Rodzaje epizom i ich cechy

A episome, w dziedzinie genetyki jest to cząsteczka DNA, która jest zdolna do autonomicznej replikacji w cytoplazmie komórki gospodarza i która fizycznie jest zintegrowana z chromosomem gospodarza, replikuje się również jako pojedyncza cząsteczka (którą nazywamy kointegracją) ).

Episom można zatem interpretować jako sposób współistnienia, a nie jako typ replikonu. W rzeczywistości dla niektórych autorów transpozony i sekwencje insercyjne można uznać za episomy, ponieważ są one rzeczywiście przenoszone na chromosomie komórki gospodarza, chociaż nigdy nie mają niezależnego i autonomicznego istnienia w cytoplazmie..

W komórkach eukariotycznych przeciwnie, episom odnosi się bardziej do replikonów wirusowych, które współistnieją jako plazmidy w zainfekowanych komórkach niż do wirusów, które mogą być zintegrowane z genomem komórki gospodarza.

Nie jest to jedyny przypadek, w którym to samo słowo oznacza różne rzeczy u eukariontów i prokariotów (na przykład termin transformacja). Episomy mają bogatą historię w rozwoju współczesnej genetyki, ponieważ pomogły rozwikłać interesujące zjawiska związane z dziedziczeniem.

Indeks

• 1 Episomy, które są bakteriofagami
• 2 Episomy będące plazmidami
• 3 Episomy w komórkach eukariotycznych
• 4 Wnioski
• 5 referencji

Episomy, które są bakteriofagami

Jednym z klasycznych przykładów episomów jest lambda bakteriofaga w bakterii gospodarza, z których najbardziej znanym jest Escherichia coli. Bakteriofag (w skrócie fag) jest wirusem zakażającym bakterie.

W warunkach sprzyjających zakażeniu bakterii przez faga, genom wirusowy wprowadzony do cytoplazmy jako cząsteczka liniowa może być cyklizowany i przez specyficzne zdarzenia rekombinacji miejsca, zintegrowany z chromosomem bakterii gospodarza.

W genomie faga znajduje się krótka sekwencja nukleotydów (attλ), która jest doskonale komplementarna do miejsca wiązania (przyłączenia) w kolistym chromosomie bakterii (attB).

Zdarzenie rekombinacji między tymi dwoma miejscami prowadzi do powstania kointegracji między dwoma okręgami, co powoduje powstanie większego okręgu. Gdy chromosom bakterii jest replikowany, genom wirusa jest replikowany (w stanie episomu).

Może się to zdarzyć dla nieskończonych pokoleń - chyba że zdarzenie indukcyjne prowadzi do rozszczepienia genomu wirusowego i późniejszego wejścia w autonomiczny cykl replikacji wirusa, który kończy się lizą bakterii w celu uwolnienia nowych generowanych wirionów.

Episomy, które są plazmidami

Innym z najbardziej znanych przykładów episomów jest współczynnik płodności lub plazmid F. Czasami, w zależności od budowy nukleotydów bakterii gospodarza (np. E. coli), okrągły plazmid rekombinuje z homologicznymi miejscami obecnymi na chromosomie bakterii dających początek kointegracji.

Oznacza to, że plazmid może replikować w niskiej liczbie kopii w cytoplazmie bakterii lub, jeśli jest zintegrowany, replikować jako całość w liczbie kopii odpowiadającej liczbie bakterii bez F (zwykle jeden).

W swoim statusie jako episom F daje bakteriom zdolność do wytwarzania dużej liczby rekombinantów po procesie koniugacji.

Mówi się, że bakteria F + (która ma autonomiczny plazmid F), która podlega wstawieniu tego elementu, jest Hfr (przez wysoką częstotliwość rekombinacji, dla jej akronimu w języku angielskim), ponieważ przez zdarzenie koniugacyjne jest teoretycznie zdolny do „przeciągania” całego chromosomu bakteryjnego do bakterii F- (tj. pozbawionej czynnika płodności lub plazmidu F) bakterii.

Ogólnie, sekwencje, które zapewniają homologię (a zatem podobieństwo i komplementarność) między plazmidem F i chromosomem bakteryjnym w celu zweryfikowania specyficznego procesu rekombinacji miejsca, który powoduje powstanie kointegratu, są sekwencjami insercyjnymi.

Episomy w komórkach eukariotycznych

Z przyczyn historycznych termin episom (powyżej + ciała) był zawsze powiązany z terminem plazmidu, który pierwotnie pochodzi ze świata elementów pozachromosomalnych u prokariotów.

Przy znajdowaniu podobnych elementów u eukariontów przyjęto zastosowanie do oznaczania cząsteczek genomów wirusa zdolnych do samoreplikacji w tego typu zainfekowanych komórkach o właściwościach przypominających plazmidy u prokariotów..

Oznacza to, że w komórkach eukariotycznych zakażonych wirusami możemy znaleźć w niektórych przypadkach, że w ramach ich cyklu replikacji wirus współistnieje w komórce jako okrągła cząsteczka DNA podobna do tych innych replikonów opisanych na przykład w bakteriach.

Najbardziej znane wirusy, które mogą współistnieć jako okrągłe cząsteczki DNA autonomicznej replikacji (z chromosomu gospodarza) należą do rodzin Herpesviridae, Adenoviridae i Polyomaviridae.

Jednak żaden z nich nie jest zintegrowany z genomem gospodarza - dlatego można uznać, że replikują się one jako plazmidy i nie spełniają wewnętrznej jakości, która charakteryzuje episom: integruje się z genomem gospodarza.

Chociaż zaproponowano wyeliminowanie tego terminu, może to tylko wprowadzić zamieszanie do tematu, który już sam w sobie jest dość złożony..

Wnioski

Krótko mówiąc, możemy powiedzieć, że episom, mówiąc etymologicznie, jest genetycznym elementem autonomicznej replikacji, która może współistnieć w komórce jako wolna cząsteczka DNA lub fizycznie zintegrowana z gospodarzem.

Jednak z punktu widzenia genetyki episom jest plazmidem lub wirusem, który może być zintegrowany z genomem prokariotów lub może być jednym z typów plazmidów, które komórka eukariotyczna może pomieścić.

Co ciekawe, wirusy, które można wprowadzić do genomu gospodarza eukariotycznego (retrowirusa), nie są uważane za episomy.

Referencje

1. Brock, T. D. 1990. Pojawienie się genetyki bakteryjnej. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, MA, Stany Zjednoczone Ameryki.
2. Griffiths, A.J.F., Wessler, S.R., Carroll, S.B. i Doebley, J. Wprowadzenie do analizy genetycznej. W. H. Freeman & Co, McMillan Publishers. Londyn, Wielka Brytania.
3. Hayes, W. 1971. Genetyka bakterii i ich wirusów, wydanie drugie. Publikacje naukowe Blackwell.
4. Jacob, F. i 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, Stany Zjednoczone Ameryki.