11-BIOCHEMIA-2008-horyzontalny_transfer_genow.pdf

11. Horyzontalny transfer genów

Prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch

Silesian University of Technology, Gliwice, Poland

Environmental Biotechnology Department

Horyzontalny transfer genów

Terminem horyzontalny (lub lateralny) transfer genów (HGT,

ang. Horizontal gene transfer) określamy proces, który polega na

nabywaniu genów przez organizm w procesie innym niż

otrzymanie ich od organizmu rodzicielskiego w wyniku różnego

typu rozmnażania, w tym także prostego podziału organizmu

jednokomórkowego (np. bakterii), czyli transferu wertykalnego

(pionowego).

Zjawisko horyzontalnego transferu genów jest szczególnie

rozpowszechnione u bakterii i archeonów, u których przenoszenie

genów może się odbywać za pośrednictwem plazmidów

(koniugacja) i bakteriofagów (transdukcja) lub pobieranie DNA

bezpośrednio ze środowiska (transformacja).

Environmental Biotechnology Department, SUT

http://kbs.ise.polsl.pl

Plazmidy

Wiele bakterii może być nośnikami pozachromosomowych

cząsteczek DNA – plazmidów . Te małe (w stosunku do

chromosomu bakteryjnego), najczęściej koliste, kowalencyjne

zamknięte dwuniciowe cząsteczki DNA nie są istotne dla wzrostu

bakterii w standardowych warunkach. Komórki pozbawione

plazmidu rosną bez zakłóceń w zwykłych pożywkach. Plazmidy

nadają komórkom gospodarza cechy specyficzne.

Plazmidy są szeroko rozpowszechnione wśród bakterii.

Niejednokrotnie nie kodują one żadnych cech zmieniających fenotyp

gospodarza. Ponieważ nie dostrzegamy żadnych skutków ich

obecności w komórce, nazywamy je kryptycznymi . Metody selekcji

plazmidów, kodujących oprócz funkcji replikacyjnych inne możliwe

do rozpoznania cechy fenotypowe, są różne i zależne od charakteru

danej cechy

Environmental Biotechnology Department, SUT

http://kbs.ise.polsl.pl

Plazmidy opornościowe .

Pierwsze doniesienie o bakteriach opornych na kilka antybiotyków

miało miejsce w 1950 r. i dotyczyło bakterii wywołującej biegunkę,

Shigella , izolowanej od pacjentów poddanych kuracji

antybiotykowej. Zauważono, że bakterie te były oporne na kilka

różnych antybiotyków i właściwość ta mogła być przeniesiona do

innych bakterii, z E.coli włącznie, przez bezpośredni kontakt

komórek. Plazmidy opornościowe (R, ang. resistance – oporność)

zawierają geny odpowiedzialne za oporność bakterii na sulfonamidy,

streptomycynę, chloramfenikol, kanamycynę i tetracyklinę. Niektóre

plazmidy wnoszą równocześnie oporność na wiele różnych

antybiotyków. Inne są przyczyną oporności na toksyczne metale

ciężkie, jak rtęć, nikiel, kobalt, kadm, rtęć, cynk, chrom, arsen,

antymon, telur i srebro.

Environmental Biotechnology Department, SUT

http://kbs.ise.polsl.pl

Plazmidy opornościowe .

Mechanizmy plazmidowej i chromosomowej oporności bakterii na

antybiotyki są różne. W większości przypadków plazmidowa

oporność na antybiotyki zależy od ich enzymatycznych modyfikacji:

chloramfenikol jest acetylowany, kanamycyna i neomycyna są

fosforylowane lub acetylowane, a penicylina – hydrolizowana przez

penicylinazy. Powszechne stosowanie antybiotyków w lecznictwie,

szczególnie w zamkniętym, doprowadziło do rozprzestrzenienia się

plazmidów R wśród chorobotwórczych bakterii oraz do selekcji i

namnożeniu bakterii opornych na antybiotyki.

Environmental Biotechnology Department, SUT

http://kbs.ise.polsl.pl

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: