1 / 27

Ekstrahromozomalni genetički elementi

Ekstrahromozomalni genetički elementi. Plazmidi i epizomi Insercione sekvence i transpozoni Invertibilni genetički elementi. Plazmidi. Mali, najčešće cirkularni, DNK molekuli koji se nalaze van hromozoma Imaju sopstveni ori , autonomno se repliciraju i regulišu broj kopija u ćeliji

miya
Download Presentation

Ekstrahromozomalni genetički elementi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ekstrahromozomalni genetički elementi Plazmidi i epizomi Insercione sekvence i transpozoni Invertibilni genetički elementi

  2. Plazmidi • Mali, najčešće cirkularni, DNK molekuli koji se nalaze van hromozoma • Imaju sopstveni ori, autonomno se repliciraju i regulišu broj kopija u ćeliji • Nose genetičke informacije neesencijalne za domaćina • Povećavaju kompetitivnost domaćina u specifičnim uslovima

  3. Osobine bakterija kodirane plazmidima • Proizvodnja antibiotika (Streptomyces) • Proizvodnja bakteriocina (E.coli, Bacillus) • Konjugacija (E.coli, Staphylococcus, Streptococcus) • Rezistencija na antibiotike i teške metale (enterične bakterije, Neisseria, Staphylococcus, Pseudomonas) • Specifični katabolički putevi (Pseudomonas, Clostridium, Rhizobium) • Faktori patogenosti (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus,enteropatogene E.coli, Agrobacterium)

  4. Podela plazmida • Prema veličini, broju kopija, sposobnosti za samostalni transfer konjugacijom i mehanizmima replikacije • Konjugativni (veliki, mali broj kopija, repliciraju se sinhrono sa hromozomom domaćina, imaju mehanizme za distribuciju u ćerke ćelije) • Nekonjugativni plazmidi (mali, veliki broj kopija, repliciraju se nezavisno od replikacije hromoza) • Svrstavaju se u inkompatibilne grupe u zavisnosti od gena uključenih u kontrolu replikacije (inc geni)

  5. F plazmid Konjugacija kod E. coli

  6. R plazmidi • R100 plazmid - 89,3 kbp • Rezistencija na streptomicin, spektinomicin, fusidinsku kiselinu, tetraciklin, hloramfenikol, sulfonamide i soli žive • Konjugativni plazmid enterobakterija

  7. Ti plazmid iz Agrobacteruim tumefaciens • Nosi T-DNK koja se unosi u biljnu ćeliju, odlazi u nukleus i stabilno se inkorporira u hromozome • T-DNK utiče na sintezu biljnih hormona i uzrokuje tumore stabla • Transformisano tkivo sintetiše opine, derivate arginina koji bakteriji služe u ishrani • Na Ti plazmidu su geni za katabolizam opina

  8. Transpozoni Genetički elementi koji se premeštaju sa jednog mesta na hromozomu na drugo procesom transpozicije -mesto specifičnom rekombinacijom (site-specific recombination)

  9. IS sekvence • Najjednostavnije građeni transpozoni, dužine 700-2500 bp, kodiraju samo enzime transpozaze koji katalizuju transpoziciju

  10. Pravi transpozoni • Prosti: slične građe kao IS sekvence, ali pored gena za transpozazu nose i gene za faktore virulencije ili rezistenciju na antibiotike (Tn3, Tn7, itd) • Složeni: ograničeni IS sekvencama, a u centralnom delu su geni za faktore virulencije ili rezistenciju na antibiotike (Tn5, Tn10)

  11. Mehanizmi transpozicije • Konzervativna transpozicija Isecanje transpozona saprvobitne pozicije i ugradnja nanovom mestu (transpozon uklonjen sa prvobitne pozicije)

  12. Mehanizmi transpozicije • Replikativna transpozicija Pojava nove kopije transpozona na drugom mestu (transpozon postoji i na prvobitnoj poziciji) Privremenu strukturu – kointegratrazdvaja enzim resolvaza

  13. Efekti transpozicije • Insercione mutacije • Veliki genetički rearanžmani (delecije, inverzije) • Promene u ekspresiji gena

  14. Invertibilni genetički elementi ifenomen fazne varijacije kod S. typhimurium

  15. Razmenagenetičkog materijala kod prokariota

  16. Mehanizmi razmene gena kod prokariota Prenošenje dela genetičkog materijala iz ćelije donora u ćeliju recipijenta • konjugacijom • transformacijom • transdukcijom Rekombinacijom sa hromozomom recipijenta nastaje rekombinant

  17. Rekombinacija Fundamentalan ćelijski proces odgovoran za fizičku razmenu genetičkog materijala između različitih genetičkih elemenata. • homologa rekombinacija • mesto-specifična (“site-specific”) rekombinacija • ilegitimna rekombinacija

  18. Homologarekombinacija Fundamentalnibiološki proces, uključuje RecAzavisnu razmenu homologih sekvenci DNKrazličitog porekla. Kod E.colipostoje dva glavna puta(RecBCD, RecF) sa najmanje 25 gena • RecA protein se polimerizuje na ssDNK (5'3' smer) i formira se nukleo-proteinski filamentkoji ima afinitet zahomologi segment dsDNK (invazija lanca) • Prekid se formira u homologom segmentu na lancu iste polarnosti i lanci se unakrsno povezuju (Holidejeva struktura) • Holidejeva struktura migrira i formiraju se heterodupleksi • Holidejeva struktura se razdvaja na dva moguća načina

  19. KonjugacijaTransfer plazmida

  20. Konjugacija – transfer plazmida ili čitavog hromozoma

  21. Konjugacija, transfer hromozoma • Integracija F plazmida u hromozom može se desiti na većem broju mesta • Kada se F plazmid integriše u hromozom formira se Hfrsoj • Konjugacijom sa Hfrsojem dolazi do prelaska hromozoma u recipijenta • Transfer kompletnog hromozoma domaćina (veoma redak) traje 100 min. • Proces se može koristiti u mapiranju gena na hromozomu

  22. Transdukcija • Transfer gena iz donora u recipijenta pomoću virusa • Generalizovana transdukcija – prenos bilo kojeg fragmenta DNK donora u recipijenta. Efikasnost niska. • Specijalizovana transdukcija –prenos određenog dela DNK donora u recipijenta. Efikasnost može biti veoma visoka.

  23. Generalizovana transdukcijaU virusnu česticu se upakuje bilo koji fragment domaćinove DNK umesto virusne (virus postaje defektan)

  24. Specijalizovana transdukcijaDNK umerenog virusa (profag) se pogrešno iseca iz hromozoma domaćina noseći deo svoje DNK i susedne gene domaćina

  25. Otkriće transformacije, Grifit 1928 Streptococcus pneumoniae S ćelije sa kapsulom (kapsula je faktor patogenosti) R ćelije mutanti bez kapsule (nepatogene) Hemijska priroda “transformišućeg principa” – molekul DNK (Averi, 1944)

  26. Transformacija • Indukcija kompetencije (prirodna - quorum sensing fenomen kod B. subtilis ili veštačka) • Com proteini (regulišu quorum sensing odgovor, učestvuju u vezivanju DNK i formiranju pore za njen prolazak) • Uzimanje slobodne DNK često uz degradaciju jednog lanca • Integracija u hromozom recipijenta homologom rekombinacijom • Kod E. coli transformacija se veštački indukuje, efikasna je za kružne molekule DNK - plazmide

  27. Rasprostranjenost razmene gena kod prokariota • Konjugacija: E. coli, enterične bakterije, Streptococcus, Staphylococcus, Archaea (Sulfolobus, halofili) • Transdukcija: čest proces kod Bacteria, redak kod Archaea (metanogeni) • Transformacija: Bacillus, Streptococcus, Acinetobacter, Haemophilus, Neisseria, Thermus (prirodno kompetentne)

More Related