Транспозоны антибиотикам

Рис. 8.13. А. Физическая карта F-фактора Е. oli, на которой изображена локализация генов, необходимых для передачи хромосомы, и IS-эле-менты, ответственные за интеграцию F-фак-тора в бактериальную хромосому. Б. Физическая карта фактора устойчивости, на которой указаны области гомологии с F-фактором и сайты устойчивости к некоторым антибиотикам, окаймленные IS-эле-ментами и образующие транспозоны. Обратите внимание на то, что транснозон ТпЗ, несущий ген атр, представляет собой часть более крупного транспозона Тп4.

Какие же гены оказываются полезными и входят в состав мобильных элементов Это не праздный вопрос, поскольку каждая бактериальная клетка хорошо приспособлена к своей среде обитания и не нуждается в генах, аналогичных тем, которые у нее уже есть и обеспечивают ее адаптацию к среде. С другой стороны, приспособление к совершенно новой среде обитания, по-видимому, требует относительно значительной перестройки генетического материала клетки, включающей, в частности, коадаптацию многих разных генов. Поэтому клетка может получить селективное преимущество за счет приобретения какого-либо гена (в составе транспозона) лишь в том случае, если этот ген сам по себе способен оказаться выгодным для бактерии в определенных условиях, т. е. именно такие гены выгодно иметь транспозонам в своем составе. Действительно, на транспозонах путешествуют гены устойчивости к различным бактериальным ядам, в том числе к тяжелым металлам и антибиотикам, гены дополнительных метаболических путей, позволяющие использовать, например, какой-нибудь необычный источник углерода, наконец гены некоторых токсинов, делающие бактерии патогенными и позволяющие им тем самым существенно изменить образ жизни. [c.124]

Мутации, вызываемые транспозонами. В генетике бактерий все большее значение приобретает метод получения мутаций с помопдью транс-позонов. Транспозоны (Тп) представляют собой короткие двойные цепи ДНК, которые состоят из более чем 2000 пар оснований и обычно обусловливают устойчивость к одному антибиотику, в исключительных случаях-к нескольким, Транспозоны способны перепрыгивать из одного участка генома в другой, в частности из бактериальной хромосомы в плазмиду и обратно таким образом, они могут включаться в различные участки генома (см. разд. 15.3,1), В случае внедрения транспозо-на в какой-либо структурный ген хромосомы нуклеотидная последовательность этого гена будет нарушена и генетическая информация не сможет транслироваться в функционально полноценный полипептид. ВЬзникнет инсерционный мутант. [c.447]

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]

Рис. 15. Структура некоторых транспозонов, несущих детерминанты устойчивости к антибиотикам

Составные транспозоны состоят нз гена, определяющего какой-либо признак (например. устойчивость к антибиотику), окруженного 15 <лементами в прямой (Тп9) или инвертированной (Тп5> взаимной ориентации. Ряд транспозонов имеют другое строение н напоминают 15-элемент с дополнительным гено.м. Примером. может служить ТпЗ] [c.113]

Как уже отмечалось, перемещающиеся элементы могут встраиваться во многие участки репликона. Если сайт включения оказывается в пределах какого-либо гена, то линейная непрерывность этого гена нарушается и он инактивируется. При встраивании в ген транспозонов, несущих детерминанты устойчивости к антибиотикам, появляются мутанты с двойным фенотипом. Во-первых, инактивация гена сопровождается утратой функции, [c.109]

Поведение многих транспозонов было прослежено в процессе нескольких циклов транспозиции. На рис. 36.1 приведена схема, показывающая состояние как донорной, так и реципиентной молекул. Плазмида, несущая транспозон, введена в клетку, которая содержит другую плазмиду без транспозона. Производится отбор реципиентных молекул, получивших транспозон (например, по инактивации маркера резистентности к антибиотику в реципиентной плазмиде). Затем выделяются молекулы плазмидной ДНК донора и реципиента. Их исследование подтверждает, что реципиентная ДНК действительно приобрела вставку транспозона, а донорная ДНК не -утратила его копию. Таким образом, транспозиция связана с образованием дополнительной копии транспозона в реципиентном сайте. [c.459]

II, фермент, ответственный за устойчивость к таким антибиотикам, как неомицин и канамицин. Следовательно, для проявления этой функции транспозона такая замена необходима. [c.464]

Наряду с плазмидами, ответственными за устойчивость бактерий к антибиотикам, в бактериальных клетках имеются так называемые мигрирующие элементы, одни из которых — транспозоны — сложные структуры, иногда содержащие дополнительные гены, связанные с резистентностью к антибиотикам. Но и сами продуценты многих антибиотиков способны служить источниками генов резистентности, передавая их с помощью различных механизмов другим микроорганизмам, в том числе и патогенным. [c.457]

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]

Конвертирующие фаги, способные сообщать устойчивость к различным антибиотикам, известны давно (Е. Dubnau, В. Sto her, 1964). Однако только в последние годы было показано, что они обычно несут транспозоны (D. Berg, 1977). Транспозоны могут мигрировать с фага на другие репликоны, и в этом случае устойчивость к антибиотику остается и после элиминации фагов. [c.101]

Среди П, обеспечивающих устойчивость бактерий к антибиотикам, осн массу составляют т наз факторы множеств резистентности, несущие сразу неск соответствующих детерминант С помощью трансмиссибетьных П детерминанты резистентности легко могут распространяться между видами, способными к конъюгации На такие П гены резистентности могут передаваться с помощью транспозонов Кроме детерминант лек резистентности из числа функцион элементов П хорошо изучены гены нек-рых бактериальных токсинов, напр энтеротоксинов, вырабатываемых возбудителями кишечных инфекций, носителями т наз Тох-П (факторов патогенности энтеробактерий) Показана способность Тох-П передаваться между бактериями в организме животных и человека На этих П могут находиться также детерминанты резистентности к антибиотикам В этой связи активно развивается новое направление в практич бактериологии-поиск и создание в-в, избирательно подавляющих репликацию плазмид или экспрессию их генов Пример таких в-в-клавулановая к-та (ф-ла I) и ее производные - ингибиторы Р-лактамазы [c.553]

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

Транспозоны-это последовательности ДНК, которые способны встраиваться во многие участки генома и могут перепрыгивать с плазмиды на бактериальную хромосому, на другую плазмиду или на умеренный фаг. Транспозоны содержат гены, определяюпще внешне распознаваемые признаки, а именно устойчивость к таким антибиотикам, как пенициллин, тетрациклин или канамицин. В связи с этим их легче обнаружить, чем IS-элементы. По обе стороны от генов устойчивости, находящихся внутри транспозона, расположены две одинаковые последовательности, которые могут идти в одном и том же или в противоположных направлениях. Эти повторяющиеся последовательности оснований ДНК частью идентичны с IS-элементами. Расположение этих фланкирующих отрезков ДНК можно определить путем электронномикроскопического исследования гетеродуплексов (рис. 15.13). [c.455]

Существуют большие ( 5 т.п.н.) элементы, транспозиция которых не зависит от модулей 18-типа. Они представляют собой независимые единицы, несущие как гены, кодируюпдие функции транспозиции, так и гены, кодирующие резистентность к антибиотику. К наиболее изученным транспозонам такого типа относятся представители семейства ТпА. Первоначально полагали, что оно включает только один транспозон, однако их обнаружено много (табл. 36.3). [c.466]

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]

Тп-элементы (транспозоны). Помимо генов, участвующих в транспозиции, они несут дополнительные гены, например устойчивости к антибиотику. Длина транс-позонов обычно больще 2 т.п.н. [c.141]

Решающий прием, обеспечивающий успех селекции многих продуцентов антибиотиков, — метод получения мутаций под влиянием сильнодействующих факторов, в том числе физических (рентгеновское излучение, ультрафиолетовое облучение, быстрые нейтроны), химических (азотистая форма иприта, этиленимин, аминопурин, нитрозогуанвдин, гидроксиламин и др.), биологических (гены-мутаторы, транспозоны и др.). [c.148]

Чтобы осуществить транспозонный мутагенез, т. е. ввести транспозоны в хромосому (и другие репликоны) бактериальной клетки, необходимо иметь донорную молекулу ДНК — переносчик, или вектор для доставки транспозона. В качестве векторов обычно используют фаги или плазмиды, которые можно легко элиминировать из бактер.т-реципиента. Приобретение клеткой устойчивости к антибиотику в этом случае связано с перемещением транспозона из молекулы-донора в бактериальную хромосому (или в какой-либо другой репликон, содержащийся в клетке). [c.110]

Для получения фагов, несущих транспозоны с детерминантами устойчивости к антибиотикам, их размножают на клетках щтаммов, содержащих соответствующие транспозоны в каком-либо репликоне. Фаголизат используют для заражения чувствительных бактерий и получают устойчивые к антибиотикам трансдуктанты. Затем среди них отбирают варианты, лизогенные по фагу, содержащему транспозон. Такой фаг при последующей инфекции сообщает устойчивость к антибиотикам всем лизогенным клеткам. [c.110]

