Генная устойчивости к антибиотикам

Рис. 25.8. Плазмидный вектор, содержащий ген устойчивости к антибиотику ампициллину. Благодаря присутствию такого гена мы имеем возможность на среде с ампициллином отбирать клетки, несущие плазмиду. Клетки, не содержащие плазмиду, на такой среде погибают.

Обычно при введении чужеродного гена в растение одновременно вводится и селективный маркерный ген. Хотя до сих пор не было никаких указаний на то, что какой-либо из этих генов оказывает неблагоприятное воздействие на человека, животных или окружающую среду, последствия, к которым в принципе может привести включение в растения селективных маркерных генов, вызвали беспокойство общественности. Например, продукты некоторьгх маркерных генов могут оказаться аллергенами или токсичными веществами, а гены устойчивости к антибиотикам могут попасть в патогенные почвенные микроорганизмы. Кроме того, присутствие селективных маркеров технически затрудняет трансформацию трансгенных растений дополнительными генами, поскольку один селективный маркер не может использоваться дважды. Чтобы успокоить общественность, были разработаны методы получения трансгенных растений без ка-ких-либо маркерных генов. [c.386]

Каково происхождение факторов устойчивости к антибиотикам Почему в природе так широко распространены гены, обеспечивающие инактивацию столь необычных молекул, как антибиотики Возможно, это объясняется тем, что гены устойчивости к антибиотикам в обычной ситуации выполняют какие-то нормальные биосинтетические функции, но наличие в среде антибиотиков приводит к отбору мутантов, гены которых способны обеспечивать их инактивацию. Тем не менее до конца не ясно, почему факторы, обеспечивающие устойчивость к лекарственным препаратам, появляются так часто именно в популяции, обработанной антибиотиком. Частичным решением проблемы устойчивости послужило создание полусинтетических модификаций антибиотиков, встречающихся в природе. Поскольку К-факторы переносят гены, ответственные за синтез ферментов, изменяющих специфические участки антибиотика, иногда удается химически изменить эти участки таким образом, чтобы они больше не участвовали в ферментативной реакции, индуцируемой К-фактором. [c.258]

В результате Т. клетка-реципиент может приобрести и устойчиво передавать своим потомкам признак, ранее у нее отсутствующий, но имеющийся у клетки донора (напр., ген устойчивости к антибиотикам). [c.625]

Какова функциональная роль плазмид и мобильных элементов бактерий Ниже будет рассмотрена существенная роль этих структур в эволюции бактерий, но эволюционные, т. е. отдаленные, преимущества вряд ли могут объяснить поддержание в бактериальных клетках мобильных элементов и плазмид в тех случаях, когда они не приносят непосредственных селективных выгод. Так, например, если считать, что в клетке поддерживается только функционально необходимый генетический материал, непонятно, почему плазмиды, несущие гены устойчивости к антибиотикам, встречаются не только в клинике, где эти антибиотики применяют, но и в других местах обитания, лишенных подобного селективного давления. Совсем непонятно, почему существуют плазмиды, вообще не приносящие никаких непосредственных преимуществ содержащим их клеткам, и IS-элементы. [c.122]

Рестрикция ферментом, расщепляющим плазмиду на участке одного из генов устойчивости к антибиотику [c.103]

Отбор клеток, несущих вектор, сконструированный для данной генно-инженерной процедуры. Для облегчения отбора в вектор предварительно вводятся генетические маркеры, например гены устойчивости к антибиотикам. При высеве на среде с соответствующим антибиотиком данная бактериальная популяция будет нечувствительна к нему [c.501]

Одна из главных проблем безопасности связана с векторами, которые используются для трансформации клеток растений. Они содержат гены устойчивости к антибиотикам, чаще всего к канамицину. Эти гены оказываются в геноме трансформированного растения вместе с нужным геном (рис. 25.1). Трансгенные томаты содержат именно такой ген. Беспокойство вызывает тот факт, что после того, как томат съеден, ген устойчивости к канамицину может попасть в геном бактерии Е. соИ, обитающей в кишечнике человека. Поскольку бактерии выводятся из ор- [c.240]

Успехи в исследовании генетической организации бактерий усугубили конфликт. Бактерии, посредством плазмид, довольно охотно обмениваются уже имеющимися генами. Это придает им способность быстро меняться. Взять, например, гены устойчивости к антибиотикам. Эти гены вовсе не возникают вновь и вновь у каждой бактерии, которая привыкает к данному антибиотику, как думали когда-то, а попадают к ней в готовом виде извне вместе с плазмидой. По-видимому, вообще источником этих генов, в конечном счете, являются сами продуценты антибиотиков, которые с самого начала должны были их иметь, чтобы защищать себя от своих же ядов. [c.77]

Плазмиды. У значительного количества микроорганизмов обнаружены плазмиды вдобавок к основной хромосоме (рис. 17). Это кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК, которые могут существовать и реплицироваться как независимо от бактериальной хромосомы, так и быть интегрированными в нее. Плазмиды не являются обязательным для клетки элементом, хотя могут давать определенные преимущества. Известно, что плазмиды могут нести гены устойчивости к антибиотикам, тяжелым металлам, различ- [c.28]

Ген устойчивости к антибиотику (см. текст) [c.218]

Транспозонами (Тп-элементами) называют сегменты ДНК, обладающие теми же свойствами, что и IS-эле.менты, но содержащие кроме того, гены, не и.меющие непосредственного отношения к транспозиции. Транспозоны могут нести гены устойчивости к антибиотикам, гены токсинов или гены дополнительных фер.ментов клеточного метаболизма. В общем, для транспозонов характерны те же гены, которые встречают в плазмидах. Более того, нередко присутствие в составе плазмиды того или иного гена обусловлено наличием в последовательности плазмидной ДНК соответствующего транспо-зона (см. раздел 3 этой главы). Транспозон может быть устроен так же, как IS-элемент, но с дополнительным геном. Однако важно отметить, что часто два IS-элемента, оказавшиеся поблизости друг от друга, способны перемещаться вместе, одновременно перенося заключенный между ними сегмент ДНК- Таким образом, два расположенных рядом lS-эле.мента могут образовать транспозон. Транс- [c.113]

В 1996 г. Европейский Союз дал разрешение на ввоз из США генетически модифицированной кукурузы. Кукуруза содержит бактериальный ген, повышающий ее устойчивость к вредителям и болезням, а кроме того, ген устойчивости к антибиотику ампициллину. Защитники природы выступают против внедрения такой кукурузы и угрожают акциями протеста. [c.240]

Итак, прежде чем оценить риск неконтролируемого переноса гена (трансгена) из растения в бактерии, следует уяснить роль ГПГ в передаче наследственной информации между самими бактериями, обратив особое внимание на перенос болезнетворных генов и генов устойчивости к антибиотикам. [c.82]

К счастью, правильно спланировав эксперимент, можно минимизировать влияние метаболической перегрузки, оптимизировать выход рекомбинантного белка и повысить стабильность трансформированных хозяйских клеток. Например, нагрузку можно снизить, если использовать малокопийные плазмидные векторы. А еще лучше вообще отказаться от векторов и встроить чужеродную ДНК в хромосомную ДНК организма-хозяина. В этом случае не нужно заботиться об обеспечении стабильности плазмиды. Кроме того, клетке не приходится расходовать свои ресурсы на синтез ненужных продуктов, кодируемых маркерными генами устойчивости к антибиотикам. Синтез продуктов таких генов, входящих в состав плазмидных векторов наряду с генами-мишенями, является одной из основных причин метаболической перегрузки. Интеграция в хромосому особенно важна в тех случаях, когда используется сам рекомбинантный микроорганизм, а не синтезируемый им продукт. Уменьшению метаболической перегрузки помогает также применение сильных, но регулируемых промоторов. В таких случаях ферментацию проводят в две стадии. На первой из них, во время роста, промотор, контролирующий транскрипцию гена-мишени, выключен, а на второй, во время индукции, -включен. [c.128]

С другой стороны, многие бактерии обладают генами устойчивости к антибиотикам. Развитие у ряда болезнетворных бактерий устойчивости к нескольким видам антибиотиков большинство ученых связывают именно с ГПГ, при котором та или иная бактерия не только сохранила свой ген устойчивости, но и приобрела чужие . Чем шире применяют антибиотики в медицине, тем больше становится устойчивых к ним микробов. [c.83]

Распространенность в природе генов устойчивости к антибиотикам, с одной стороны, и частый ГПГ между разными бактериями при все более широком применении антибиотиков — с другой, порождают устойчивые к нескольким антибиотикам штаммы патогенных микробов. Злоупотребляя антибиотиками, мы создаем устойчивых к ним бактерий. Это заставляет искать все новые классы антибиотиков, отказываясь от прежних. Круг замыкается. [c.86]

И подобную чушь периодически тиражируют весьма уважаемые издания Говорят и об опасности применения растений с введенным селективным геном устойчивости к антибиотику канамицину. Дескать, поешь картошку с таким геном и станешь устойчивым к антибиотику. Даже студентам младших курсов биологических и медицинских вузов ясно, что это вздор, но как действует на обывателя Конечно же, о том, что устойчивость возникает из-за неправильного употребления, особенно устаревших и не рекомендованных к применению антибиотиков, предпочитают не говорить. [c.168]

Использование бактериальных плазмид в качестве векторов для клонирования. Клетки бактерий содержат хромосомную ДНК. Однако помимо хромосом бактерии содержат большое число небольших (1—25 т. н. п.) кольцевых молекул ДНК. Такие кольцевые молекулы называют плазмидами. Некоторые плазмиды имеют в своем составе гены устойчивости к антибиотикам, представленные большим числом копий. Высокая копийность плазмид обеспечивает клетке синтез большого количества ферментов, биохимически нейтрализующих антибиотики, что и обеспечивает устойчивость бактериальной клетки к последним. [c.37]

Данная система сочетает, с одной стороны, высокую избирательность С15-этапа, которая обеспечивает селективную упаковку последовательностей, несущих со5-сайты, с другой — очень сильный, но не обладающий -специфичностью отбор по генам устойчивости к антибиотикам. Такое сочетание дает возможность получить очень низкий фон. (Однако, как будет указано ниже, иногда по непонятной причине все же наблюдается слабый фон.) [c.80]

Например, можно отбирать бактериальные клетки, если они несут плазмиду с фактором устойчивости к антибиотику, выращивая их на среде, содержащей этот антибиотик. Нетрансформированные клетки без плазмид (и, следовательно, без гена устойчивости к антибиотику) просто не будут расти на такой среде. В последние годы разработано много специальных методов селекции, которые позволяют отби- [c.124]

Устойчивость к тяжелым металлам может быть конститутивным или индуцируемым признаком. У некоторых бактерий обнаруживаются высокоспецифические конститутивные механизмы устойчивости к солям тяжелых металлов. Гены, определяющие механизмы устойчивости, находятся иногда в хромосоме, но чаще в плазмидах, в 70% случаев они сцеплены с генами устойчивости к антибиотикам. [c.479]

Тп-элсмснты (сложные перемещающиеся элементы, или транспозоны) принципиально отличаются от IS-элементов только тем, что содержат дополнит, структурные гены, не имеющие отношения к ф-ции транспозиции. Известно много транспозонов, в состав к-рьк входят гены устойчивости к антибиотикам, тяжелым металлам и др. ядам. При этом одии и тот же транспозон иногда несет целый набор Детерминант резистентности (т. наз. V-детерминанты). Такие транспозоны наиб, широко распространены, т. к. представляют ценность для селекции бактерий. Существуют транспозоны, содержащие гены, к-рые кодируют токсины, а также свойственные данному организму ферменты. Как правило, Тп-элементы несут на концах целые или частично измененные IS-элементы, к-рые сообщают им способность перемещаться по геному и вызывать в нем те же изменения, что и своб. IS-элементы. При этом 2 концевые IS-подобные терминальные последовательности в зависимости от типа транспозона могут иметь прямую или инвертир. последовательность нуклеотидов. Разные транспозоны часто содержат одинаковые терминальные последовательности нуклеотидов. [c.79]

Вначале чужеродные гены вводили в ДНК хлоропластов в составе плазмидного вектора, несущего неселективную чужеродную ДНК и селективный маркер, например ген устойчивости к антибиотику, фланкированные специфическими последовательностями хлоропластной ДНК (рис. 17.7). Такая стратегия была весьма эффективной, однако нередко селективный маркер мешал экспрессии фланкирующих хлоропластных генов. Чтобы решить эту проблему, разработали стратегию, в которой селективный маркер и чужеродный ген не были физически связаны друг с другом. Для этого растения табака трансформировали смесью одинаковых количеств двух разных плазмид одна содержала селективный маркер (ген устойчивости к спектиномицину), фланкированный ДНК из одного участка хлоропластной ДНК, а вторая — чужеродный ген (ген устойчивости к канамицину), фланкированный последовательностями из другого участка [c.385]

Транспозоны (Transposones) Мобильные генетические элементы, несущие структурные гены, которые детерминируют функции, не связанные с самим процессом перемещения (например, гены устойчивости к антибиотикам). [c.562]

