Plasmidi. Plasmidi batterici, loro funzioni e proprietà. Utilizzo dei plasmidi nell'ingegneria genetica

Plasmidi- strutture genetiche mobili extracromosomiche dei batteri, che sono anelli chiusi di DNA a doppio filamento. I plasmidi sono in grado di copiare (replicarsi) autonomamente ed esistere nel citoplasma di una cellula, quindi possono esserci diverse copie di plasmidi in una cellula. I plasmidi possono essere inclusi (integrati) in un cromosoma e replicati insieme ad esso. Distinguere trasmissione E non trasmissibile plasmidi. I plasmidi trasmissibili (coniugativi) possono essere trasferiti da un batterio a un altro.

Tra i tratti fenotipici riportati cellula batterica plasmidi, si possono distinguere i seguenti:

1) resistenza agli antibiotici;

2) formazione di colicine;

3) produzione di fattori di patogenicità;

4) la capacità di sintetizzare sostanze antibiotiche;

5) decomposizione di sostanze organiche complesse;

6) formazione di enzimi di restrizione e modificazione.

Il termine “plasmidi” fu introdotto per la prima volta dallo scienziato americano J. Lederberg (1952) per riferirsi al fattore sessuale dei batteri. I plasmidi trasportano geni che non sono necessari per la cellula ospite e conferiscono ai batteri proprietà aggiuntive che, in determinate condizioni, ambiente forniscono i loro vantaggi temporanei rispetto ai batteri privi di plasmidi.

Alcuni plasmidi sono sotto controllo rigoroso. Ciò significa che la loro replicazione è accoppiata con la replicazione del cromosoma in modo che in ogni cellula batterica ce n'è uno o, a seconda almeno, diverse copie di plasmidi.

Il numero di copie di plasmidi sotto controllo debole possono arrivare da 10 a 200 per cellula batterica.

Per caratterizzare i repliconi plasmidici, essi sono solitamente divisi in gruppi di compatibilità. Incompatibilità plasmidi è associato all'incapacità di due plasmidi di persistere stabilmente nella stessa cellula batterica. Alcuni plasmidi possono integrarsi in modo reversibile nel cromosoma batterico e funzionare come un singolo replicone. Tali plasmidi sono chiamati integrativo O episodi .

Nei batteri vari tipi scoperto R-plasmidi, portatori di geni responsabili della resistenza multipla medicinali- antibiotici, sulfamidici, ecc., Plasmidi F, o il fattore sessuale dei batteri, che determina la loro capacità di coniugarsi e formare pili sessuali, Plasmidi Ent, determinare la produzione di enterotossine.

I plasmidi possono determinare la virulenza dei batteri, ad esempio i patogeni della peste e del tetano, la capacità dei batteri del suolo di utilizzare fonti di carbonio insolite, controllare la sintesi di sostanze proteiche simili agli antibiotici - batteriocine, determinate dai plasmidi batteriocinogenici, ecc. L'esistenza di molti altri plasmidi nei microrganismi suggeriscono che strutture simili siano ampiamente comuni in un'ampia varietà di microrganismi.

I plasmidi sono soggetti a ricombinazione, mutazione e possono essere eliminati (rimossi) dai batteri, il che, tuttavia, non influisce sulle loro proprietà di base. I plasmidi rappresentano un modello conveniente per esperimenti sulla ricostruzione artificiale di materiale genetico e sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria genetica per ottenere ceppi ricombinanti. A causa della rapida autocopiatura e della possibilità di trasferimento coniugativo di plasmidi all'interno di una specie, tra specie o addirittura generi, i plasmidi giocano ruolo importante nell’evoluzione dei batteri.

Reazione di agglutinazione.

Reazione di agglutinazione- una semplice reazione in cui gli anticorpi legano antigeni corpuscolari (batteri, eritrociti o altre cellule, particelle insolubili con antigeni adsorbiti su di essi, nonché aggregati macromolecolari). Si verifica in presenza di elettroliti, ad esempio, quando viene aggiunta una soluzione isotonica di cloruro di sodio.