Производные конъюгативных плазмид, несущие транспозоны, чаще всего получают переносом этих плазмид в клетки, содержащие Тп-элементы в хромосоме. Затем полученные штаммы скрещивают с чувствительными к антибиотикам реципиентами и отбирают трансконъюганты, получившие устойчивость, детерминируемую транспозоном. Перенос транспозонов в этом случае, как правило, связан с их перемещением в геном конъюгативной плазмиды. Это подтверждается тем, что в последующих скрещиваниях маркеры плазмиды и транспозона в 100% случаев передаются совместно. [c.110]

В качестве плазмидных векторов для доставки транспозонов используют температурочувствительные по репликации мутанты плазмид. Клетки, получившие такую плазмиду, содержащую транспозон, высевают на селективную среду и культивируют при повышенной температуре. В этих условиях плазмида элиминируется и устойчивость к антибиотику может возникать в результате перемещения транспозона в хромосому. Другой способ избавления от плазмидного вектора связан с использованием реципиента, несущего плазмиду той же группы несовместимости. В условиях, исключающих утрату клетками резидентной плазмиды, ведут отбор трансконъюгантов по признаку, детерминируемому транспозоном. Их появление может быть обусловлено перемещением Тп-элемента в хромосому бактерии. [c.111]

В дальнейшем у бактерий были обнаружены более сложные мигрирующие элементы — транспозоны, которые отличаются от /5-элементов тем, что в них включены некоторые гены, не имеющие отношения к самому процессу транспозиции. Известны транспозоны, включающие гены устойчивости к антибиотикам, ионам тяжелых металлов и другим ингибиторам. Транспозоны обычно фланкированы длинными прямыми или инвертированными повторами, в роли которых часто выступают /5-элементы (см. рис. 13.17). Сходно устроены и транспозоны эукариот, например Ту /-элемент Sa h. erevisiae размером 5700 п. н., вызывающий дупликации 5 п. н. в точках интеграции с ДНК хромосом (рис. 13.16). Подобное строение имеют и множественные диспергированные гены D. melanogaster (МДГ), и ДНК-копии ретровирусов. [c.339]

Тп-элементы. Эти транспозоны более сложны по строению. В их составе свыше 2 т.п.н. Они придают клеткам устойчивость к различным антибиотикам и солям тяжелых металлов, содержат информацию о синтезе энгеротоксина, гемолизина, о сбраживании лактозы и в принципе могут нести jro6bie другие гены. По особенностям строения среди них можно вьщелить группы составных транспозонов, транспозонов ТпЗ- и Тп7-семейств и конъюга-тивных транспозонов. [c.44]

Транспозоны ТпЗ-семейства встречаются в грамот-рицательных и грамположительных бактериях, но, очевидно, имеют общее происхождение. Все они ограничены высоко гомологичными инвертированными концевыми повторами, состоящими из 35—48 П.Н., и образуют повторы реципиентной ДНК из 5 п.н. Центральные области этих транспозонов, содержащие информацию об их транспозиции, в разной степени гомологичны друг другу. В большинстве из них локализованы также гены, придающие клеткам устойчивость к антибиотикам и (или) солям ртути. Только ген Hg содержит, например, транспозон Тп5041, найденный в клетках Pseudomoms (Kholodii et al., 1997). Некоторые из транспозонов являются криптическими, т. е. не сообщают клеткам дополнительный фенотипический признак. К ним, в частности, относится транспозон ТпЮОО, содержащийся в F-плазмиде. К ТпЗ-семейству [c.45]

Клетки, приобретающие плазмиды, как правило, приобретают и новые признаки. Эти признаки легли в основу названий обнаруженных впервые плазмид, а именно Р-плазмид (фактор пола), придающих клеткам донорные свойства Со1-плазмид, способствующих синтезу колицинов и К-плазмид, определяюшда устойчивость (резистентность) клеток к антибиотикам. Многие свойства плазмид зависят от содержащихся в их составе транспозонов. [c.65]

Смотреть страницы где упоминается термин Транспозоны антибиотикам: [c.113] [c.125] [c.125] [c.145] [c.308] [c.308] [c.156] [c.40] [c.64] [c.104] [c.105] [c.107] [c.112] [c.113] [c.113] [c.71] [c.40] [c.72] [c.45] [c.46] [c.47] [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология