Episoma-tyypit ja niiden ominaisuudet



episoma, genetiikan alalla se on DNA-molekyyli, joka kykenee replikoitumaan itsenäisesti isäntäsolun sytoplasmaan ja joka fyysisesti integroituu isäntäkromosomiin, replikoituu myös yksittäisenä molekyylinä (jota kutsumme kointegraatiksi) ).

Episome voidaan siis tulkita rinnakkaiselon tapaan eikä replikonin tyypiksi. Itse asiassa joidenkin tekijöiden kohdalla transpononeja ja insertiosekvenssejä voidaan pitää episomeina, koska ne tosiasiallisesti kuljetetaan isäntäsolun kromosomiin, vaikka niillä ei koskaan ole itsenäistä ja itsenäistä olemassaoloa sytoplasmassa..

Eukaryoottisoluissa episomi päinvastoin viittaa enemmän viruksen replikoneihin, jotka esiintyvät samanaikaisesti plasmideina infektoiduissa soluissa kuin viruksissa, jotka voidaan integroida isäntäsolun genomiin.

Tämä ei ole ainoa tapaus, jossa sama sana tarkoittaa erilaisia ​​asioita eukaryooteissa ja prokaryooteissa (esimerkiksi termi transformaatio). Episomeilla on rikas historia nykyaikaisen genetiikan kehityksessä, koska ne auttoivat purkamaan mielenkiintoisia perintöön liittyviä ilmiöitä.

indeksi

  • 1 Episomit, jotka ovat bakteriofageja
  • 2 Episomit, jotka ovat plasmideja
  • 3 Episomit eukaryoottisoluissa
  • 4 Päätelmät
  • 5 Viitteet

Episomit, jotka ovat bakteriofageja

Yksi klassisista esimerkistä episomeista on bakteriofaagi lambda isäntäkasvussaan, josta tunnetuin on Escherichia coli. Bakteriofagi (lyhennetty faagi) on virus, joka tarttuu bakteereihin.

Sellaisissa olosuhteissa, jotka edistävät bakteerin tarttumista faagiin, solulinjaan lineaarisina molekyyleinä syötetty virusgenomi voidaan kiertää ja spesifisten paikan rekombinaatiotapahtumien avulla integroida isäntäbakteerin kromosomiin..

Faagigenomissa on lyhyt nukleotidisekvenssi (attλ), joka täydentää täydellisesti sitoutumiskohtaa (kiinnittymistä) bakteerin pyöreässä kromosomissa (attB).

Näiden kahden paikan välinen rekombinaatiotapahtuma johtaa siihen, että muodostuu kaksisuuntainen kointegraatti, joka johtaa suurempaan ympyrään. Kun bakteerien kromosomi replikoituu, viruksen genomi replikoituu (episome-tilassa).

Tämä voi tapahtua äärettömillä sukupolvilla - ellei induktiivinen tapahtuma johda viruksen genomin pilkkoutumiseen ja sitä seuraavaan viruksen itsenäiseen replikaatiokiertoon, joka huipentuu bakteerien lyysiin, vapauttamaan syntyvät uudet virionit.

Episomit, jotka ovat plasmideja

Toinen tunnetuimmista esimerkeistä episomeista on hedelmällisyystekijän tai plasmidin F esimerkki. Joskus, riippuen isännän bakteerin nukleotidirakenteesta (esim. E. coli), pyöreä plasmidi yhdistyy uudelleen kromosomissa oleviin homologisiin kohtiin bakterien, jotka aiheuttavat kointegronaation.

Toisin sanoen plasmidi voi replikoitua matalassa kopioluvussa bakteerien sytoplasmaan tai jos se on integroitu, kopioi kokonaisuutena useissa kopioissa, jotka vastaavat bakteerien ilman F: tä (tavallisesti yksi)..

Episomin asemassa F antaa bakteereille mahdollisuuden tuottaa suuren määrän rekombinantteja konjugointiprosessin jälkeen.

F + -bakteerin (eli jolla on autonominen plasmidi F), joka läpäisee tämän elementin, sanotaan olevan Hfr (rekombinaation korkea taajuus, sen lyhenne englanniksi), koska konjugointitapahtuman avulla se on teoreettisesti kykenee "vetämään" koko bakteerikromosomin F- (ts. puuttuu hedelmällisyystekijä tai plasmidi F) -bakteereista.

Yleensä sekvenssit, jotka tarjoavat homologian (ja siten samankaltaisuuden ja komplementaarisuuden) F-plasmidin ja bakteerikromosomin välillä, varmistamaan spesifisen paikan rekombinaatioprosessin, joka synnyttää kointegraatin, ovat insertiosekvenssejä.

Episomit eukaryoottisoluissa

Historiallisista syistä termi episome (yllä + runko) oli aina yhdistetty plasmidiin, joka alun perin johtui prokaryoottien ekstrakromosomaalisten elementtien maailmasta..

Kun löydetään samanlaisia ​​elementtejä eukaryooteissa, käyttö otettiin käyttöön sellaisten virusgenomien molekyylien osoittamiseksi, jotka kykenevät itse replikoitumaan tämän tyyppisissä tartunnan saaneissa soluissa ominaisuuksilla, jotka muistuttavat prokaryoottien plasmidien ominaisuuksia..

Toisin sanoen, viruksilla infektoiduissa eukaryoottisoluissa voi joissakin tapauksissa havaita, että osana replikointisykliään virus esiintyy solussa rinnakkaisena DNA-molekyylinä, joka on samanlainen kuin nämä muut replikonit, joita on kuvattu esimerkiksi bakteereissa.

Yleisimmin tunnetut virukset, jotka voivat olla rinnakkaisina DNA-molekyyleinä, joilla on itsenäinen replikaatio (isäntäkromosomista), kuuluvat Herpesviridae-, Adenoviridae- ja Polyomaviridae-perheisiin..

Kukaan niistä ei kuitenkaan ole integroitu isäntägenomiin, minkä vuoksi niitä voidaan pitää replikoituvina plasmideina ja ne eivät täytä episomille ominaista luontaista laatua: integroituvat isännän genomiin.

Vaikka termin poistaminen on ehdotettu, tämä voi vain lisätä sekaannusta aiheeseen, joka on jo melko monimutkainen..

päätelmät

Lyhyesti sanottuna voimme sanoa, että etymologisesti puhuva episomi on itsenäisen replikaation geneettinen elementti, joka voi esiintyä solussa vapaana DNA-molekyylinä tai fyysisesti integroituna isäntään.

Geneettisen näkökulmasta episomi on kuitenkin plasmidi tai virus, joka voidaan integroida prokaryoottien genomiin, tai olla yksi niistä plasmidi-tyypeistä, joita eukaryoottisolu voi satamaan.

Kiinnostavaa on, että viruksia, jotka voidaan insertoida eukaryoottisen isännän genomiin (retrovirus), ei pidetä episomeina.

viittaukset

  1. Brock, T. D. 1990. Bakteerien geenitekniikan kehittyminen. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, MA, Yhdysvallat.
  2. Griffiths, A.J.F., Wessler, S.R., Carroll, S.B. & Doebley, J. Johdatus geneettiseen analyysiin. W. H. Freeman & Co, McMillan Publishers. Lontoo, Yhdistynyt kuningaskunta.
  3. Hayes, W. 1971. Bakteerien ja niiden virusten geneettisyys, toinen painos. Blackwellin tieteelliset julkaisut.
  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, 3rd Edition. Prentice Hall. Englerwood Cliffs, NJ, Yhdysvallat.