Haridus:Teadus

Plasmiidid on ... Plasmiidide funktsioonid

See artikkel sisaldab teavet erinevate rakkude salapäraste ja keerukate molekulaarstruktuuride, sagedamini bakterite, - plasmiidide kohta. Siit leiate teavet nende struktuuri, eesmärgi, kordusmeetodite, üldiste omaduste ja palju muu kohta.

Mis on plasmiidid

Plasmiidid on väikesed DNA molekulid, mis on füüsiliselt eraldatud genoomse tüüpi rakulistest kromosoomidest. Võimaldab võrguühenduseta replikatsiooni protsessi. Põhimõtteliselt leitakse bakteriaalsetes organismides plasmiide. Väljaspool on see molekul, millel on kaheahelaline ümmargune rõngas. Väga harva võib plasmiide leida arhea ja eukarüootsetes organismides.

Reeglina sisaldavad bakterite plasmiidid geneetiline teave, mis võib suurendada organismi vastupanuvõimet välisteguritele, mis mõjutavad negatiivselt organismi seisundit, milles nad on. Teisisõnu, plasmiidid võivad antibiootikumide efektiivsust vähendada, kuna bakter ise on end tõestanud. Sageli on plasmiide ülekanne bakteritest bakteritesse. Plasmiidid on struktuurielemendid, mis on vahend geneetilise teabe tõhusaks ülekandmiseks horisontaalselt.

D. Lederberg - USAs sündinud teadlane molekulaarbioloog tutvustas plasmiidi mõistet 1952. aastal.

Plasmiidide mõõtmed ja nende arvukus

Plasmiidid on struktuurid, millel on kõige erinevamad väärtused. Väikseimad vormid võivad sisaldada umbes kaks tuhat aluspaari või vähem, samas kui teine, suurim plasmiidide vorm, sisaldab mitusada tuhat aluspaari. Teades, et see võimaldab teil joonistada megaplaaside ja mini-kromosoomide vahelisi jooni. On olemas bakterid, mis võivad sisaldada mitmesuguseid plasmiide. Sellisel juhul võib nende geneetilise materjali koguhulk ületada peremeesraku materjali suurust.

Plasmiidide koopiate arv ühes rakus võib oluliselt erineda. Näiteks võib ühes rakus olla ainult paar, samas kui ühes teises tüüpi plasmiidide arv jõuab kümneid või sadu. Nende arv on tingitud replikatsioonilisusest.

Plasmidid on rakulised strukturaalsed elemendid, mis on võimelised autonoomselt replitseeruma. See tähendab, et nad saavad replitseerida iseseisvalt, ilma kromosoomi kontrollita. Samal ajal saab kromosoom ise kontrollida plasmiide. Range kontrolli korral on replitseeritud plasmiidide kogus tavaliselt väike, umbes 1-3. Väikesemõõdulised plasmiidid on sageli nõrgestatud ja võivad luua rohkem koopiaid.

Replikatsiooni protsess

Bakteriaalsed plasmiidid võivad autonoomselt paljuneda. Kuid selle protsessi suhtes kohaldatakse kromosoomi kontrolli erineval määral. Selle põhjuseks on mõnede vajalike geenide puudumine. Seda silmas pidades on plasmiidide replikatsioonis kaasatud rakulisi ensüüme.

Replikatsiooni etapp jagatakse initsieerimise, pikenemise ja lõpetamise etapiks. DNA polümeraas hakkab replitseerima alles pärast praimeriga praimimist. Esiteks avaneb kett ja tekib RNA praimimine, üks ketid teineteisest katkeb ja moodustub vaba 3'-OH ots.

Enamasti toimub initsieerimiseetapp plasmiidi poolt kodeeritud valgukatalüsaatorite toimel. Mõnikord võivad need samad valgud siseneda praimeriprotsessi.

Pikenemine esineb DNA polümeraas III (mõnikord I) holoensüümi ja mõningate rakkude valkude abil, mis koosnevad replikoomist.

Replikatsiooni lõpetamine võib alata ainult teatavatel tingimustel.

Replikatsiooni kontrollimise põhimõtted

Replikatsiooni mehhanismide kontroll viiakse läbi replikatsiooni alguses. See võimaldab teil hoida plasmiidide arvu rangelt. Molekulid, mis seda täidavad, on järgmised:

  1. RNA, millel on vastupidine polaarsus.
  2. DNA järjestus (iteron).
  3. RNA, millel on vastupidine polaarsus ja valgud.

Need mehhanismid põhjustavad plasmiidide lahustamise tsüklite kordamise sagedust raku sees, samuti registreeritakse kõik kõrvalekalded sagedusnormist.

Replikatsiooni mehhanismide tüübid

Plasmiidi replikatsiooni on kolm mehhanismi:

  1. Theta mehhanism koosneb kahe vanemate ahela lahutamisest, iga ahela RNA praimeri sünteesist, replikatsiooni initsiatsioonist mõlema ahela kovalentse rRNA kasvu ja vastava DNA ahela sünteesi kohta vanemate ahelates. Vaatamata asjaolule, et sünteesi protsess toimub samaaegselt, on üks juhte liider ja teine on taga.
  2. Ahela asendamine - ühe DNA vanuse poolt DNA ahelas sünteesitud DNA nihkumine. Sellise mehhanismi tulemusena moodustub üheahelaline rõngakujuline DNA ja superkoilitud kaheahelaline DNA. Ühelt kettelt pärit DNA taastatakse hiljem.
  3. Veerelaagri replikatsiooni mehhanism on üheahelalise DNA rebend, kasutades Rep Rep. Selle tulemusena moodustub 3'-OH rühm, mis toimib praimerina. See mehhanism toimib läbi kandurrakkude erinevate valkude, näiteks DNA helikaasi.

Edastamise meetodid

Plasmiidid sisenevad rakku, kasutades ühte kahest teedest. Esimene võimalus on konjugeerimisprotsessi tulemusena luua kontakt kanderaami ja rakkude vahel, mis ei sisalda plasmiide. Bakterites on grampositiivsed ja gramnegatiivsed konjugatiivsed plasmiidid. Esimene meetod hõlmab ka edastust transduktsiooni või muundamise ajal. Teine viis viiakse läbi kunstlikult, sisestades plasmiidid rakku, samas kui organism peab ellu jääma kandja-rakkude geenide ekspressiooni, st omandama rakkude pädevust.

Teostatud funktsioonid

Plasmiidide roll on reeglina anda kandevõimele teatud omadused. Mõned neist võivad vaevu mõjutada oma peremehe fenotüüpseid omadusi, teised võivad põhjustada kandja omaduste ilmnemise, mis annab talle paremuse teiste sarnaste rakkude üle. See paremus aitab peremeesrakul paremini tunda ümbritseva keskkonna kahjulikke tingimusi. Selliste plasmiidide puudumisel kasvas rakk halvasti ja areneb või sureb täielikult.

Plasmidid on multifunktsionaalne komposiitrakk. Nad täidavad suurt hulka funktsioone:

  1. Geneetilise teabe transport konjugatsiooni ajal. Seda teevad tavaliselt F-plasmiidid.
  2. Bakterioksogeensed plasmiidid kontrollivad valkude sünteesi, mis võib põhjustada teiste bakterite surma. Seda teevad peamiselt Col-plasmiidid.
  3. Hly-plasmiid osaleb hemolüsiini sünteesis.
  4. Tugevdada vastupidavust raskmetallidele.
  5. R-plasmiid - suurendab resistentsust antibiootikumide suhtes.
  6. Ent-plasmiid - võimaldab sünteesida enterotoksiine.
  7. Mõned neist suurendavad ultraviolettkiirguse vastupidavust.
  8. Koloniseerivate antigeenide plasmiidid võimaldavad bakteriaalset sidumist looma kehas asuva raku pinna edastamiseks.
  9. Teatud nende esindajad vastutavad DNA ahela lõikamise eest, see tähendab piirangute ja muudatuste tegemise eest.
  10. CAM-i plasmiidid põhjustavad kamperi lõhustamist, plasmiidid XYL lõhustavad ksüleeni ja plasmiidid SAL-salitsülaati.

Kõige uuritud liigid

Kõige hästi uuritud isik uuris plasmiidide F, R ja Col. Omadusi.

F-plasmiid on kõige tuntum konjugatiivne plasmiid. See kujutab episoomi, mis koosneb saja tuhandest paari tüübi alusest. Sellel on oma replikatsiooni lähtepunkt ja katkestuse punkt. Nagu teisedki konjugaat-tüüpi plasmiidid, käsitleb see ka valkude kodeerimist, mis võib neutraliseerida protsessi, mis seisneb järelejäänud bakteriaalsete organismide pili kinnitamisel konkreetse raku seinale.

Lisaks tavalisele teabele sisaldab see tra ja trb loci, mis korraldavad ühist integreeritud operoni, mis sisaldab kolmkümmend neli tuhat paari aluseid. Selle operoni geenid vastutavad konjugatsiooni erinevate aspektide eest.

R-plasmiid (tegur) - on DNA-molekul ja sellel on rõngakujuline kuju. Plasmiidi DNA sisaldab infot, mis vastutab retsipientide protsessi loomise ja replikatsiooniprotsessi rakendamise ning resistentsusomaduste ülekande eest retsipientrakus. Samuti määravad nad kindlaks rakkude resistentsuse taseme teatud antibiootikumide suhtes. Mõned R-plasmiidid on konjugatiivsed. R-faktori ülekanne tuleneb transduktsioonist ja standardse raku jagunemisest. Neid on võimalik edastada erinevate liikide või isegi perede vahel.

See on selline plasmiidide vorm, mis põhjustab bakteriaalsete haiguste ravis sageli probleeme seni teadaolevate antibiootiliste ainetega.

Col-plasmiidid vastutavad koliitsiini, eriti valgu sünteesi eest, mis võib pärssida kõigi bakterite, välja arvatud kandja enda, arengut ja paljunemist.

Iseloomulik klassifikatsioon

Kogu klassifikatsioonisüsteem on konstrueeritud vastavalt plasmiidide teatud omadustele:

  1. Replikatsiooni meetodid ja selle voolu mehhanism.
  2. Ühiste kandurite ringi olemasolu.
  3. Koopia tunnusjooned.
  4. Plasmiidide topoloogilised omadused.
  5. Ühilduvus.
  6. Non / konjugatiivsed plasmiidid.
  7. Plasmiidis asuv markergeeni olemasolu.

Kuid ükskõik milline nende liigitamise meetod sisaldab replikatsiooni alustamist.

Plasmiidide kasutusalad

Inimeste poolt kasutatavate plasmiidide funktsioon on DNA klooni koopia loomine. Plasmiidid ise toimivad vektorina. Plasmiidide replikatsioonivõime võimaldab taastada rekombinantset DNA kandurrakku. Nad on leidnud laialdast kasutamist geenitehnoloogias. Selles teadusharus luuakse plasmiide kunstlikult geneetilise tüübi teabe edastamiseks või manipuleerimiseks geneetilise materjaliga.

Nende mobiilsidekomponentide kontseptsiooni leidub ka hasartmängutööstuses ("Bioshok"). Plasmiidid täidavad spetsiaalsete ainete funktsioone, mis on võimelised andma keha unikaalseid omadusi. On tähtis teada, et mängul olevatel plasmiididel ei ole peaaegu midagi ühist tõeliste plasmiididega. Mängus, mis on tehtud RPG-i elementidega tuntud laskuri žanris, mida nimetatakse Bioshockiks, on plasmiidid teatud kehaomaduste, nende muutuse ja super võimete edastamise geneetilised modifikatsioonid.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 et.delachieve.com. Theme powered by WordPress.