Typy epizómov a ich charakteristiky



episoma, v oblasti genetiky je to molekula DNA, ktorá je schopná autonómne sa replikovať v cytoplazme hostiteľskej bunky a ktorá sa fyzicky integruje do chromozómu hostiteľa, ale tiež sa replikuje ako jediná molekula (ktorú nazývame kointegráciou). ).

Epizóm preto možno interpretovať ako spôsob koexistencie a nie ako typ replikónu. Pre niektorých autorov môžu byť transpozóny a inzerčné sekvencie považované za epizómy, pretože sú skutočne nesené na chromozóme hostiteľskej bunky, hoci v cytoplazme nikdy nemajú nezávislú a autonómnu existenciu..

V eukaryotických bunkách, naopak, epizóm odkazuje viac na vírusové replikóny, ktoré koexistujú ako plazmidy v infikovaných bunkách než na vírusy, ktoré môžu byť integrované do genómu hostiteľskej bunky..

Toto nie je jediný prípad, v ktorom to isté slovo znamená rôzne veci v eukaryotoch a prokaryotoch (napríklad termín transformácia). Epizómy majú bohatú históriu vo vývoji modernej genetiky, pretože pomáhali odhaliť zaujímavé javy súvisiace s dedičstvom.

index

  • 1 Epizómy, ktoré sú bakteriofágy
  • 2 Epizómy, ktoré sú plazmidy
  • 3 Epizómy v eukaryotických bunkách
  • 4 Závery
  • 5 Referencie

Epizómy, ktoré sú bakteriofágy

Jedným z klasických príkladov epizómov je bakteriofág lambda v hostiteľskej baktérii, z ktorých najznámejšia je Escherichia coli. Bakteriofág (skrátený fág) je vírus, ktorý infikuje baktérie.

Za podmienok vedúcich k infekcii baktérie fágom môže byť vírusový genóm zavedený do cytoplazmy ako lineárna molekula cirkularizovaný a pomocou špecifických miest rekombinačných udalostí integrovaných do chromozómu hostiteľskej baktérie.

Vo fágovom genóme je krátka sekvencia nukleotidov (attλ), ktorá je dokonale komplementárna k väzbovému miestu (pripojeniu) v kruhovom chromozóme baktérie (attB).

Rekombinácia medzi týmito dvoma miestami vedie k vytvoreniu kointegrátu medzi dvoma kruhmi, čo vedie k väčšiemu kruhu. Keď sa replikuje chromozóm baktérií, genóm vírusu sa replikuje (v epizóme).

Toto sa môže stať pre nekonečné generácie - pokiaľ indukčná udalosť nevedie k štiepeniu vírusového genómu a následnému vstupu do autonómneho replikačného cyklu vírusu, ktorý kulminuje lýzou baktérií, aby sa uvoľnili nové virióny..

Epizómy, ktoré sú plazmidy

Ďalším z najznámejších príkladov epizómov je faktor plodnosti alebo plazmid F. Niekedy, v závislosti od nukleotidovej konštitúcie hostiteľskej baktérie (napr. E. coli), kruhový plazmid rekombinuje s homológnymi miestami prítomnými na chromozóme baktérií, ktoré viedli ku kointegrácii.

To znamená, že plazmid sa môže replikovať v malom počte kópií v cytoplazme baktérií, alebo ak je integrovaný, replikovať sa ako celok v počte kópií, ktoré zodpovedajú množstvu kópií baktérií bez F (zvyčajne jedna)..

Vo svojom stave epizómu, F dáva baktériám schopnosť produkovať vysoký počet rekombinantov po procese konjugácie.

Baktéria F + (ktorá má autonómny plazmid F), ktorý prechádza vložením tohto elementu, je označovaná ako Hfr (vysokou frekvenciou rekombinácie, pre jeho akronym v angličtine), pretože v prípade konjugácie je to teoreticky schopné "pretiahnuť" celý bakteriálny chromozóm na F- (tj chýbajúci faktor plodnosti alebo baktérie plazmidu F).

Všeobecne, sekvencie, ktoré poskytujú homológiu (a teda podobnosť a komplementaritu) medzi F plazmidom a bakteriálnym chromozómom na overenie procesu rekombinácie špecifického miesta, ktorý vedie ku kointegrácii, sú inzerčné sekvencie.

Epizómy v eukaryotických bunkách

Z historických dôvodov bol termín epizóm (nad + telo) vždy spojený s pojmom plazmid, ktorý pôvodne pochádza zo sveta extrachromozomálnych prvkov v prokaryotoch.

Pri hľadaní podobných prvkov v eukaryotoch sa použilo použitie na označenie molekúl vírusových genómov schopných samoreplikácie v tomto type infikovaných buniek s vlastnosťami, ktoré sa podobajú vlastnostiam plazmidov v prokaryotoch..

To znamená, že v eukaryotických bunkách infikovaných vírusmi nájdeme v niektorých prípadoch, že ako súčasť ich replikačného cyklu vírus koexistuje v bunke ako kruhová molekula DNA podobná týmto iným replikónom opísaným napríklad v baktériách..

Najbežnejšie známe vírusy, ktoré môžu koexistovať ako kruhové molekuly DNA autonómnej replikácie (z hostiteľského chromozómu) patria do čeľade Herpesviridae, Adenoviridae a Polyomaviridae.

Žiadny z nich však nie je integrovaný do hostiteľského genómu - preto sa môže považovať za replikáciu ako plazmid a nespĺňa vnútornú kvalitu, ktorá charakterizuje epizóm: integrácia do genómu hostiteľa.

Hoci bola navrhnutá eliminácia tohto termínu, môže to len zmiasť tému, ktorá je už sama o sebe dosť zložitá..

závery

Stručne povedané, môžeme povedať, že epizóm, etymologicky, je genetickým prvkom autonómnej replikácie, ktorá môže koexistovať v bunke ako voľná molekula DNA, alebo fyzicky integrovaná s hostiteľom..

Z hľadiska genetiky je však epizóm plazmid alebo vírus, ktorý môže byť integrovaný do genómu prokaryotov, alebo môže byť jedným z typov plazmidov, ktoré môže eukaryotická bunka preniesť..

Zaujímavé je, že vírusy, ktoré môžu byť vložené do genómu eukaryotického hostiteľa (retrovírus), sa nepovažujú za epizómy..

referencie

  1. Brock, T. D. 1990. Vznik bakteriálnej genetiky. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, MA, Spojené štáty americké.
  2. Griffiths, A. J. F., Wessler, S.R., Carroll, S.B. & Doebley, J. Úvod do Genetic Analysis. W. H. Freeman & Co, McMillan Publishers. Londýn, Spojené kráľovstvo.
  3. Hayes, W. 1971. Genetika baktérií a ich vírusov, druhé vydanie. Blackwell Scientific Publications.
  4. Jacob, F. & Wollman, E. L. 1958. Les épisomes, elements génétiques ajoutés. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris, 247 (1): 154-156.
  5. Levy, J.A., Fraenkel-Conrat, H. & Owens, O. S. 1994. Virology, 3. vydanie. Prentice Hall. Englerwood Cliffs, NJ, Spojené štáty americké.