معلومة

ما هي طبيعة البلازميدات؟

ما هي طبيعة البلازميدات؟



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.

مما تتكون البلازميدات؟ هل تتكون من حمض نووي جينومي أم غير جينومي؟

أعتقد أن الإجابة هي "الحمض النووي الجيني" لكنني لست متأكدًا.


ربما تقصد الحمض النووي الجيني وغير الجيني - البلازميدات عبارة عن حلقات صغيرة من الحمض النووي غير الجيني مزدوج الشريطة في البكتيريا. يمكن أن تتكاثر في الغالب بشكل مستقل من الحمض النووي الجيني يمكن أن تحدث من بضع إلى عدة مئات من النسخ لكل خلية. انظر الرسم التوضيحي من ويكيبيديا:


البلازميد عبارة عن جزيء DNA صغير دائري مزدوج الشريطة يختلف عن الحمض النووي الصبغي للخلية. توجد البلازميدات بشكل طبيعي في الخلايا البكتيرية ، وتوجد أيضًا في بعض حقيقيات النوى. في كثير من الأحيان ، توفر الجينات المحمولة في البلازميدات للبكتيريا مزايا وراثية ، مثل مقاومة المضادات الحيوية. تمتلك العضيات مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء أيضًا حمضها النووي في شكل دائري وبلازميد.

البلازميد عبارة عن جزيء DNA صغير داخل الخلية يتم فصله جسديًا عن الحمض النووي الصبغي ويمكنه التكاثر بشكل مستقل. توجد في الغالب على شكل جزيئات DNA دائرية صغيرة مزدوجة الشريطة في البكتيريا ، وهي موجودة أحيانًا في الكائنات البدائية والكائنات حقيقية النواة. في حقيقيات النوى ، توجد البلازميدات بشكل عام في البلاستيدات مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. في الطبيعة ، غالبًا ما تحمل البلازميدات الجينات التي تفيد بقاء الكائن الحي ، مثل توفير مقاومة للمضادات الحيوية. عادة ما تكون البلازميدات صغيرة جدًا وتحتوي فقط على جينات إضافية قد تكون مفيدة في مواقف أو ظروف معينة. تُستخدم البلازميدات الاصطناعية على نطاق واسع كناقلات في الاستنساخ الجزيئي ، مما يؤدي إلى تكرار تكرار تسلسل الحمض النووي المؤتلف داخل الكائنات المضيفة.

استمر في تعلم تفسيرات علم الأحياء

ما هي المجتمعات؟

مجموعة كبيرة من الأفراد الذين يسكنون مكانًا. لديهم خصائص معينة مشتركة على سبيل المثال الموطن ، والنظام الغذائي ، والقواعد ،.

ما هي الغدة الدرقية؟

الغدة الدرقية هي غدة صماء تقع في الرقبة وتتكون من فصين. وهي تقع أسفل آدم.

ما هو حمض الأبسيسيك (ABA)؟

حمض الأبسيسيك (ABA) هو هرمون نباتي. يعمل ABA في العديد من عمليات تطوير النبات ، بما في ذلك سكون البذور والبراعم ، و.

ما هو جهاز الغدد الصماء؟

جهاز الغدد الصماء مسؤول عن تنسيق أنشطة الجسم مثل الهضم والتمثيل الغذائي. نظام الغدد الصماء هو أ.

ما هو المايكورايزا؟

الفطريات الفطرية هي ارتباط تكافلي بين الفطر والنبات. يشير مصطلح الفطريات الفطرية عمومًا إلى الدور.

ما هو Helicase؟

تشارك العديد من الإنزيمات في عملية تكرار الحمض النووي بما في ذلك هيليكاز. هذه هي واحدة من الإنزيمات الهامة التي تحتاج إلى.


البلازميدات: أنواعها ووظائفها

بلازميدات المقاومة (R- البلازميدات)

لديهم جينات تمكن المضيف من مقاومة المضادات الحيوية أو السموم.

البلازميدات المتحللة

إنه يضفي على الخلية المضيفة القدرة على التمثيل الغذائي للمركبات العضوية الصعبة أو غير العادية مثل التولوين وحمض الساليسيليك.

بلازميدات الخصوبة (إف بلازميدات)

إنهم يشاركون في الاقتران البكتيري ، ويمتلكون الجينات (tra-) التي تبدأ في تكوين F-pilus من أجل تمكين الاقتران. يتم نقل المواد الجينية عبر هذا القضيب بين الخلايا المترافقة. إنه قابل للانتقال ذاتيًا ، ويسمى F-Pilus أيضًا الجنس Pilus.

كول بلازميدات

تنتج هذه البلازميدات مادة سامة تسمى البكتريوسين وهي قاتلة للبكتيريا ، لكن امتلاك هذا البلازميد يجعل المضيف مقاومًا للسم.

البلازميدات المسببة للورم (Ti-Plasmids)

فهي قادرة على تحويل الخلايا المضيفة إلى مسببات الأمراض. تحدث في أغروباكتريوم توميفاسيانز، أحد مسببات الأمراض التي تسبب مرض مرارة التاج في النباتات. عند الإصابة بالعدوى ، ينتقل البلازميد إلى الخلايا الطبيعية للنبات حيث يتكاثر ويزيد من تفاقم المرض عن طريق التحول إلى حالة الورم. في مثل هذه الحالة ، تصنع الخلايا الأفيون والسموم وعوامل الفوعة الأخرى.


مدونة CD Genomics

استكشف المدونة التي قمنا بتطويرها ، بما في ذلك تعليم الجينوم ، وتقنيات الجينوم ، والتطورات الجينية ، وأخبار وآراء الجينوميات.

صحيفة حقائق البلازميد: التعريف والبنية والتطبيق

ما هو البلازميد؟

البلازميدات هي جزيئات DNA صغيرة دائرية أو خطية مزدوجة الشريطة (تتراوح من بضع إلى عدة مئات من الكيلوبات) الموجودة في الخلايا البكتيرية ولكنها موجودة أيضًا بشكل طبيعي في الكائنات الحية الدقيقة وحقيقيات النوى. لا يتم حزم البلازميدات داخل كروموسوم ، وليس لها بداية أو نهاية مميزة 5 'أو 3'. يمكن أن تتكاثر بشكل مستقل عن الكروموسوم داخل الخلية ، وتوفر فائدة واحدة أو أكثر للمضيف مثل مقاومة المضادات الحيوية ، والوظائف التخريبية ، والفوعة. تتمتع البلازميدات أيضًا بالقدرة على الانتقال من خلية إلى أخرى أثناء عملية الاقتران البكتيري (الاتصال بين الخلايا متبوعًا بنقل محتوى الحمض النووي) ، وفي بعض الأحيان تنشر الجينات المفيدة للبقاء. يلعب نقل الجينات الأفقي دورًا مهمًا في تطور البكتيريا. نظرًا لأن الانتشار الأفقي لجينات مقاومة المضادات الحيوية (ARGs) بين البكتيريا يكون مدفوعًا بالبلاميدات ، يجب مراقبة وتحليل البلازميدات جيدًا باستخدام طرق مثل تسلسل DNA البلازميد الكامل بعد استخراج البلازميد.

الشكل 1. توجد البلازميدات في بدائيات النوى.

هيكل البلازميد

على الرغم من أن عددًا من البلازميدات لها بنية دائرية مغلقة تساهميًا ، إلا أن بعض البلازميدات خطية. عادة ما تكون البلازميدات اصطناعية ولها على الأقل أصل التكاثر (OR) وجين مقاومة المضادات الحيوية (ARG) وموقع الاستنساخ المتعدد (MCS).

الشكل 2. العناصر الرئيسية للبلازميدات.

الجدول 1. العناصر المشتركة للبلازميدات.

عادةً ما يتم استخدام تسلسل DNA قصير على خيط واحد لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل أو تسلسل الحمض النووي.

ما هي البلازميدات المستخدمة؟

يتم اعتماد البلازميدات بشكل شائع في علوم الحياة كناقلات لإدخال الحمض النووي الغريب في خلية أخرى. إن قدرة البلازميدات على التكاثر الذاتي داخل الخلية وسهولة تعديل البلازميدات تجعلها أدوات جذابة لعلماء الأحياء أو الهندسة الحيوية. تحتاج جميع مختبرات البيولوجيا الجزيئية تقريبًا إلى تصميم وتعديل وبناء بلازميد. عادةً ما يتم إدخال جين مهم في ناقل من خلال طرق استنساخ مختلفة مثل ربط إنزيم التقييد والاستنساخ المستقل للربط واستنساخ البوابة وتجميع جيبسون. تعتمد كيفية اختيار طريقة الاستنساخ على البلازميد. بعد عملية الاستنساخ ، يتم تحويل الناقل المعاد بناؤه المحتوي على جين مهم إلى خلايا بكتيرية وتنمو بشكل انتقائي على ألواح تحتوي على مضادات حيوية.