Fare domanda a varie opzioni reazioni di agglutinazione: estese, indicative, indirette, ecc. La reazione di agglutinazione si manifesta con la formazione di scaglie o sedimenti (cellule “incollate” con anticorpi aventi due o più centri di legame con l'antigene - Fig. 13.1). RA è utilizzato per:

1) determinazioni anticorpali nel siero sanguigno di pazienti, ad esempio, con brucellosi (reazioni di Wright, Heddelson), tifo e febbre paratifo (reazione Vidal) e altri malattie infettive;

2) determinazione dell'agente patogeno, isolato da un paziente;

3) determinazione dei gruppi sanguigni utilizzando anticorpi monoclonali contro gli allo-antigeni eritrocitari.

Per determinare gli anticorpi in un paziente eseguire una reazione di agglutinazione dettagliata: Diagnosticum (una sospensione di microbi uccisi) viene aggiunto alle diluizioni del siero del sangue del paziente e, dopo diverse ore di incubazione a 37 °C, si nota la diluizione del siero (titolo del siero) più alta alla quale si è verificata l'agglutinazione, cioè si è formato un precipitato formato.

La natura e la velocità dell'agglutinazione dipendono dal tipo di antigene e di anticorpi. Un esempio sono le peculiarità dell'interazione dei diagnostici (antigeni O e H) con anticorpi specifici. La reazione di agglutinazione con O-diagnosticum (batteri uccisi dal calore, che conservano l'antigene O termostabile) avviene sotto forma di agglutinazione a grana fine. La reazione di agglutinazione con H-diagnosticum (batteri uccisi dalla formaldeide, che conservano l'antigene H flagellare termolabile) è grossolana e procede più velocemente.

Se è necessario determinare l'agente patogeno isolato dal paziente, inserire reazione di agglutinazione indicativa, utilizzando anticorpi diagnostici (siero agglutinante), cioè viene effettuata la sierotipizzazione dell'agente patogeno. Una reazione indicativa viene effettuata su un vetrino. Una coltura pura dell'agente patogeno isolato dal paziente viene aggiunta ad una goccia di siero agglutinante diagnostico ad una diluizione di 1:10 o 1:20. Accanto viene posto un controllo: al posto del siero viene applicata una goccia di soluzione di cloruro di sodio. Quando appare in una goccia con siero e microbi sedimento flocculante Una reazione di agglutinazione dettagliata viene eseguita in provette con diluizioni crescenti di siero agglutinante, a cui vengono aggiunte 2-3 gocce di una sospensione dell'agente patogeno. L'agglutinazione viene presa in considerazione dalla quantità di sedimento e dal grado di limpidezza del liquido. La reazione è considerata positiva se si osserva agglutinazione in una diluizione vicina al titolo del siero diagnostico. Allo stesso tempo, vengono presi in considerazione i controlli: il siero diluito con una soluzione isotonica di cloruro di sodio deve essere trasparente, la sospensione dei microbi nella stessa soluzione deve essere uniformemente torbida, senza sedimenti.

Diversi batteri correlati possono essere agglutinati dallo stesso siero agglutinante diagnostico, il che rende difficile la loro identificazione. Pertanto, utilizzano sieri agglutinanti adsorbiti, dai quali gli anticorpi che reagiscono in modo crociato sono stati rimossi mediante adsorbimento da parte dei batteri correlati. Tali sieri trattengono anticorpi specifici solo per un dato batterio.

Plasmidi- strutture genetiche mobili extracromosomiche dei batteri, che sono anelli chiusi di DNA a doppio filamento. In termini di dimensioni costituiscono lo 0,1-5% del DNA di un cromosoma. I plasmidi sono in grado di copiare (replicarsi) autonomamente ed esistere nel citoplasma di una cellula, quindi possono esserci diverse copie di plasmidi in una cellula. I plasmidi possono essere inclusi (integrati) in un cromosoma e replicati insieme ad esso. Distinguere trasmissione E non trasmissibile plasmidi. I plasmidi trasmissibili (coniugativi) possono essere trasferiti da un batterio a un altro.

Tra le caratteristiche fenotipiche impartite alla cellula batterica dai plasmidi si possono distinguere le seguenti::

1) resistenza agli antibiotici;

2) formazione di colicine;

3) produzione di fattori di patogenicità;

4) la capacità di sintetizzare sostanze antibiotiche;

5) scissione del complesso materia organica;

6) formazione di enzimi di restrizione e modificazione.

