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 Ύπαρξητωνπλασμιδίων στονξενιστήτους ΑντιγραφήπλασμιδιακούDNA Καταμερισμόςπλασμιδιακώνμορίων Έλεγχοςτουαριθμούαντιγράφων

4 Αντιγραφή πλασμιδιακούdna

5 ΑντιγραφήπλασμιδιακούDNA Αντιγραφήτύπου«θ» Αντιγραφήεκτόπισηςαλυσίδας(strand displacement) Αντιγραφήκυλιόμενουκύκλου(τύπου «σ»)

6 Αντιγραφή τύπου«θ»& «σ» θ Μία κατεύθυνση Δύο κατευθύνσεις σ Κυλιόμενου κύκλου

7 Αντιγραφήτύπου«θ» Αποκόλληση των πατρικών αλυσίδων(iterons). Iterons: παρόντα σε κάποια πλασμίδια, απαραίτητα για την πρόσδεση της πρωτεΐνης Rep και τον έλεγχο της αντιγραφής. Σύνθεση ενός μεγάλου εκκινητή RNA(primer RNA, prna). Έναρξη της σύνθεσης DNA με επιμήκυνση του prna. Στις περισσότερες περιπτώσεις απαιτείται πλασμιδιακή ρεπλικάση(πρωτεΐνη Rep). Χαρακτηριστική εξαίρεση το πλασμίδιο ColE1.

8 Περιοχές αντιγραφής τύπου«θ» σε χαρακτηριστικά πλασμίδια

9 Origin ColE1 Σύνθεσητηςαλυσίδας-οδηγού: πρόσδεση ενός μεγάλου εκκινητή RNA (RNAII) στο ori εκτομήτουυβριδίουrnaii-dnaαπότηνrnase H απελευθέρωση ενός ελεύθερου άκρου 3 OH στο RNAII σύνθεση της αλυσίδας-οδηγού Η αλληλεπίδραση RNAI-RNAII που προωθείται από την πρωτεΐνη Rom ελέγχει τη συχνότητα της αντιγραφής. Σύνθεση της συμπληρωματικής αλυσίδας: από την ειδική θέση στο πριμόσωμα που βρίσκεται ακολούθως προς την αρχή αντιγραφήςτηςαλυσίδαςοδηγού. RNAI RNAII Rom

10 ColE1 Σύνθεσητηςαλυσίδας-οδηγού: πρόσδεση ενός μεγάλου εκκινητή RNA (RNAII) στο ori εκτομή του υβριδίου RNAII- DNAαπότηνRNase H απελευθέρωση ενός ελεύθερου άκρου 3 OH στο RNAII σύνθεση της αλυσίδαςοδηγού

11 Αντιγραφήεκτόπισηςαλυσίδας Χαρακτηριστικό παράδειγμα το πλασμίδιο RSF1010. Περιέχει τρία γονίδια(repa, repb, repc) που κωδικoποιούν τις πρωτεΐνες RepA(ελικάση), RepB (πριμάση) καιrepc(έναρξηαντιγραφής) αντίστοιχα, απαραίτητεςγιατηναντιγραφήτου.

12 RSF1010. a: περιοχή πρόσδεσης των ρεπλικασών b: μηχανισμός αντιγραφής RSF1010 (repa, repb, repc) RepA(ελικάση) RepB(πριμάση) RepC (έναρξηαντιγραφής)

13 Αντιγραφήκυλιόμενουκύκλου Khan SA. Microbiol. Mol. Biol. Rev. (1997) 61:

14 Μοντέλο για την αντιγραφή κυλιόμενου κύκλου στα πλασμίδια ORI Nick Nick SSO SSO SSO DNA Pol III SSO RepC PcrA Helicase SSB ORI Nick ORI SSO SC DNA + Oligo Inactive RepC SSO SSO + SS DNA DNA Ligase DNA Gyrase RNA Pol DNA Pol I DNA Pol III SSO SC DNA

15 Λειτουργική οργάνωση πλασµιδίων που αντιγράφονται µε το µηχανισµό του κυλιόµενου κύκλου pt181 o r i c o p r e p t e t p r e s s o A pmv158 o r i c o p r e p t e t s s o U m o b s s o A pc194 o r i c o p r e p c a t s s o A psn2 o r i r e p s s o A