يمكن استخدام البلازميدات كناقلات نسيليّة في المقام الأول للتكرار والتعديل والتخزين المؤقت لتسلسل جيني رغبة محدد ، أو كمتجهات تعبير للنسخ الفعال للجين الذي يحمله الناقل المصمم ليشمل مناطق المحفز والمعززات. تشمل الأنواع الأخرى من البلازميدات بلازميدات تقويض الجينات ، والبلازميدات المراسل ، وبلازميدات هندسة الجينوم ، والبلازميدات الفيروسية. تستخدم البلازميدات على نطاق واسع في التجارب بما في ذلك التصوير الفلوري ، وإعادة تركيب الحمض النووي ، وتعبير البروتين ، وإنتاج البروتين بكميات كبيرة ، ونمذجة المرض ، واكتشاف الأدوية ، وكذلك تحرير الجينوم.


شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من قبل مجلس البحوث الأوروبي (ERC) في إطار برنامج الأبحاث والابتكار في الاتحاد الأوروبي Horizon 2020 (اتفاقية منحة ERC 757440-PLASREVOLUTION) ومن قبل Instituto de Salud Carlos III (منحة PI16-00860) بتمويل مشترك من قبل European Regional صندوق التنمية "طريق لتحقيق أوروبا". ÁSM. مدعوم من قبل زمالة ميغيل سيرفيت (MS15-00012). J.R.-B. حاصل على زمالة Juan de la Cierva-Incorporación (IJC2018-035146-I) بتمويل مشترك من Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación. آر سي إم. مدعوم بمنحة Wellcome Trust (106918 / Z / 15 / Z). ÁSM ، J.R.-B. و R.L.-S. هم أعضاء في الاتحاد الإسباني للبحوث في علم الأوبئة والصحة العامة (CIBERESP).


أنواع البلازميدات

يمكن تصنيف البلازميدات إلى فئات مختلفة ، ولكن التصنيف الأكثر شيوعًا يعتمد على وظائفها. وفقًا لذلك ، يتم تقسيمها إلى 5 أنواع مختلفة - بلازميدات الخصوبة ، بلازميدات المقاومة ، بلازميدات القولون ، بلازميدات الفوعة والبلازميدات الأيضية أو المتحللة.

لا تحتوي الخلايا البكتيرية على أجناس ، ولكن تحتوي الخلايا البكتيرية بلازميدات الخصوبة، أو البلازميدات F ، يمكن أن تشكل الشعيرات ، وهي هياكل صغيرة تشبه الأنبوب ، وتتصل بخلية مجاورة. هذا يسمح بنقل المادة الوراثية من الخلية إلى جارتها. لذلك ، فإنه يمنح حالة & ldquomale & rdquo لتلك الخلية البكتيرية في عملية تسمى الاقتران.

بلازميدات المقاومة تحتوي على الجينات التي تمنح تلك الخلية مقاومة للمضادات الحيوية ، أو غيرها من المواد المثبطة للنمو. عادة ما تنتج الخلايا التي تحتوي على بلازميدات R مواد يمكنها تدمير العامل المثبط ، وبالتالي زيادة معدل بقائها. في بعض الأحيان ، يمكن أن تنتشر هذه البلازميدات على نطاق واسع في غضون جيل. كما هو متوقع ، هذه البلازميدات R ليست مواتية للإنسان أو للحيوانات الأخرى التي يمكن أن تكون هذه الخلايا مسببة للأمراض.

كول بلازميدات هي فئة مثيرة للاهتمام من البلازميدات. هذه تمنح مضيفها القدرة على قتل الكائنات الحية الأخرى من نوعها. يرمز كولون بلازميدات للمواد التي يمكن أن تدمر البكتيريا الأخرى عن طريق زيادة نفاذية غشاء الخلية ، والتأثير على الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، لا يمكن استخدام هذه المهارات إلا من قبل البكتيريا ضد الأنواع المماثلة. على سبيل المثال، بكتريا قولونية يحتوي على البلازميدات القولونية التي تنتج الكولسين. لا يمكن استخدام هذه إلا لقتل سلالات أخرى من بكتريا قولونية. تنتج بعض البلازميدات أيضًا البكتريوسينات ، والتي يمكن استخدامها لقتل الكائنات الحية التي تنتمي إلى المعوية محيط.