Наиболее простым способом отбора трансформированных клеток является введение в плазмиду вместо онкогенов тДНК генов устойчивости к антибиотикам. Однако попытки введения в вектор генов устойчивости к антибиотикам оказались безуспешными, так как они не экспрессировались в растительных клетках. [c.505]

Проблема была решена, когда удалось найти промотор гена нопалин-син-тазы и ввести его в Т.-плазмиду. Регуляторные системы гена — нопалин синтазы — способствовали экспрессии генов устойчивости к антибиотикам, и отбор трансформированных клеток оказался возможным на селективных средах, содержащих антибиотики. [c.505]

Оказалось, что вообще гены устойчивости к антибиотикам, то есть те гены, из-за которых осложнилась в последние годы борьба с бактериальными инфекциями, всегда располагаются в плазмидах. Способность свободно переходить из одной бактерии в другую приводит к тому, что плазмиды, нееухцие такие гены, очень быстро распространяются среди бактерий, как только начинается широкое применение того или иного антибиотика. Стафилококковая инфекция, ставшая буквально бичом хирургических клиник, обязана своей дьявольской стойкостью тоже плазмидам. [c.60]

Обычный метод клонирования ДНК основан на расщеплении плазмидной и встраиваемой ДНК одной и той же рестрик-тазой. При этом получаются молекулы с липкими концами, которые затем отжигают, получают кольцевую рекомбинантнук> молекулу и сшивают ДНК-лигазой фага Т4. В случае плазмиды pBR322 встраивание обычно осуществляют по генам устойчивости к антибиотикам, поскольку такие рекомбинантные молекулы легко распознать по их неспособности обеспечить, устойчивость. [c.317]

Бактерии несут разные гены устойчивости, которые ученые научились использовать в генной инженерии. Так, ген устойчивости к колорадскому жуку, который защищает ГМ-картофель от вредителя, выделен из бактерии Ba illus thuringiensis, живущей на листьях картофеля и в почве и абсолютно безвредной для человека, а ген устойчивости к антибиотику канамицину (используемый для отбора ГМ-растений) — из всем известной кишечной палочки. [c.82]

Впервые плазмида в качестве вектора была использована в 1973 г. в лаборатории П. Берга. Эксперименты проводились с небольшой ( 9 т. и. п.) плазмидой Е. соИ pS lOl, несущей ген устойчивости к антибиотику тетрациклину. Она содержала только один сайт рестрикции для E oR I. Под [c.37]

Экспланты инокулируют жидкой средой, содержащей агробактерию с векторной конструкцией. Время инокуляции подбирается для каждого вида растений индивидуально. При этом происходит заражение клеток раневой поверхности экспланта, и после 24—48 ч кокультивирования в некоторых клетках происходит встраивание в растительный геном фрагмента Т-ДНК с чужеродным (выбранным) геном. Далее экспланты переносят на среду с антибиотиком (карбенициллин или цефотаксим), что приводит к избирательной гибели клеток агробактерий. Кроме того, в среду добавляют соответствующие фитогормоны (для прямой регенерации или каллусообразования) и антибиотик/гербицид для проведения селективного отбора трансформированных клеток. Такие трансгенные растения, экспрессирующие ген устойчивости к антибиотику или к гербициду, будут расти на среде с добавлением селективного агента, в то время как нетрансгенные растения погибнут. Через 2—5 недель на трансформированном экспланте развиваются побеги, которые в дальнейшем отсаживают или переносят в почву для проведения дополнительного молекулярного анализа (рис. 2.4, а). [c.60]

Впервые транспозоны были обнаружены, когда оказалось, что некоторые гены устойчивости к антибиотикам связаны с инфекционными факторами устойчивости. Общая структура факторов устойчивости изображена на рис. 8.13, Б. При исследовании гетеродуплексной ДНК, образованной ДНК F-фактора, и фактора устойчивости обнаружена гомология по всей области tra-генов, что свидетельствует об эволюционном родстве этих структур. Последовательность ДНК, кодирующая устойчивость к тетрациклину, tet, обрамлена элементами IS 3 и встроена в область гомологии фактора устойчивости и F-фактора. В негомологичной области карты локализованы гены, кодирующие резистентность к ампициллину (атр), сульфонамиду (sul), стрептомицину (str), хлорамфе-николу (ст[) и канамицину (кап). Эти гены устойчивости порознь или группами обрамлены IS элементами или другими инвертированными повторами (указаны стрелками на рис. 8.13, Б). Отдельные гены устойчивости например, tet или атр, могут переноситься в другие эписомы или плазмиды, а также в хромосомы фагов и бактерий, почему и возник термин транспозон. [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология