Плазміди бактерій

Плазміди являють собою дволанцюжкові молекули ДНК розміром від 103 до 106 н. п. Вони можуть бути кільцевої формою і лінійними. Плазміди кодують не основні для життєдіяльності бактеріальної клітини функції, але додають бактерії переваги при попаданні в несприятливі умови існування.

Серед фенотипічних ознак, що повідомляються бактеріальної клітці плазмидами, можна виділити наступні:

– стійкість до антибіотиків;

– продукцію факторів патогенності;

– здатність до синтезу антибіотичних речовин;

– утворення коліціни;

– розщеплення складних органічних речовин;

– утворення ферментів рестрикції і модифікації. Реплікація плазмид відбувається незалежно від хромосоми за участю того ж набору ферментів, який здійснює реплікацію бактеріальної хромосоми (див. Розділ 3.1.7 і рис. 3.5).

Деякі плазміди перебувають під суворим контролем. Це означає, що їх реплікація пов’язана з реплікацією хромосоми так, що в кожній бактеріальної клітці присутня одна або, принаймні, кілька копій плазмід.

Число копій плазмід, що знаходяться під слабким контролем, може сягати від 10 до 200 на бактеріальну клітину.

Для характеристики плазмідних репліконов їх прийнято розбивати на групи сумісності. Несумісність плазмид пов’язана з нездатністю двох плазмід стабільно зберігатися в одній і тій же бактеріальної клітці. Несумісність властива тим Плазміда, які володіють високим схожістю репліконов, підтримання яких у клітці регулюється одним і тим же механізмом.

Плазміди, які можуть оборотно вбудовуватися в бактеріальну хромосому і функціонувати у вигляді єдиного реплікону, називаються інтегративними або Епісоми.

Плазміди, здатні передаватися з однієї клітини в іншу, іноді навіть приналежну іншій таксономической одиниці, називаються трансмісивними (кон’югатівних) Трансміссивність притаманна лише великим Плазміда, які мають tra-оперон, в який об’єднані гени, відповідальні за перенесення плазміди. Ці гени кодують статеві пили, які утворюють місток з кліткою, що не містить трансмісивну плазмиду, по якій плазмідна ДНК передається в нову клітку. Цей процес називається кон’югацією (детально він буде розглянутий у розділі 5.4.1). Бактерії, що несуть трансмісивні плазміди, чутливі до “чоловічим” нитковидним бактеріофагів.

Дрібні плазміди, що не несуть tra-гени, не можуть передаватися самі по собі, але здатні до передачі в присутності трансмісивних плазмід, використовуючи їхній апарат кон’югації. Такі плазміди називаються мобілізуються, а сам процес – мобілізацією нетрансміссівной плазміди.

Особливе значення в медичної мікробіології мають плазміди, що забезпечують стійкість бактерій до антибіотиків, які отримали назву R-плазмід (від англ. Resistance – протидія), і плазміди, що забезпечують продукцію факторів патогенності, що сприяють розвитку інфекційного процесу в макроорганизме. R-плазміди містять гени, що детермінують синтез ферментів, що руйнують антибактеріальні препарати (наприклад, антибіотики). В результаті наявності такої плазміди бактеріальна клітина стає стійкою (резистентної) до дії цілої групи лікарських речовин, а іноді і до декількох препаратів. Багато R-плазміди є трансмісивними, поширюючись в популяції бактерій, роблячи її недоступною до впливу антибактеріальних препаратів. Бактеріальні штами, що несуть R-плазміди, дуже часто є етіологічними агентами внутрішньолікарняних інфекцій.

Плазміди, що детермінують синтез факторів патогенності, в даний час виявлені у багатьох бактерій, що є збудниками інфекційних захворювань людини. Патогенність збудників шигельозів, иерсиниозов, чуми, сибірської виразки, іксодового борелліозом, кишкових ешеріхіозов пов’язана з наявністю у них і функціонуванням плазмид патогенності.

Деякі бактеріальні клітини містять плазміди, що детермінують синтез бактерицидних по відношенню до інших бактеріям речовин. Наприклад, деякі Е. coli володіють Col-плазмидой, визначальною синтез коліціни, що володіють мікробоцідной активністю по відношенню до коліформних бактерії. Бактеріальні клітини, що несуть такі плазміди, мають переваги при заселенні екологічних ніш.

Плазміди використовуються в практичній діяльності людини, зокрема в генній інженерії при конструюванні спеціальних рекомбінантних бактеріальних штамів, що виробляють у великих кількостях біологічно активні речовини (див. Розділ 6).


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5.00 out of 5)

Плазміди бактерій