الاقتران (مصدر الصورة: ويكيميديا ​​كومنز)

النوع التالي من البلازميدات هو ضراوة البلازميدات. كما يمكنك أن تستنتج من الاسم ، فإن هذه البلازميدات توفر أو تزيد من عامل ضراوة البكتيريا. الفوعة هي مقياس لمدى ضرر الكائن الحي. على سبيل المثال ، ليست كل سلالات بكتريا قولونية خطيرة ومسببة للأمراض ، ولكن هناك بعض الأنواع التي تمتلك بلازميدات ضراوة ويمكن أن تسبب أمراضًا مثل الإسهال.

النوع الأخير من البلازميدات هو البلازميدات الأيضية أو المتحللة. هذه تعطي الخلايا القدرة على تكسير مواد مثل السكريات ، أو التولوين ، إلخ. يمكن أن تكون هذه البلازميدات مفيدة جدًا للخلية. على سبيل المثال ، قد تكون الخلية قادرة على تحطيم مادة معقدة إلى جزيئات أبسط ، والتي يمكن أن تكون مصدرًا للطاقة القابلة للاستخدام للخلية.


ما هي ميزات البلازميدات مثل Pbluescript التي تجعلها نواقل مفيدة للاستنساخ؟

وبالمثل ، ما هي خصائص البلازميدات والعاثيات التي تجعلها نواقل استنساخ جيدة؟ 1. يجب أن تكون قادرة على حمل قطعة كبيرة من ال المانح DDNA 2. يجب أن يتم قبوله بسهولة من قبل الاستنساخ مضيف.

وبالمثل قد يتساءل المرء ، ما هي السمات المختلفة للبلازميد المفيدة في الاستنساخ؟

واحد من الأساسي خصائص البلازميد النواقل هي أنها صغيرة الحجم. بصرف النظر عن حجمها ، فهي تتميز بأصل النسخ المتماثل ، وعلامة انتقائية كذلك استنساخ متعدد المواقع. المثالي بلازميد المتجهات لها أرقام نسخ عالية داخل الخلية.

ما هي ملامح البلازميدات؟

البلازميدات هي عناصر وراثية خارج الصبغية البلازميدات هي قطع إضافية من مادة وراثية توجد في العديد من الخلايا والتي عادة ما تمنح خاصية معينة للخلية. تشمل هذه الخصائص مقاومة المضادات الحيوية وإنتاج السموم والعديد من الخصائص الأخرى الميزات.


ما هي طبيعة البلازميدات؟ - مادة الاحياء

& copy2000 بقلم غاري روبرتس ، تحرير تيموثي باوستيان ، جامعة ويسكونينز ماديسون

السادس. أنظمة نقل الجينات

ستوفر الأقسام التالية حول البلازميدات والاقتران والتحول والتحول بعض المعلومات الأساسية حول كيفية وسبب عمل الأنظمة ، ولكن سيكون التركيز الرئيسي على استخدامها في نقل الجينات وتضخيمها.

سادسا أ. البلازميدات والاقتران

(يعالج هذا القسم حركة الحمض النووي دون ملامسة الخلايا الخلوية. يرجى إدراك أن البلازميدات والاقتران يمتزجان أشياء مختلفة إلى حد ما: يمكن أن يحدث الاقتران بالتأكيد بدون البلازميدات ، ولا يمكن تحريك العديد من البلازميدات عن طريق الاقتران.)

يُعرَّف البلازميد بأنه نسخة طبق الأصل ، أو قطعة مكررة من الحمض النووي ، موروثة بشكل ثابت في حالة خارج الصبغية. في الأدبيات القديمة ، تم استخدام مصطلح episome للبلازميدات القادرة على الاندماج في الكروموسوم ، ولكن هذا المصطلح أصبح غير مستخدم إلى حد كبير. توجد عادةً كقطعة دائرية مغلقة تساهميًا من الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل والتي لديها القدرة على التكرار بشكل مستقل وهذه الخاصية هي التي تؤدي إلى عزلها والتعرف المادي عليها. تسمح الطبيعة التساهمية المغلقة لبنيتها بفصلها عن الحمض النووي الصبغي إما عن طريق الرحلان الكهربائي الهلامي أو تدرجات الكثافة الطافية لكلوريد السيزيوم.

