ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΓΟΝΙΔΙΩΝ

Transcript

1 ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΓΟΝΙΔΙΩΝ Βασικές αρχές Μοριακής Βιολογίας

2 Βακτηριακή σύζευξη ΕΙΚΟΝΑ 6.10 Το πείραμα των Lederberg και Tatum, το οποίο έδειξε για πρώτη φορά τη σύζευξη μεταξύ βακτηρίων

3 Πλασμίδιο F: παράγοντας γονιμότητας Δότης (αρσενικό) Δέκτης (θηλυκό) Μεταφορά του πλασμιδίου F κατά τη βακτηριακή σύζευξη. Το πλασμίδιο F, το orit και το βακτηριακό χρωμόσωμα δεν είναι σχεδιασμένα σε αναλογική κλί-μακα. Το χρωμοσωμικό DNA της E. coli έχει μήκος περίπου 50 φορές μεγαλύτερο απ ό,τι το DNA του παράγοντα F Φυλετικό τριχίδιο

4 Βακτηριακή σύζευξη Πολύπλοκη διαδικασία (40 γονίδια του F) Αυτομεταφερόμενο πλασμίδιο F Αν υπάρχουν τα γονίδια για σύζευξη αλλά όχι για κινητοποίηση τότε το πλασμίδιο λέγεται συζευτικό Αν υπάρχουν τα γονίδια για κινητοποίηση αλλά όχι για σύζευξη τότε το πλασμίδιο λεγεται κινητοποιήσιμο Μη μεταφερόμενα πλασμίδια

5 Οριζόντια μεταφορά τμήματος βακτηριακού DNA μέσω του πλασμιδίου F Ori T Τα κύτταρα που φέρουν ενσωματωμένο το F στο «χρωμοσωμικό» DNA τους λέγονται αρσενικά Hfr (high frequency of recombination males) F+ x F Hfr x FΔεν μπορεί να μεταφερθεί όλο το DNA γιατί η μεταφορά θέλει 100 min Το αποτέλεσμα είναι ότι μετά τη σύζευξη το θηλυκό κύτταρο παραμένει πάντα θηλυκό

6 Το πλασμίδιο F F x F- Το θηλυκό μετατρέπεται σε αρσενικό

7 Οριζόντια μεταφορά γονιδίων με βακτηριοφάγους

8 Κύκλοι ζωής των βακτηριοφάγων Λυτικός Μολυσματικοί φάγοι Λυσιγονικός, ενσωμάτωση ιικού DNA (προφάγος), λυσιγόνο βακτήριο Ήπιοι φάγοι Χρόνια μόλυνση Χρόνιοι φάγοι

9 Λ φάγος-ήπιος φάγος που αντιγράφεται μέσω λυτικού ή λυσιγονικού κύκλου Η δομή στην άκρη της ουράς των λ φάγων προσδένεται στην πρωτεΐνη LamB του κυτταρικού φακέλου Λαμδοειδείς φάγοι

10

11

12

13 Εξειδικευμένη μεταγωγή Λυσιγονικός κύκλος Το υπερελικωμένο DNA εντίθεται σε μια θέση του βακτηριακού χρωμοσώματος που ονομάζεται att (λ attachment site) UV, ακτίνες X, χημικοί παράγοντες Λυτικός κύκλος 1 στα 106 ή 107 μπορεί μαζί με το DNA του φάγου να αποκοπεί και ένα μικρό τμήμα βακτηριακού DNA Μεταφορά σε άλλο βακτήριο Εξειδικευμένη μεταγωγή

14 Γενικευμένη μεταγωγή Το γραμμικό δίκλωνο DNA του μετά την είσοδο στο βακτήριο μετατρέπεται με μηχανισμό ομόλογου ανασυνδυασμού σε κυκλικό Νουκλεάση του P1 φάγου κόβει το βακτηριακό DNA Μπορεί να ακολουθήσει το λυτικό ή το λυσιγονικό κύκλο

15 Μεταθετά στοιχεία Γνωστά και ως τρανσποζόνια Η μετακίνηση των κινητών αλληλουχιών (μεταθετών στοιχείων) ονομάζεται μετάθεση Τα πιο απλά είναι τα IS (insertion sequences) αλληλουχίες ένθεσης Η συχνότητα μεταθέσεων είναι υψηλή ή χαμηλή; Επάκριες ανάστροφες επαναλήψεις

16 Γένεση των σύνθετων μεταθετών στοιχείων

17 Σύνθετα μεταθετά στοιχεία Outside end Cut and paste mechanism

18 Αποκοπή και επικόλληση

19 Αποκοπή και επικόλληση Ένθεση σε συναινετικές αλληλουχίες AGNTYWRANTCT

20 Τα μεταθετά στοιχεία τύπου «αποκοπή και επικόλληση» αντιγράφονται Το γονιδίωμα της E. coli είναι μεθυλιωμένο στην αδενίνη Η μεθυλίωση μειώνει την ικανότητα πρόσδεσης της τρανσποζάσης στο DNA Η μεθυλίωση ευνοεί την γρήγορη μεταγραφή του γονιδίου της τρανσποζάσης και την παραγωγή κολοβών (ανενεργών) πρωτεϊνών

21 Μεταθετά στοιχεία τύπου «αντιγραφής» ή «αντιγραφής μετάθεσης» Μη σύνθετο τρανσποζόνιο (φέρει μόνο ανάστροφες αλληλουχίες)

22 Συνθετικά μεταθετά στοιχεία

23 Ευκαρυωτικά μεταθετά στοιχεία Τάξης Ι (απαιτούν ενδιάμεσο μόριο RNA) Τάξης ΙΙ (απαιτούν μόνο DNA) hobo Drosophila Ac αραβόσιτο Tam3 αντίρρινο (σκυλάκι)

24 Ρετροτρανσποζόνια

25 Ρετροτρανσποζόνια χωρίς LTR

26 Ρετροτρανσποζόνια χωρίς LTR