Il termine “plasmidi” fu introdotto per la prima volta dallo scienziato americano J. Lederberg (1952) per riferirsi al fattore sessuale dei batteri. I plasmidi trasportano geni che non sono essenziali per la cellula ospite e conferiscono ai batteri proprietà aggiuntive che, in determinate condizioni ambientali, forniscono loro vantaggi temporanei rispetto ai batteri privi di plasmidi.

Alcuni plasmidi sono sotto controllo rigoroso. Ciò significa che la loro replicazione è accoppiata con la replicazione cromosomica in modo che ciascuna cellula batterica contenga una o almeno più copie di plasmidi.

Il numero di copie di plasmidi sotto controllo debole possono arrivare da 10 a 200 per cellula batterica.

Per caratterizzare i repliconi plasmidici, essi sono solitamente divisi in gruppi di compatibilità. Incompatibilità plasmidi è associato all'incapacità di due plasmidi di persistere stabilmente nella stessa cellula batterica. L'incompatibilità è caratteristica di quei plasmidi che hanno un'elevata somiglianza dei repliconi, il cui mantenimento nella cellula è regolato dallo stesso meccanismo.

Alcuni plasmidi possono integrarsi in modo reversibile nel cromosoma batterico e funzionare come un singolo replicone. Tali plasmidi sono chiamati integrativo O episodi .

Trovato in batteri di varie specie R-plasmidi, portatori di geni responsabili della resistenza multipla ai farmaci: antibiotici, sulfamidici, ecc., Plasmidi F, o il fattore sessuale dei batteri, che determina la loro capacità di coniugarsi e formare pili sessuali, Plasmidi Ent, determinare la produzione di enterotossine.

I plasmidi possono determinare la virulenza dei batteri, ad esempio i patogeni della peste e del tetano, la capacità dei batteri del suolo di utilizzare fonti di carbonio insolite, controllare la sintesi di sostanze proteiche simili agli antibiotici - batteriocine, determinate dai plasmidi batteriocinogenici, ecc. L'esistenza di molti altri plasmidi nei microrganismi suggeriscono che strutture simili siano ampiamente comuni in un'ampia varietà di microrganismi.

I plasmidi sono soggetti a ricombinazione, mutazione e possono essere eliminati (rimossi) dai batteri, il che, tuttavia, non influisce sulle loro proprietà di base. I plasmidi sono un modello conveniente per esperimenti di ricostruzione artificiale materiale genetico, sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria genetica per ottenere ceppi ricombinanti. A causa della loro rapida autocopiatura e della possibilità di trasferimento coniugativo di plasmidi all'interno di una specie, tra specie o addirittura generi, i plasmidi svolgono un ruolo importante nell'evoluzione dei batteri.