هناك سمتان مشتركتان بين جميع البلازميدات:

كل منهم لديه وظائف النسخ المتماثل. في أبسط الحالات ، يتكون هذا من أصل واحد أو أكثر من أصول النسخ المتماثل مع البروتينات المتفاعلة الضرورية للتكرار إما أن يتم ترميزها بواسطة البلازميد نفسه أو "استعارة" من آلية النسخ المتماثل للمضيف العادي. يتم شرح النطاق العريض الواسع لبعض البلازميدات جزئيًا على الأقل من خلال أنظمة النسخ المتعددة التي تسمح لها بالعمل في مجموعة متنوعة من المضيفات غير المتشابهة. (سؤال للقارئ: متى يصبح البلازميد "كروموسومًا"؟)

تقع جميع البلازميدات في مجموعة واحدة فقط من مجموعات عدم التوافق العديدة الموجودة. لا يتوافق اثنان من البلازميدات إذا كان أي منهما أقل استقرارًا في وجود الآخر مما كان عليه في حد ذاته. هناك أكثر من 30 مجموعة عدم توافق موصوفة حتى الآن مع عدم وجود حد أعلى في الأفق. غالبًا ما يكون عدم التوافق ، الذي يكون تعيين النمط الجيني الخاص به هو نتيجة ضرورية لرغبة البلازميد في الحفاظ على رقم نسخة معين في الخلية. إذا كان للبلازميدات الخاصة بمجموعة عدم توافق معينة عدد نسخ معين يحاولون الحفاظ عليه ، فستحدث منافسة عندما يتم العثور على بلازميدات من نفس مجموعة عدم التوافق في نفس الخلية. أيًا كان البلازميد قادرًا على التكاثر بشكل أسرع ، أو لديه بعض الميزات الأخرى ، فسيتم تمثيله بدرجة غير متناسبة بين النسخ التي يسمح بها نظام عدم التوافق. والمثير للدهشة أن البلازميدات يمكن أن تكون أيضًا غير متوافقة عندما يمتلك كلاهما نفس الوظائف لتقسيم نفسها إلى خلايا وليدة (انظر الفقرة 5 أدناه).

هناك مجموعة متنوعة من الميزات التي لا توجد في جميع البلازميدات ولكنها شائعة بدرجة كافية تستحق الذكر:

تحتوي العديد من البلازميدات على جينات غير متورطة في التكرار أو عدم التوافق. يمكن لمثل هذه الجينات ترميز خصائص مثل مقاومة المضادات الحيوية (وبالتالي تؤدي إلى ظهور مصطلح "المقاومة" أو عوامل "R") ، أو تدهور الجزيئات الكبيرة المعقدة ، أو إنتاج البكتريوسينات ، أو مقاومة المعادن الثقيلة المختلفة ، أو توليف المضادات الحيوية ، أو عوامل الضراوة اللازمة إصابة العوائل الحيوانية أو النباتية. هذه ليست بأي حال من الأحوال قائمة شاملة بالوظائف المختلفة التي يمكن ترميزها على البلازميد. من الواضح أنه يمكن العثور على أي جين تقريبًا على البلازميد.

