ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μικροβιακή Γενετική. Πλασμίδια. Διδάσκουσα: Επίκουρη Καθηγήτρια Αμαλία-Σοφία Αφένδρα

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Μικροβιακή Γενετική Πλασμίδια Διδάσκουσα: Επίκουρη Καθηγήτρια Αμαλία-Σοφία Αφένδρα

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Πλασμίδια

4 ΜικράκυκλικάμόριαDNA(2 100 kb) bp = base pair (ζεύγοςβάσεων) 1000 bp = 1 kb(p) Αναπαράγονται αυτόνομα Συνήθως2-50 αντίγραφαανάκύτταρο(χαμηλού& υψηλού αριθμού αντιγράφων, αντίστοιχα) Συχνά κωδικοποιούν σημαντικές λειτουργίες για τον ξενιστή τους.

5 ΔομήDNA Διπλή έλικα DNA (σπειρωμένη) Υπερσπειρωμένο DNA σπειρωμένο υπερσπειρωμένο

6 Molecular Biology of the Gene, Fig L = W + T

7 Molecular Biology of the Gene, Fig. 6-26, 6-27

8 Κατηγορίεςπλασμιδίων(1) Μεταβιβάσιμα πλασμίδια Συζευκτικά Κινητοποιήσιμα Πλασμίδια με παράγοντες ανθεκτικότητας Αντιβιοτικά, αντιμεταβολίτες Ιόντα μετάλλων Kαταβολικά πλασμίδια Καταβολισμόςπολύπλοκωνυποστρωμάτων(π.χ. αρωματικών ενώσεων)

9 Κατηγορίεςπλασμιδίων(2) Τοξικά πλασμίδια Σχηματισμός τοξικών ουσιών για την επικράτησή τους στα πλαίσια συμβίωσης με άλλα βακτήρια (βακτηριοσίνες) Σχηματισμόςτοξικώνουσιών(π.χ. εντεροτοξίνες) παθογόνωνγιαανώτερουςοργανισμούς(ζώα, άνθρωποι)

10 Σημασίατωνπλασμιδίων(1) Γονίδια πρωτεΐνες άμεσος τρόπος ανταπόκρισης των ξενιστών σε μεταβολή των συνθηκών ζωής τους ικανότητα προσαρμογής σε νέο περιβάλλον Άμεση διασπορά και καθιέρωση γονιδίων, με σκοπό τηνεπιβίωσησεσκληρέςσυνθήκες. Απόκτηση πλασμιδίων μεταξύ διαφορετικών ειδών ξενιστών: οριζόντια γονιδιακή μεταφορά (μετασχηματισμός, μεταγωγή, σύζευξη)

11 Σημασίατωνπλασμιδίων(2) Τα βακτήρια μεταφέρουν γενετικό υλικό από ένα κύτταρο σε ένα άλλο με τρείς διαφορετικούς μηχανισμούς. Kαι στους τρεις μηχανισμούς, το γενετικό υλικό που μεταφέρεται διατίθεται από ένα κύτταρο που ονομάζεται δότης. Τοκύτταροπουλαμβάνειτογενετικόαυτόυλικό ονομάζεται δέκτης.

12 Σημασίατωνπλασμιδίων(3) Σύζευξη(conjugation): ένα βακτηριακό κύτταρο μεταφέρειdna σεέναάλλομεάμεσηεπαφήτωνδύο κυττάρων. Μετασχηματισμός(transformation): ένα βακτηριακό κύτταρο αποκτά DNA από το περιβάλλον και το ενσωματώνειστοδικότουγενετικόυλικό. Μεταγωγή(transduction): ορισμένοι ιοί βακτηρίων είναισεθέσηναπάρουνένατμήμαdna απόένα βακτήριοκαινατοεισάγουνσεέναάλλο.

13 Σημασίατωνπλασμιδίων(4) Περισσότερα βακτήρια ικανά να επιβιώσουν σε μολυσμένα εδάφη και νερά. Περισσότερα κλινικά βακτήρια ανθεκτικά σε αντιβιοτικά και σε ιόντα μετάλλων. Περισσότερα κλινικά βακτήρια με παθογόνες ιδιότητες για φυτά, ζώα, άνθρωπο.

14 Σημασίατωνπλασμιδίων(5) Τα πλασμίδια επομένως εμπλέκονται στη διασπορά τηςγενετικήςπληροφορίαςστοπεριβάλλον. Τα γονίδια που περιέχουν έχουν μεγάλη σημασία για την ιατρική, τη γεωργία, το περιβάλλον και τη βιομηχανία. Τι άλλα γονίδια περιέχονται στην οριζόντια γονιδιακή δεξαμενή(δηλ. το σύνολο των πλασμιδιακών γονιδίων);

15 ΣυζευκτικάπλασμίδιατουStaphylococcus aureusμεδιάφορουςπαράγοντες ανθεκτικότητας pii3804 πενικιλλίνη, ιόνταcd, Pb, Hg, οργανομεταλλικές ενώσεις Hg pi1071 πενικιλλίνη, ιόνταcd, Pb pgo1 Gm, Eb, Tp, Km, Nm, Pm pje1 Gm, Tm, Km, Pm, Eb Gm=γενταμυκίνη, Eb=βρωμιούχοαιθίδιο, Tp=τριμεθοπρίμη,Km=καναμυκίνη, Nm=νεομυκίνη, Pm=παρομομυκίνη, Tm=τομπραμυκίνη

16 Καταβολικάσυζευκτικάπλασμίδια τουpseudomonas putida TOL τολουόλιο XYL ξυλόλιο OCT οκτάνιο pnd50 p-κρεζόλη CAM καμφορά

17 Συζευκτικάτοξικάπλασμίδια pad1 Enterococcus faecalis(αιμολυσίνη) pht73 Bacillus thuringiensis(τοξίνη, προσβάλλει προνύμφες εντόμων) po157 Εscherichia coli(αιμολυσίνη) P307 Εscherichia coli(εντεροτοξίνη) pza10 Staphylococcus aureus(εντεροτοξίνη)

18 Ομάδεςασυμβατότηταςπλασμιδίων (incompatibility groups) Ασυμβατότητα πλασμιδίων: δεν μπορούν να συνυπάρξουνστοίδιοκύτταρο. Πλασμίδια που ανήκουν στην ίδια ομάδα ασυμβατότητας είναι μεταξύ τους ασύμβατα, ενώ πλασμίδια που ανήκουν σε διαφορετική ομάδα ασυμβατότητας είναι μεταξύ τους συμβατά. Τα πλασμίδια κατατάσσονται ως προς την ομάδα ασυμβατότητας που ανήκουν(περίπου 20 ομάδες ασυμβατότητας).

19 Συζευκτικά πλασμίδια βακτηρίων Gram- που φέρουν παράγοντες ανθεκτικότητας ταξινομημένα κατά ομάδα ασυμβατότητας IncF: F Escherichia coli R1 Salmonella paratyphi R100 Shigella flexneri ped208 Shigella sonnei IncI: R64 Salmonella typhimurium ColIb-P9 Shigella sonnei IncN: R46 Salmonella typhimurium IncP: RP4 Pseudomonas aeruginosa R751 Klebsiella aerogenes IncW: R388 Escherichia coli IncX: R6K Escherichia coli

20 Τέλος Ενότητας

21 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

22 Σημειώματα

23 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

24 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκουσα: Επίκουρη Καθηγήτρια Αμαλία-Σοφία Αφένδρα. «Μικροβιακή Γενετική. Πλασμίδια». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

25 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]