný pre svoju úlohu pri globálnom poškodení DNA SOS reakciou Bacillus subtilis [23] a tiež pre svoju potenciálnu súvislosť s odolnosťou proti žiareniu a vysychaniu Bacillus pumilus Spóry SAFR-032, [24] izolované z čistých priestorov kozmickej lode. [25] [26] [27]

    Transpozícia transponovateľnými prvkami je mutagénna. Organizmy sa teda vyvinuli na potlačenie udalostí transpozície a zlyhanie pri potlačení udalostí spôsobuje rakovinu v somatických bunkách. Cecco a kol. zistili, že počas raného veku sú transkripcie retrotransponovateľných prvkov u myší minimálne, ale v pokročilom veku sa úroveň transkripcie zvyšuje. [28] Táto úroveň expresie transponovateľných prvkov závislá od veku je znížená diétou s obmedzením kalórií.

    Dôsledok mobilných genetických prvkov môže zmeniť transkripčné vzorce, čo často vedie ku genetickým poruchám, ako sú poruchy imunity, rakovina prsníka, roztrúsená skleróza a amyotrofická laterálna skleróza. U ľudí môže stres viesť k transakčnej aktivácii MGE, ako sú endogénne retrovírusy, a táto aktivácia je spojená s neurodegeneráciou. [29]

    Súhrn všetkých mobilných genetických prvkov v genóme možno označiť ako mobilóm.

    Mobilné genetické prvky zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri šírení faktorov virulencie, ako sú exotoxíny a exoenzýmy, medzi baktériami. Boli navrhnuté stratégie boja proti určitým bakteriálnym infekciám zacielením na tieto špecifické faktory virulencie a mobilné genetické prvky. [31]


    Pozri si video: BEL ADORASYON CHE SEGNE KENBE MENM (Jún 2022).