الخاصية المشتركة الثانية هي القدرة على تعزيز نقل البلازميد نفسه من خلية إلى أخرى ، تسمى القدرة على الاقتران. يُعرَّف الاقتران بأنه نقل أحادي الاتجاه للمعلومات الجينية بين الخلايا عن طريق الاتصال من خلية إلى أخرى. على هذا النحو ، لا يقتصر الأمر على البلازميدات ، ولكن يمكن أن يحدث مع أي DNA طالما أن العناصر الحرجة أدناه موجودة في الخلية (هناك حتى الينقولات المقترنة). هذا الشرط الأخير للاتصال يميز الاقتران من التنبيغ والتحول الذي سيتم مناقشته أدناه. يشير مصطلح "أحادي الاتجاه" إلى حقيقة أن نسخة من البلازميد يتم نقلها من خلية تسمى "المتبرع" إلى خلية أخرى تسمى "المستلم". هناك وظيفتان مختلفتان متضمنتان في القدرة الاقترانية: الأولى هي موقع بدء التحويل الذي يسمى إما oriT أو mob. المصطلح الأول هو ذاكري لـ "أصل التحويل" والثاني قصير لـ "التنقل". في كل حالة يشيرون إلى موقع على الحمض النووي وليس إلى منتج قابل للانتشار. المجموعة الثانية من الوظائف هي تلك البروتينات التي تعمل في هذه المواقع وتسبب مجموعة الوظائف اللازمة لحدوث التعبئة. يتم ترميزها بواسطة الجينات ولديها مجموعة متنوعة من الوظائف بما في ذلك تكوين القضيب الذي يتصل بالخلية المتلقية ويبدو أنه يشارك في سحب خلايا المتبرع والمتلقي معًا. يؤدي هذا إلى منطقة تلامس غشاء ويبدو أنه تم تشكيل جسر اقتران من نوع ما. وتشارك منتجات الجينات في التنظيم والبناء المادي لهذه الأحداث. بعض الأحداث في هذا التسلسل تؤدي إلى خدش موقع ، يسمى oriT ، بواسطة نوكلياز أحادي الخيط معين وربط لاحق لواحد أو أكثر من البروتينات "التجريبية" بالنهاية الحرة 5 للحمض النووي. يبدو أن هذه البروتينات تعمل في النسخ المتماثل اللاحق للحمض النووي المنقول مع أحدها بمثابة "بريماز". ثم يتم نقل خصلة واحدة من هذه النهاية إلى المتلقي بينما يحدث شكل "دائرة دائرية" للنسخ المتماثل في المتبرع. إذا كان الحمض النووي الذي يتم نقله عبارة عن بلازميد ، فإنه يكون مزدوج الشريطة ويتم تدويره بشكل دائري في المتلقي ، ومن ثم يمكن أن يتكاثر. إذا كان الحمض النووي الناقل كروموسوميًا ، فلا يمكن أن يحدث الدوران ، ولكن بطريقة ما يتم إنشاء حبلا تكميليًا ويمكن أن يحدث إعادة تركيب متماثل مع الكروموسوم (على أي حال ، يجب أن يرتبط الحمض النووي الوارد بالنسخة المتماثلة إذا كانت موروثة). من الممكن أن يكون البلازميد غير اقتران ومع ذلك قابل للتعبئة (إذا تم توفير المنتجات بواسطة بلازميد آخر) طالما أن موقع oriT مشفر على البلازميد (يتم نقل كل من لديه موقع oriT). أخيرًا ، فإن البلازميد الذي يفتقر إلى كل من وظائف trafunctions و oriT سيكون غير اقتران وغير قابل للتعبئة. تستخدم العديد من التطبيقات في علم الوراثة العكسية بلازميدات صغيرة تحتوي على مناطق oriT ، حيث يتم توفير وظائف tra بواسطة بلازميد آخر في الخلية.

تمتلك البلازميدات آليات تزيد من احتمالية احتواء كلتا الخلايا الوليدة ، بعد انقسام الخلية ، على نسخة من البلازميد. وظائف التقسيم (غالبًا ما يطلق عليها اسم par) المسؤولة عن هذا العمل من خلال مجموعة متنوعة من الآليات بما في ذلك monomerization من البلازميد multimers (من الأفضل أن تحتوي على العديد من المونومرات بدلاً من عدد قليل من multimers) وربط البلازميد بالأغشية (والذي يبدو أنه يساعد جسديًا على فصل البلازميدات). بينما نشير إلى البلازميد الذي "فقد" بواسطة الخلية ، فإن الآلية الفعلية تكاد تكون مؤكدة أن الخلية لم تستقبل البلازميد أبدًا عند الانقسام الخلوي السابق بسبب التقسيم غير المناسب. تسمى هذه الخسارة بالفصل. لكل من البلازميدات ذات العدد المنخفض والعالي ، تحدث هذه "الخسارة" عند (تقريبًا جدًا) لتر من التردد ، على الرغم من العثور على بعض البلازميدات المستقرة بشكل استثنائي ، ويفترض أن ذلك يرجع إلى مجموعة من وظائف التكافؤ المختلفة. طورت بعض البلازميدات نظامًا له تأثيرات مثل أنظمة التكافؤ المذكورة أعلاه ، والذي "يمنع" الفصل بقتل أي خلية وليدة لم تتلقى البلازميد. يفعلون ذلك عن طريق إنتاج وظيفة قتل طويلة العمر نسبيًا (كيلو) ووظيفة تجاوز القتل قصيرة العمر (kor). ستحصل الابنة التي لا تحتوي على البلازميد على منتج الكيل ، ولكنها لن تكون قادرة على الحفاظ على الكمية اللازمة من منتج kor للبقاء على قيد الحياة. بالنسبة للمجرِّب ، ستبدو هذه الأنظمة مثل أنظمة التقسيم ، لأنه في المسوخات التي تفتقر إلى هذه ، سيتم اكتشاف الفواصل الخالية من البلازميد بشكل متكرر. يمكن أن تظهر أيضًا على أنها وظائف inc.

في بعض الأحيان ، من الضروري عزل المشتق الخالي من البلازميد لسلالة تحتوي حاليًا على بلازميد ، وهو إجراء يسمى المعالجة. يمكن البحث عن هذه (1) تلقائيًا (ربما طباعة نسخة طبق الأصل من المستعمرات المعزولة إذا كان البلازميد يمنح نمطًا ظاهريًا قابلاً للتسجيل) (2) بعد الإثراء (مرة أخرى ، إذا كان البلازميد يمنح نمطًا ظاهريًا للنمو) (3) عن طريق اختيار مختلف ، ولكن غير متوافق ، البلازميد في الخلية (4) أو عن طريق المعالجة بدرجة حرارة مرتفعة أو مواد كيميائية مثل أكريدين وبروميد إيثيديوم وكبريتات دوديسيل الصوديوم ونوفوبيوسين (نظرًا لأن المادتين الكيميائيتين الأوليتين تُعرفان باسم المطفرات ، فيجب استخدامهما بضبط النفس).


مقدمة

الفصل 1: الأحداث التاريخية التي ولدت مجال بيولوجيا البلازميد

تم التعرف على العناصر الجينية خارج الصبغيات ، والمعروفة الآن على نطاق واسع بالبلازميدات ، منذ أكثر من 60 عامًا. تاريخيًا ، كانت العناصر الوراثية خارج الصبغية التي تنقل مقاومة المضادات الحيوية للبكتيريا المسببة للأمراض المتلقية تسمى عوامل R ، وتلك العناصر المرتبطة كانت تسمى عوامل T (1). تم العثور على البكتيريا ، وخاصة سلالات الشيغيلا التي تؤوي عوامل R و T ، في عام 1951 في اليابان ، ثم في تايوان وإسرائيل في عام 1960 (2) ، وفي الولايات المتحدة وأوروبا في الفترة من 1963 إلى 1968 (3). كان العامل F (للخصوبة) هو العنصر الجيني ، ويسمى أيضًا "عامل الجنس" ، والذي كان مطلوبًا للاقتران البكتيري (4 - 8). حدد عامل الجنس قدرة Escherichia coli strain K12 على اقتران الجينات ونقلها إلى المتلقين.


محتويات

    البلازميدات: هي بشكل عام جزيئات د ن أ دائرية خارج الصبغية تتكاثر وتنتقل بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي. توجد في بدائيات النوى (البكتيريا والعتائق) وأحيانًا في الكائنات حقيقية النواة مثل الخميرة. تحمل البلازميدات خلال دورتها الجينات من كائن حي إلى آخر من خلال عملية تسمى الاقتران. وغالبًا ما يقومون بحقن الجينات التي تجعل البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية. [4] [5]
      : هي نوع من البلازميدات الهجينة ذات العاثيات ، وتستخدم لنقل وتكرار شظايا الحمض النووي التي يتم إدخالها عن طريق تقنيات الحمض النووي المؤتلف. ليكون بمثابة ناقل ، يجب أن يكون قادرًا على التكاثر مع جزء الحمض النووي الذي يحمله. ومن الأمثلة على ذلك cosmids و phagemids. [6]
      : هي الينقولات التي تنتقل مباشرة من موضع إلى آخر في الجينوم باستخدام ترانسبوزيز للقطع والالتصاق في موضع آخر. [8]: إنها الينقولات التي تتحرك في الجينوم ، ويتم نسخها إلى الحمض النووي الريبي (RNA) ثم إلى الحمض النووي (DNA) عن طريق النسخ العكسي. توجد الينقولات الرجعية حصريًا في حقيقيات النوى. [9]: إنها منقولات حصرية للثدييات التي تتحرك في الجينوم ، ويتم نسخها إلى الحمض النووي ثم إلى الحمض النووي الريبي ، دون تشفير للنسخة العكسية. [7]
      : هي عوامل فيروسية تتكون من جزيء من مادة وراثية (DNA أو RNA) ولها القدرة على تكوين جزيئات معقدة تسمى virions لتكون قادرة على التحرك بسهولة بين مضيفيها. الفيروسات موجودة في جميع الكائنات الحية. يتم تصنيع الجسيمات الفيروسية بواسطة آلية النسخ المتماثل للمضيف من أجل النقل الأفقي. [12] [15]: إنها جزيئات DNA أو RNA ، والتي يتم تغليفها كخفية في فيروسات بعض الفيروسات المساعدة والتي تعتمد عليها لتكون قادرة على التكاثر. على الرغم من أنها تعتبر أحيانًا عناصر وراثية للفيروسات المساعدة لها ، إلا أنها لا توجد دائمًا داخل الفيروسات المساعدة لها. [12] [16]: هي عوامل فيروسية تتكون من جزيئات RNA دائرية تصيب النباتات وتتكاثر فيها. [12] [17]: هي أحماض نووية فيروسية مدمجة في جينوم الخلية. يمكنهم التحرك والتكاثر عدة مرات في الخلية المضيفة دون التسبب في مرض أو طفرة. تعتبر أشكال مستقلة من الينقولات. ومن الأمثلة على ذلك الفيروسات الأولية والفيروسات القهقرية الذاتية. [18]

    أنظمة كريسبر-كاس في البكتيريا والعتائق هي أنظمة مناعية تكيفية للحماية من العواقب المميتة للـ MGEs. باستخدام تحليل الجينوم والتطور المقارن ، وجد الباحثون أن متغيرات CRISPR-Cas مرتبطة بأنواع مميزة من MGEs مثل العناصر القابلة للنقل. بالإضافة إلى ذلك ، تتحكم تقنية CRISPR-Cas في العناصر القابلة للنقل لانتشارها. [19]

    تعتبر MGEs مثل البلازميدات عن طريق انتقال أفقي مفيدة بشكل عام للكائن الحي. تعتبر القدرة على نقل البلازميدات (المشاركة) مهمة في منظور تطوري. وجد Tazzyman و Bonhoeffer أن تثبيت (استقبال) البلازميدات المنقولة في كائن حي جديد لا يقل أهمية عن القدرة على نقلها. [20] تتمتع البلازميدات المفيدة النادرة والقابلة للتحويل باحتمالية تثبيت أعلى ، في حين أن العناصر الجينية الضارة القابلة للتحويل لها احتمالية تثبيت أقل لتجنب الموت للكائنات المضيفة.

    يعتبر أحد أنواع MGEs ، وهو العناصر المترافقة البينية (ICEs) ، مركزيًا لنقل الجينات الأفقي لتشكيل جينومات بدائيات النوى مما يتيح اكتسابًا سريعًا لسمات تكيفية جديدة. [21] [22]

    كمثال تمثيلي ل ICEs ، ICEبكالوريوس 1 يتميز جيدًا لدوره في تلف الحمض النووي العالمي استجابة SOS للعصويات الرقيقة [23] وكذلك ارتباطه المحتمل بمقاومة الإشعاع والجفاف في بكتيريا Bacillus pumilus جراثيم SAFR-032 ، [24] معزولة من غرف الأبحاث الخاصة بالمركبات الفضائية. [25] [26] [27]

    يعتبر التحويل بواسطة العناصر القابلة للنقل مسببًا للطفرات. وهكذا ، تطورت الكائنات الحية لقمع أحداث التحول ، والفشل في قمع الأحداث يسبب السرطان في الخلايا الجسدية. Cecco et al. وجد أنه أثناء النسخ المبكر للعناصر القابلة لإعادة النقل يكون ضئيلًا في الفئران ، ولكن في سن متقدمة يزداد مستوى النسخ. [28] يتم تقليل مستوى التعبير المعتمد على العمر للعناصر التي يمكن تغييرها عن طريق النظام الغذائي المقيّد للسعرات الحرارية.

    يمكن أن تؤدي نتيجة العناصر الوراثية المتنقلة إلى تغيير أنماط النسخ ، والتي تؤدي في كثير من الأحيان إلى اضطرابات وراثية مثل الاضطرابات المناعية وسرطان الثدي والتصلب المتعدد والتصلب الجانبي الضموري. في البشر ، يمكن أن يؤدي الإجهاد إلى تنشيط المعاملات لـ MGEs مثل الفيروسات القهقرية الذاتية ، وقد تم ربط هذا التنشيط بالتنكس العصبي. [29]

    يمكن الإشارة إلى إجمالي جميع العناصر الوراثية المتنقلة في الجينوم باسم Mobilome.

    تلعب العناصر الوراثية المتنقلة دورًا مهمًا في انتشار عوامل الفوعة ، مثل السموم الخارجية والإنزيمات الخارجية ، بين البكتيريا. تم اقتراح استراتيجيات لمكافحة بعض أنواع العدوى البكتيرية من خلال استهداف عوامل الفوعة المحددة والعناصر الوراثية المتنقلة. [31]