16 Ρεπλικάση RCR Ρεπλικάση RCR - tyr tyr OH - O 5 O- O = P -O - O 3 5 OH - O = P -O - O 3 DSO DSO

17 Action of replicase

18 SSO Αντιγραφή κυλιόμενου κύκλου DSO αλυσίδαπρόσδεση της πλασμιδιακής πρωτεΐνης Rep στοdso αλυσίδα+ Εκτομήτηςαλυσίδας+ απότηνπρωτεΐνηrep Νέα αλυσίδα+ συντιθέμενη από τις πρωτεΐνες του ξενιστή από τό άκρο 3 OH στοσημείοat nick site 3 OH Η εκτομή συμβαίνει με τρόπο ανάλογο της εκτομής στην αντιγραφή των τελομερών του ευθύγραμμου DNA του Borellia από την ResT.

19 Αντιγραφή κυλιόμενου κύκλου(συν.) Ολοκλήρωση της νέας αλυσίδας+ Απελευθέρωση της παλιάςαλυσίδας+ μέσω της δράσης της πρωτεΐνηςrep + Σύνθεση της νέας αλυσίδας- από το SSO από πρωτεΐνες του ξενιστή Ολοκλήρωση της νέας αλυσίδας-

20 Περιοχές αντιγραφής κυλιόμενου κύκλου dso σε χαρακτηριστικά πλασμίδια

21 Έναρξη της αντιγραφής της δεύτερης αλυσίδας από τη θέση ssoa

22 Περιοχές αντιγραφής κυλιόμενου κύκλου sso σε χαρακτηριστικά πλασμίδια

23 Στοίχιση περιοχών sso σε χαρακτηριστικά πλασμίδια RS B CS-6 pc cgcatttatgccgagaaaatttatt-gtgcgttgagaagaacccttaac-taaac-ttgcagacgaatg-tcggc-atagcgtgagc pox6 4 acgcatttatgccgagaaaatttatt-gtgcgttgagaagaacccttaac-taaac-ttgcagacgaatg-tcggc-atagcgtgagc ps gctttttatgccgagaaaatttatttata--ttgagaagtacccttaac-taaac-ttgcagacgaatg-tc-gc-atagcgagagpc gcatttatgccgagaaaatctatttg---tcgatgagag-cccttaa-ttagactaaaagcgccagcg-gtcag-atagcgtcagc pe cttttatgccgagaaaa-ctttttg---cgtgtgacag-tccttaaaatatacttagagcgtaagcgaaagta-gtagcgacagc pls actgatttatgccgtgaaa-gctatttgacaataagcagtg-acagagtacgctaggacgtgccgagccgaaaggctttagcgt---- RS B (C) pc194 TATtAagcCgacCatTcGacaAGtTtTgGGaTTgTTAA-GG-gttCcgaGgcTCAacgtcaAtAaagcagaAATTGGAATAAAga 2042 pox6 TATtAagcCgacCatTcGacaAGtTtTgGGaTTgTTAA-GG-gttCcgaGgcTCAacgtcaAtAaagc---AATTGGAATAAAgc 166 ps194 TATtAgccCgacCatTcGacaAGtTtTgGGtTTgTTAA-GG-gtaCagaGgcTCAatgtaaAtAaagc---AATTGGAATAAAgc 2982 pc221 TATcAattCgacCgaTgGac-AGcTtTaGGaTTaTTAA-GGagcgC--aGaaTCAtcggc-AaAtagagg-AATTGGAATAAAgc 793 pe194 TATtAa--CtttCggTtGcaaAGcTcTaGGaTTtTTAAtGGa-cgCagcGcaTCAcacgc-AaA--aaggaAATTGGAATAAAtg 794 pls ttcggacggaca--cggacaaaggacggcagtcactggttacttgttgtc-aaatagacca---tggaataaaaa 4233

24 Μοντέλο μηχανισμού για την έναρξη της αντιγραφής της δεύτερης αλυσίδας από τη θέση ssoa

25 Τέλος Ενότητας

26 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.

27 Σημειώματα

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

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

30 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]