Плазмиды бактериоциногенности

Плазмиды бактериоциногенности детерминируют синтез бактериоцинов (колицинов, стафилоцинов, вибриоцинов, пестицинов) — белковых антибиотикоподобных веществ, обладающих бактерицидным действием в отношении близкородственных видов микроорганизмов. Они редко интегрируют в нуклеоид.

Механизмы бактерицидного действия бактериоцинов:

– нарушение функции рибосом;

– ферментативное разрушение ДНК (являются нуклеазами);

– нарушение функции ЦПМ.

Бактериоцины различаются не только по спектру действия, но и по физикохимическим, морфологическим и некоторым другим свойствам. Согласно наиболее принятой классификации Д. Бредли (1967), бактериоцины делят на три группы:

 1) бактериоцины с низкой молекулярной массой, которые не осаждаются при ультрацентрифугировании, чувствительны к протеолитическому ферменту трипсину, термостабильны и неразличимы в электронном микроскопе;

2) бактериоцины с высокой молекулярной массой, которые легко осаждаются при ультрацентрифугировании, резистентны к ферменту трипсину, термолабильны, выявляются в электронном микроскопе как фагоподобные структуры или их компоненты;

3) бактериоцины, для которых четко показана ферментативная активность.

По механизму действия на бактериальную клетку бактериоцины подразделяют на четыре основные группы:• ингибирующие окислительное фосфорилирование в цитоплазматической мембране;

• разрушающие ДНК;

• блокирующие синтез белков;

• нарушающие полупроницаемость цитоплазматической мембраны.

Трансформация у бактерий, этапы трансформации

Трансформация – перенос генетической информации, при котором ДНК, выделенная из клетки-донора, поступает в клетку-реципиент. Явление трансформации было открыто Ф. Гриффитом в 1928 г. в опытах на пневмококках (Streptococcus pneumoniae).

Искусственным путем трансформацию хромосомной ДНК удалось осуществить не только между бактериями одного и того же вида, но и между бактериями, принадлежащими к разным видам. Трансформировать клетки можно также и плазмидной ДНК.

Процесс трансформации, начиная с момента добавления ДНК из клеток донорного штамма к культуре реципиента, в общих чертах включает следующие этапы, или стадии:

1 Адсорбцию донорной ДНК на поверхности реципиентной клетки. На этом этапе ДНК чувствителен к ДНКазе.

2 Поглощение донорной ДНК реципиентной клеткой. Причем ДНК может поглощаться только теми клетками, которые находятся в состоянии компетентности. На этой стадии ДНК уже нечувствительна к действию ДНКазы.

3 Образование в реципиентной клетке однонитевых фрагментов донорной ДНК.

4 Синапсис одноцепочечной донорной ДНК с двухцепочечной хромосомой реципиента.

5 Интеграцию части донорной молекулы ДНК в реципиентную ДНК в результате рекомбинации.

6 Репликацию рекомбинантной молекулы ДНК.

7 Экспрессию генов, переданных от донора, т. е. образование рекомбинантов, называемых трансформантами. Количество переносимой при трансформации ДНК составляет около 10 т. п. н. (тысяч пар нуклеотидов).

Компетентностью при генетической трансформации обычно называется способность бактериальных клеток адсорбировать и поглощать чужеродную ДНК. Однако в последние годы в это понятие включают и все последующие стадии, вплоть до рекомбинации трансформирующей ДНК с хромосомой реципиентной бактерии.

У многих видов бактерий компетентность возникает лишь на определенном этапе роста культуры. У некоторых бактерий клетки компетентны в любой фазе роста (например, у гонококков и менингококков). К трансформации могут быть способны от 0,1 до 100% клеток популяции, в зависимости от вида бактерий.

Компетентные клетки у различных видов бактерий отличаются от некомпетентных не только способностью к поглощению ДНК, но и другими свойствами:

• обладают сниженным уровнем метаболизма;

• более устойчивы к пенициллину, чем остальные клетки в популяции;

• сниженным темпом репликации ДНК или вообще ее отсутствием;

• меньшими размерами, чем некомпетентные;

Трансформация имеет практическое использование:

• для картирования бактериальной хромосомы;

• для конструирования промышленно-полезных штаммов микроорганизмов;

• для введения в геном бактерий определенных маркеров или элиминирования нежелательных мутаций;

• как один из этапов получения трансгенных растений;