کونژوگاسیون در مهندسی ژنتیک
موسی بهری
کانژوگاسیون (انتقال پذیری) پلاسمیدها
منابع:
میکروب شناسی زینسر
میکروب شناسی جاوتز
میکروب شناسی مورای
میکروب شناسی واکر
کلون سازی ژن ها و آنالیز دی ان ا
ژنوم ۳
دانلود فیلم
ù پلاسمیدها در دو گروه قرار دارند: کونژوگه و غیرکونژوگه
ù پلاسمیدهای انتقال پذیر با داشتن توانایی کانژوگاسیون ( انتقال= هم یوغی) جنسی بین سلول های باکتریایی مشخص می شوند.
ù کانژوگاسیون جنسی فرآیندی است که موجب گسترش یک پلاسمید انتقال پذیر از یک سلول به سلول های دیگر در یک کشت باکتریایی می شود.
ù کانژوگاسیون و انتقال یک پلاسمید توسط یک سری از ژن های انتقال (Transfer) یا ژن های tra کنترل می شود که روی یک پلاسمید انتقال پذیر وجود دارد، ولی در انواع غیرقابل انتقال وجود ندارند.
ù یک پلاسمید غیرقابل انتقال (غیرکونژوگه ای) ممکن است در شرایطی که همزمان، همراه با یک پلاسمید انتقال پذیر در یک سلول وجود داشته باشد، همراه با آن انقال پیدا کند.
فاکتور R
پلاسمیدهای مربوط به مقاومت باکتری ها در برابر داروها هستند.
انواع فاکتورهای R
l فاکتورهای R کونژوگاتیو ( انتقال پذیر)
فاکتورهای R که قادر به انتقال بین باکتری ها از طریق کونژوگاسیون هستند.
l فاکتورهای R غیرکونژوگاتیو
فاکتورهای R که از طریق ترانسفورماسیون یا ترانس داکسیون منتقل می شوند.
l مقاومت چند دارویی
تقریباً همیشه ناشی از حضور پلاسمیدهای مقاومت داروئی یا فاکتورهای R است که یکی از مشکلات عمده عفونت های بیمارستانی می باشد.
l پلاسمید R به سرعت در شرایط برخورد با آنتی بیوتیک ظاهر می شود. تقریباً هر داروئی که مورد استفاده قرار گیرد توسط پلاسمید R ( فاکتور R) می تواند غیرفعال شود.
پلاسمید R شامل دو ناحیه است:
l ناحیه شاخص r (r- determinant)
این ناحیه حاوی ژن های مقاومت داروئی است.
l ناحیه فاکتور انتقال مقاومت (RTF) یا فاکتور باروری ( فاکتور F)
ù حاوی ژن های شرکت کننده در انتقال کونژوگه ای ( ژن های tra) است و توسط ترانسپوزیسیونی که در ژن های مقاومت داروئی اتفاق افتاده است کسب شده اند.
ù اتصال شاخص r به RTF از طریق توالی های الحاقی (IS) می باشد.
ù فاکتور RTF، فاکتور الحاق به فاکتور F کونژوگاسیون است.
ù OriT درRTF است.
ù پلاسمید R1 یک فاکتور R شاخص است که در ابتدا حاوی یک فاکتور F و Tn4 است، Tn4 حاوی ژن های مقاومت به استرپتومایسین و سولفانامید ها است. Tn4 با اضافه شدن Tn3 تغییر می کند. Tn3 حاوی ژن های مقاومت به آمپی سیلین است. در انتهای این ژن ها، سه ژن غیر ترانسپوزونی مقاومت به کلرامفنیکل و کانامایسین و نئومایسین قرار دارند. هر باکتری دریافت کننده این پلاسمید به داروهای نام برده شده مقاومت خواهند داشت.
ù در باکتری های گرم منفی، فاکتورهای R از طریق کونژوگاسیون بین باکتری های با ارتباط دور از هم انتقال می یابند.
ù در استافیلوکک ها، فاکتور R به طور ترجیحی به جای انتقال از طریق کونژوگاسیون، از طریق ترانس داکسیون انتقال می یابند.
باکتری های گرم مثبت حاوی پلاسمیدهای انتقال پذیر عبارتند از:
l باسیلوس ها
l کلستریدیوم ها
l استرپتوکک ها
l استرپتومایسس ها
سازگاری پلاسمیدها compatibility
m پلاسمیدهای سازگار
دو پلاسمیدی سازگار هستند که بتوانند به طور همزمان در یک سلول معین باکتری حضور داشته باشند. این پلاسمیدها معمولاً هیچ ارتباطی با هم ندارند.
m پلاسمیدهای ناسازگار
ù دو پلاسمیدی که به طور همزمان نمی توانند در یک باکتری حضور داشته باشند. ناسازگاری معمولاً در ارتباط با تنوع در یک پلاسمید معین و اغلب در پلاسمیدهای در ارتباط نزدیک با هم می باشد.
ù ناسازگاری ماحصل همانندسازی و جدا شدن پلاسمیدها است.
ù پلاسمید F یکی از اعضای گروه ناسازگاری FI است.
گروه بندی پلاسمیدها
l پلاسمیدهای باروری یا F (Fertility or F plasmids )
که فقط ژن های tra را حمل می کنند و هیچ ویژگی دیگری علاوه بر توانایی انتقال پذیری پلاسمیدها را ندارند. (مثال: پلاسمید F در E.coli)
l پلاسمیدهای مقاومت یا R (Resistance or R plasmids )
ù ژن هایی را حمل می کنند که باکتری میزبان را در مقابل یک یا چند عامل ضدباکتریایی مثل کلرامفنیکل، آمپی سیلین، جیوه مقاوم می نمایند.
ù پلاسمیدهای Rدر میکروبیولوژی بالینی اهمیت زیادی دارند، زیرا گسترش آن ها در میان جمعیت های طبیعی باکتری ها می تواند عواقب خطرناکی در درمان عفونت های باکتریایی داشته باشد. از جملة این پلاسمیدها می توان به RP4 اشاره کرد که به طور معمول در سودوموناس یافت می شوند، اما در بسیاری از باکتری های دیگر نیز وجود دارد.
l پلاسمیدهای Col (Col plasmids )
ù کلی سین ها را کد می کنند.
ù کلی سین ها، پروتئین هایی هستند که باکتری های دیگر را می کشند.
ù از این پلاسمیدها می توان ColE1 را در E.coli نام برد.
l پلاسمیدهای تجزیه کننده (Degradative plasmids )
ù توانایی تجزیه مولکول های غیر معمولی مثل تولوئن و اسیدسالیسیلیک را به باکتری میزبان می دهد.
ù پلاسمید TOL در سودوموناس پوتیدا، مثال خوبی است.
l پلاسمیدهای ویرولانس (بیماری زا) (Virulence plasmids)
قدرت بیماری زایی را به باکتری میزبان می دهند.
مانند پلاسمید Ti اگروباکتریوم تومه فاشینس که بیماری گال (crown gall)را در گیاهان دو لپه ای (dicotyledonous plants ) ایجاد می کند.
ادامه مطلب را باهم بخوانیم