Плазміди | ||||
---|---|---|---|---|
Кільцева дволанцюгова ДНК плазміда під растровим електронним мікроскопом. | ||||
Біологічна класифікація | ||||
| ||||
Групи | ||||
F-плазміди | ||||
Посилання | ||||
|
Плазміда (лат, англ. plasmid) — молекула ДНК, окрема від хромосомної ДНК та здатна до автономної реплікації. Вона звичайно кругла і дво-ланцюжкова. Плазміди в природі частіше за все зустрічаються у бактерій (ймовірно і архей), іноді в еукаріотів (наприклад, 2-мікронне кільце гриба Дріжджів пивних (Saccharomyces cerevisiae). Розмір плазмід може бути від близько 1 до понад 400 kbp (тисяч пар основ). У одній клітині може бути від одної копії (особливо для великих плазмід) до кількох сотень або навіть тисяч копій тієї ж плазміди (особливо для певних штучних плазмід, сконструйованих для отримання високого числа копій, наприклад, плазміди серії pUC). Термін «плазміда» був вперше введений американським молекулярним біологом Джошуа Ледербергом у 1952 році.
Іноді плазміди розглядаються як облігатні внутрішньоклітинні мутуалісти, коменсали або паразити, на молекулярному рівні організації. Вчені дискутують щодо визнання чи не визнання плазмід самостійними організмами. Одні автори сходяться на тому, що плазміди не є окремими організмами, тоді як відповідно до декотрих класифікацій, їх розглядають як повноцінні живі організми. Плазміди пройшли довгий еволюційний шлях разом зі своїми , тому вважаються мобільною частиною їх геному — , — однак, реплікуються цілком незалежно від нього, оскільки є самостійними .
Резистентність
Плазміди часто містять ген або кластер генів, які надають добірну перевагу бактерії-хазяїну, наприклад, роблячи бактерію резистентною (стійкою) до дії певного антибіотику. Кожна плазміда містить як мінімум одну послідовність ДНК, яка служить (ori), яка надає можливість ДНК плазміди реплікуватися незалежно від хромосомної ДНК. Хромосоми більшості бактерій округлі, подібно до плазміди на зображенні, але лінійні плазміди також відомі та поверхнево нагадують хромосоми еукаріотів.
Вектори
Плазміди, що використовуються в генній інженерії, називаються векторами. Вони використовуються для переміщення генів з одного організму до іншого і зазвичай містять генетичний маркер для або проти вибору бажаного фенотипу. Багато штучних плазмід також містять полілінкер або точку багаторазового клонування, короткий регіон, що містить декілька звичайних сайтів рестрикції та дозволяє легку вставку фрагментів ДНК в до цього сайту.
Типи
Один метод класифікації плазмід — за їх здатністю переміщатися до інших бактерій. Кон'югативні плазміди містять так звані tra-гени, які виконують складний процес бактеріальної кон'югації, передачі плазмід до іншої бактерії. Некон'югативні плазміди нездібні ініціювати подібний обмін, вони можуть бути «випадково» перенесеними за допомогою кон'югативних плазмід. Проміжний клас плазмід — мобілізаторні, що несуть тільки частину генів, необхідних для передачі. Вони можуть паразитувати на кон'югативних плазмідах, передаючись у значній кількості тільки в їхній присутності.
Плазміди різних типів можуть спільно існувати у клітині. Наприклад, в E. coli знайдено сім різних плазмід. Але «пов'язані» плазміди часто несумісні, в сенсі, що тільки один з них виживає в штамі клітин, завдяки регулюванню життєвих функцій плазміди. Тому, плазміди можуть бути призначені до груп сумісності.
Іншим способом можна класифікувати плазміди за функцією. Існує п'ять головних класів:
- Плазміди фертильності (F-плазміди), які містять tra-гени. Здатні до бактеріальної кон'югації.
- Плазміди опору (R-плазміди), які містять гени, що можуть надати клітині стійкість проти антибіотику або отрути. Історично відомі як R-фактори, до того як природа плазмід була розкрита.
- Col-плазміди, які містять гени для виробництва , білка, який може вбивати інших бактерій.
- Деградаційні плазміди, які допомагають травленню різних речовин, наприклад, толуолу або саліцилової кислоти.
- Плазміди отруйності, які перетворюють бактерію на патоген.