№ 28 Plasmidi batterici, loro funzioni e proprietà. Utilizzo dei plasmidi in Ingegneria genetica.
Plasmidi- strutture genetiche mobili extracromosomiche dei batteri, che sono anelli chiusi di DNA a doppio filamento. In termini di dimensioni costituiscono lo 0,1-5% del DNA di un cromosoma. I plasmidi sono in grado di copiare (replicarsi) autonomamente ed esistere nel citoplasma di una cellula, quindi possono esserci diverse copie di plasmidi in una cellula. I plasmidi possono essere inclusi (integrati) in un cromosoma e replicati insieme ad esso. Distinguere trasmissioneE non trasmissibile plasmidi. I plasmidi trasmissibili (coniugativi) possono essere trasferiti da un batterio a un altro.
Tra le caratteristiche fenotipiche impartite alla cellula batterica dai plasmidi si possono distinguere le seguenti::
1) resistenza agli antibiotici;
2) formazione di colicine;
3) produzione di fattori di patogenicità;
4) la capacità di sintetizzare sostanze antibiotiche;
5) decomposizione di sostanze organiche complesse;
6) formazione di enzimi di restrizione e modificazione.
Il termine “plasmidi” fu introdotto per la prima volta dallo scienziato americano J. Lederberg (1952) per riferirsi al fattore sessuale dei batteri. I plasmidi trasportano geni che non sono essenziali per la cellula ospite e conferiscono ai batteri proprietà aggiuntive che, in determinate condizioni ambientali, forniscono loro vantaggi temporanei rispetto ai batteri privi di plasmidi.
Alcuni plasmidisono sotto controllo rigoroso. Ciò significa che la loro replicazione è accoppiata con la replicazione del cromosoma in modo che ciascuna cellula batterica contenga una o almeno più copie di plasmidi.
Il numero di copie di plasmidi sotto controllo debole possono arrivare da 10 a 200 per cellula batterica.
Per caratterizzare i repliconi plasmidici, essi sono solitamente divisi in gruppi di compatibilità. Incompatibilità plasmidi è associato all'incapacità di due plasmidi di persistere stabilmente nella stessa cellula batterica. L'incompatibilità è caratteristica di quei plasmidi che hanno un'elevata somiglianza dei repliconi, il cui mantenimento nella cellula è regolato dallo stesso meccanismo.
Alcuni plasmidi possono integrarsi in modo reversibile nel cromosoma batterico e funzionare come un singolo replicone. Tali plasmidi sono chiamati integrativoO episodi .
Trovato in batteri di varie specieR-plasmidi, portatori di geni responsabili della resistenza multipla ai farmaci: antibiotici, sulfamidici, ecc.,Plasmidi F, o il fattore sessuale dei batteri, che determina la loro capacità di coniugarsi e formare pili sessuali,Plasmidi Ent, determinare la produzione di enterotossine.
I plasmidi possono determinare la virulenza dei batteri, ad esempio i patogeni della peste e del tetano, la capacità dei batteri del suolo di utilizzare fonti di carbonio insolite, controllare la sintesi di sostanze proteiche simili agli antibiotici - batteriocine, determinate dai plasmidi batteriocinogenici, ecc. L'esistenza di molti altri plasmidi nei microrganismi suggeriscono che strutture simili siano ampiamente comuni in un'ampia varietà di microrganismi.
I plasmidi sono soggetti a ricombinazione, mutazione e possono essere eliminati (rimossi) dai batteri, il che, tuttavia, non influisce sulle loro proprietà di base. I plasmidi rappresentano un modello conveniente per esperimenti sulla ricostruzione artificiale di materiale genetico e sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria genetica per ottenere ceppi ricombinanti. A causa della loro rapida autocopiatura e della possibilità di trasferimento coniugativo di plasmidi all'interno di una specie, tra specie o addirittura generi, i plasmidi svolgono un ruolo importante nell'evoluzione dei batteri.

Plasmidi batterici. Definizione del concetto. Classi di plasmidi. Caratteristiche dei plasmidi R, loro significato, distribuzione tra i batteri.

I plasmidi trasportano geni che non sono necessari per la cellula ospite e conferiscono ai batteri proprietà aggiuntive che, in determinate condizioni ambientali, forniscono loro vantaggi temporanei rispetto ai batteri privi di plasmidi.

Alcuni plasmidi sono sotto stretto controllo. Ciò significa che la loro replicazione è accoppiata con la replicazione del cromosoma in modo che ciascuna cellula batterica contenga una o almeno più copie di plasmidi.

Trovato in batteri di varie specie R-plasmidi, che trasportano geni responsabili della resistenza multipla ai farmaci: antibiotici, sulfamidici, ecc., Plasmidi F, o il fattore sessuale dei batteri, che determina la loro capacità di coniugarsi e formare pili sessuali, Plasmidi Ent, determinando la produzione di enterotossina.

I plasmidi possono determinare la virulenza dei batteri, ad esempio gli agenti patogeni della peste, del tetano, la capacità dei batteri del suolo di utilizzare fonti di carbonio insolite, controllare la sintesi di sostanze proteiche simili agli antibiotici - batteriocine, determinate dai plasmidi batteriocinogenici, ecc. L'esistenza di molti altri plasmidi nei microrganismi suggeriscono che strutture simili siano diffuse in un'ampia varietà di microrganismi.

Classificazione dei plasmidi in base alle proprietà che impartiscono ai loro trasportatori

1) Plasmidi F: funzioni del donatore

2) Plasmidi R: resistenza ai farmaci

3) Col-plasmidi - sintesi delle colicine

4) Plasmidi Ent - sintesi di enterotossine

5) Hlu-plasmidi - Sintesi delle emolisine

6) Plasmidi biodegradabili - distruzione di vari composti organici e inorganici, incl. contenente metalli pesanti

7) Plasmidi criptici - sconosciuti

Resistenza ai farmaci dei microbi. Basi genetiche e biochimiche della resistenza batterica agli antibiotici. Plasmidi R coniugativi e non coniugativi, loro principali proprietà, meccanismi di trasmissione e significato.

Basi biochimiche sostenibilità. Inattivazione del farmaco da parte degli enzimi batterici. Alcuni batteri sono in grado di produrre enzimi speciali che rendono inattivi i farmaci (ad esempio beta-lattamasi, enzimi che modificano gli aminoglicosidi, cloramfenicolo acetiltransferasi). Le beta-lattamasi sono enzimi che distruggono l'anello beta-lattamico per formare composti inattivi. I geni che codificano per questi enzimi sono molto diffusi tra i batteri e possono essere trovati sia come parte di un cromosoma che come parte di un plasmide.

Per combattere l'effetto inattivante delle beta-lattamasi vengono utilizzate sostanze inibitorie (ad esempio acido clavulanico, sulbactam, tazobactam). Queste sostanze contengono un anello beta-lattamico e sono in grado di legarsi alle beta-lattamasi, prevenendo il loro effetto distruttivo sui beta-lattamici. Allo stesso tempo, possiedi attività antibatterica di tali inibitori è basso. L'acido clavulanico inibisce la maggior parte delle beta-lattamasi conosciute. È combinato con penicilline: amoxicillina, ticarcillina, piperacillina.

È quasi impossibile prevenire lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nei batteri, ma è estremamente importante utilizzare i farmaci antimicrobici in modo tale da non contribuire allo sviluppo e alla diffusione della resistenza (in particolare, utilizzare gli antibiotici rigorosamente secondo le indicazioni, evitare il loro utilizzo a scopo profilattico, modificare la terapia antibiotica dopo 10-15 giorni farmacologici, se possibile, utilizzare farmaci a spettro ristretto, limitare l'uso degli antibiotici in medicina veterinaria e non utilizzarli come fattore di crescita).

Basi genetiche della resistenza acquisita. La resistenza agli antibiotici è determinata e mantenuta da geni di resistenza (geni r) e da condizioni che ne promuovono la diffusione nelle popolazioni microbiche. La resistenza acquisita ai farmaci può insorgere e diffondersi attraverso una popolazione batterica come risultato di:

‣‣‣ mutazioni nel cromosoma di una cellula batterica seguite dalla selezione (cioè selezione) dei mutanti.

‣‣‣ trasferimento di plasmidi di resistenza trasmissibili (plasmidi R).

‣‣‣ trasferimento di trasposoni che trasportano i geni r

Distinguere plasmidi trasmissibili e non trasmissibili. I plasmidi trasmissibili (coniugativi) possono essere trasferiti da un batterio a un altro.

Esistono diversi meccanismi genetici per il trasferimento di plasmidi tra cellule batteriche:

a) mediante trasformazione;

b) utilizzando fagi trasduttori;

c) mediante mobilizzazione per trasferimento utilizzando plasmidi coniugativi;

d) utilizzando un meccanismo di auto-trasferimento, controllato dal sistema geni uniti nell'operone tga.

In condizioni ampia applicazione si verificano antibiotici e altri farmaci chemioterapici selezione naturale quei ceppi batteri patogeni, che sono portatori di plasmidi R. Tra loro si formano nuovi cloni epidemici di batteri patogeni. Attualmente svolgono un ruolo di primo piano nell’epidemiologia delle malattie infettive e dalla loro diffusione dipende in gran parte l’efficacia degli antibiotici e della chemioterapia e, in ultima analisi, la salute e la vita delle persone.

INSEGNAMENTI SULL'INFEZIONE

Plasmidi batterici. Definizione del concetto. Classi di plasmidi. Caratteristiche dei plasmidi R, loro significato, distribuzione tra i batteri. - concetto e tipologie. Classificazione e caratteristiche della categoria "Plasmidi batterici. Definizione del concetto. Classi di plasmidi. Caratteristiche dei plasmidi R, loro significato, distribuzione tra i batteri". 2017, 2018.

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Plasmidi- strutture genetiche mobili extracromosomiche dei batteri, che sono anelli chiusi di DNA a doppio filamento. Le dimensioni sono

0,1-5% del DNA cromosomico. I plasmidi sono in grado di copiare (replicarsi) autonomamente ed esistere nel citoplasma di una cellula, quindi possono esserci diverse copie di plasmidi in una cellula. I plasmidi possono essere inclusi (integrati) in un cromosoma e replicati insieme ad esso. Distinguere trasmissione E non trasmissibile plasmidi. I plasmidi trasmissibili (coniugativi) possono essere trasferiti da un batterio a un altro.

Tra le caratteristiche fenotipiche impartite alla cellula batterica dai plasmidi si possono distinguere le seguenti::

1) resistenza agli antibiotici;

2) formazione di colicine;

3) produzione di fattori di patogenicità;

4) la capacità di sintetizzare sostanze antibiotiche;

5) decomposizione di sostanze organiche complesse;

6) formazione di enzimi di restrizione e modificazione.

Il termine “plasmidi” fu introdotto per la prima volta dallo scienziato americano J. Lederberg (1952) per riferirsi al fattore sessuale dei batteri. I plasmidi trasportano geni che non sono essenziali per la cellula ospite e conferiscono ai batteri proprietà aggiuntive che, in determinate condizioni ambientali, forniscono loro vantaggi temporanei rispetto ai batteri privi di plasmidi.

Alcuni plasmidi sono sotto controllo rigoroso. Ciò significa che la loro replicazione è accoppiata con la replicazione del cromosoma in modo che ciascuna cellula batterica contenga una o almeno più copie di plasmidi.

Il numero di copie di plasmidi sotto controllo debole possono arrivare da 10 a 200 per cellula batterica.

Per caratterizzare i repliconi plasmidici, essi sono solitamente divisi in gruppi di compatibilità. Incompatibilità plasmidi è associato all'incapacità di due plasmidi di persistere stabilmente nella stessa cellula batterica. L'incompatibilità è caratteristica di quei plasmidi che hanno un'elevata somiglianza dei repliconi, il cui mantenimento nella cellula è regolato dallo stesso meccanismo.

Alcuni plasmidi possono integrarsi in modo reversibile nel cromosoma batterico e funzionare come un singolo replicone. Tali plasmidi sono chiamati integrativo O episodi .

Trovato in batteri di varie specie R-plasmidi, portatori di geni responsabili della resistenza multipla ai farmaci: antibiotici, sulfamidici, ecc., Plasmidi F, o il fattore sessuale dei batteri, che determina la loro capacità di coniugarsi e formare pili sessuali, Plasmidi Ent, determinare la produzione di enterotossine.

I plasmidi possono determinare la virulenza dei batteri, ad esempio i patogeni della peste e del tetano, la capacità dei batteri del suolo di utilizzare fonti di carbonio insolite, controllare la sintesi di sostanze proteiche simili agli antibiotici - batteriocine, determinate dai plasmidi batteriocinogenici, ecc. L'esistenza di molti altri plasmidi nei microrganismi suggeriscono che strutture simili siano ampiamente comuni in un'ampia varietà di microrganismi.

I plasmidi sono soggetti a ricombinazione, mutazione e possono essere eliminati (rimossi) dai batteri, il che, tuttavia, non influisce sulle loro proprietà di base. I plasmidi rappresentano un modello conveniente per esperimenti sulla ricostruzione artificiale di materiale genetico e sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria genetica per ottenere ceppi ricombinanti. A causa della loro rapida autocopiatura e della possibilità di trasferimento coniugativo di plasmidi all'interno di una specie, tra specie o addirittura generi, i plasmidi svolgono un ruolo importante nell'evoluzione dei batteri.