Плазміди можуть належати до більш ніж однієї з цих функціональних груп. Плазміди, які існують тільки у одній або декількох копіях в кожній бактерії, знаходяться у небезпеці при поділі клітини, тому що одній із дочірніх бактерій може не зостатися жодної копії. Такі плазміди мають системи, що намагаються активно доставити свої копії до обох дочірніх клітин.
Деякі плазміди включають систему «згубної звички» або «постсегрегаціонну систему вбивства» (PSK)". Вони виробляють як довготривалу отруту, так і недовго живучу протиотруту. Дочірні клітини, що зберігають копію плізміди, виживають, але дочірні клітини без плазміди вмирають через отруту від свого батька. Це приклад плазмід, як .
Див. також
Примітки
- Sinkovics, J; Harvath J, Horak A. (1998). «The Origin and evolution of viruses (a review)». Acta microbiologica et immunologica Hungarica (St. Joseph's Hospital, Department of Medicine, University of South Florida College of Medicine, Tampa, FL, USA.: Akademiai Kiado) 45(3-4): 349-90;
- Таксономічне положення Плазмід (Plasmides) http://www.biolib.cz/en/taxon/id282447/ ;
- Lipps G (editor). (2008). Plasmids: Current Research and Future Trends. Caister Academic Press;
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. —
Посилання
- Інтеграція і виділення плазмід, флаш-анімація (англ.)
- Міжнародне суспільство біології плазмід та інших мобільних генетичних елементів (англ.)
- (англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
PlazmidiKilceva dvolancyugova DNK plazmida pid rastrovim elektronnim mikroskopom Biologichna klasifikaciyaDomen Nukleakveyi Nucleacuea 1 Plazmidi Plasmides 2 GrupiF plazmidi degradacijni PosilannyaVikishovishe Plasmids Plazmida lat angl plasmid molekula DNK okrema vid hromosomnoyi DNK ta zdatna do avtonomnoyi replikaciyi Vona zvichajno krugla i dvo lancyuzhkova Plazmidi v prirodi chastishe za vse zustrichayutsya u bakterij jmovirno i arhej inodi v eukariotiv napriklad 2 mikronne kilce griba Drizhdzhiv pivnih Saccharomyces cerevisiae Rozmir plazmid mozhe buti vid blizko 1 do ponad 400 kbp tisyach par osnov U odnij klitini mozhe buti vid odnoyi kopiyi osoblivo dlya velikih plazmid do kilkoh soten abo navit tisyach kopij tiyeyi zh plazmidi osoblivo dlya pevnih shtuchnih plazmid skonstrujovanih dlya otrimannya visokogo chisla kopij napriklad plazmidi seriyi pUC Termin plazmida buv vpershe vvedenij amerikanskim molekulyarnim biologom Dzhoshua Lederbergom u 1952 roci Shematichne zobrazhennya bakteriyi z vklyuchenimi plazmidami 1 Hromosomna DNK 2 Plazmidi Inodi plazmidi rozglyadayutsya yak obligatni vnutrishnoklitinni mutualisti komensali abo paraziti na molekulyarnomu rivni organizaciyi Vcheni diskutuyut shodo viznannya chi ne viznannya plazmid samostijnimi organizmami Odni avtori shodyatsya na tomu sho plazmidi ne ye okremimi organizmami todi yak vidpovidno do dekotrih klasifikacij yih rozglyadayut yak povnocinni zhivi organizmi Plazmidi projshli dovgij evolyucijnij shlyah razom zi svoyimi tomu vvazhayutsya mobilnoyu chastinoyu yih genomu odnak replikuyutsya cilkom nezalezhno vid nogo oskilki ye samostijnimi RezistentnistShematichna diagrama plazmidi rezistentnosti 1 ta 2 Geni sho koduyut rezistentnist 3 Ori Plazmidi chasto mistyat gen abo klaster geniv yaki nadayut dobirnu perevagu bakteriyi hazyayinu napriklad roblyachi bakteriyu rezistentnoyu stijkoyu do diyi pevnogo antibiotiku Kozhna plazmida mistit yak minimum odnu poslidovnist DNK yaka sluzhit ori yaka nadaye mozhlivist DNK plazmidi replikuvatisya nezalezhno vid hromosomnoyi DNK Hromosomi bilshosti bakterij okrugli podibno do plazmidi na zobrazhenni ale linijni plazmidi takozh vidomi ta poverhnevo nagaduyut hromosomi eukariotiv Porivnyannya neintegriruyemih plazmid verh i episom niz 1 Hromosomna DNK 2 Plazmidi 3 Cell division 4 Hromosomna DNK iz integrovanimi plazmidami VektoriDokladnishe Vektor molekulyarna biologiya Plazmidi sho vikoristovuyutsya v gennij inzheneriyi nazivayutsya vektorami Voni vikoristovuyutsya dlya peremishennya geniv z odnogo organizmu do inshogo i zazvichaj mistyat genetichnij marker dlya abo proti viboru bazhanogo fenotipu Bagato shtuchnih plazmid takozh mistyat polilinker abo tochku bagatorazovogo klonuvannya korotkij region sho mistit dekilka zvichajnih sajtiv restrikciyi ta dozvolyaye legku vstavku fragmentiv DNK v do cogo sajtu TipiShema bakterialnoyi kon yugaciyi Odin metod klasifikaciyi plazmid za yih zdatnistyu peremishatisya do inshih bakterij Kon yugativni plazmidi mistyat tak zvani tra geni yaki vikonuyut skladnij proces bakterialnoyi kon yugaciyi peredachi plazmid do inshoyi bakteriyi Nekon yugativni plazmidi nezdibni iniciyuvati podibnij obmin voni mozhut buti vipadkovo perenesenimi za dopomogoyu kon yugativnih plazmid Promizhnij klas plazmid mobilizatorni sho nesut tilki chastinu geniv neobhidnih dlya peredachi Voni mozhut parazituvati na kon yugativnih plazmidah peredayuchis u znachnij kilkosti tilki v yihnij prisutnosti Plazmidi riznih tipiv mozhut spilno isnuvati u klitini Napriklad v E coli znajdeno sim riznih plazmid Ale pov yazani plazmidi chasto nesumisni v sensi sho tilki odin z nih vizhivaye v shtami klitin zavdyaki regulyuvannyu zhittyevih funkcij plazmidi Tomu plazmidi mozhut buti priznacheni do grup sumisnosti Inshim sposobom mozhna klasifikuvati plazmidi za funkciyeyu Isnuye p yat golovnih klasiv Plazmidi fertilnosti F plazmidi yaki mistyat tra geni Zdatni do bakterialnoyi kon yugaciyi Plazmidi oporu R plazmidi yaki mistyat geni sho mozhut nadati klitini stijkist proti antibiotiku abo otruti Istorichno vidomi yak R faktori do togo yak priroda plazmid bula rozkrita Col plazmidi yaki mistyat geni dlya virobnictva bilka yakij mozhe vbivati inshih bakterij Degradacijni plazmidi yaki dopomagayut travlennyu riznih rechovin napriklad toluolu abo salicilovoyi kisloti Plazmidi otrujnosti yaki peretvoryuyut bakteriyu na patogen Plazmidi mozhut nalezhati do bilsh nizh odniyeyi z cih funkcionalnih grup Plazmidi yaki isnuyut tilki u odnij abo dekilkoh kopiyah v kozhnij bakteriyi znahodyatsya u nebezpeci pri podili klitini tomu sho odnij iz dochirnih bakterij mozhe ne zostatisya zhodnoyi kopiyi Taki plazmidi mayut sistemi sho namagayutsya aktivno dostaviti svoyi kopiyi do oboh dochirnih klitin Deyaki plazmidi vklyuchayut sistemu zgubnoyi zvichki abo postsegregacionnu sistemu vbivstva PSK Voni viroblyayut yak dovgotrivalu otrutu tak i nedovgo zhivuchu protiotrutu Dochirni klitini sho zberigayut kopiyu plizmidi vizhivayut ale dochirni klitini bez plazmidi vmirayut cherez otrutu vid svogo batka Ce priklad plazmid yak Div takozhBakteriofagi Transpozon Perelik program gennoyi inzheneriyiPrimitkiSinkovics J Harvath J Horak A 1998 The Origin and evolution of viruses a review Acta microbiologica et immunologica Hungarica St Joseph s Hospital Department of Medicine University of South Florida College of Medicine Tampa FL USA Akademiai Kiado 45 3 4 349 90 Taksonomichne polozhennya Plazmid Plasmides http www biolib cz en taxon id282447 Lipps G editor 2008 Plasmids Current Research and Future Trends Caister Academic Press LiteraturaGlosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0PosilannyaIntegraciya i vidilennya plazmid flash animaciya angl Mizhnarodne suspilstvo biologiyi plazmid ta inshih mobilnih genetichnih elementiv angl angl