Plasmider och HGT Flashcards
Horisontell överföring och dess följder
Gener överförs inte bara vertikalt (mother to daughter) utan även horisontellt (från en art till en annan) Horisontell gen överföring = HGT
Följder:
○ En stor del av evolutionen drivs av HGT
○ Snabbar på evolutionen eftersom den kan ‘hoppa över’ steg
○ Innebär att de flesta organismer är mosaik av genetisk information
○ Detta fenomen har också hittats hos vissa växter
Hur vet man att det är HGT?
○ Karaktäristiska skillnader mellan nya/gamla DNA segment, exvis GC-mängd
○ Vanligtvis är GC-innehållet relativt högt i genomet. När vi hittar regioner med lägre GC-innehåll implicerar det att den sektionen har klippts in i genomet via HGT.
Egenskaper och karaktärsdrag av HGT
Successful HGT associeras med ökad fitnesss - exempel patogen-öar i bakterier.
HGT kan gå fort - Konventionella mutation-förändringar är långsamma (mutationshastigheter är låga) HGT kan däremot gå väldigt fort
Vad innebär att bakteriers genom är en samling pooler?
Generellt kan vi se bakteriers genom som en samling pooler
- Core gene pool: kodar för basala livsviktiga funktioner
- Flexible gene pool: gener kan flyttas runt mellan bakterier
Evolution av nya ekologiska nischer som ett resultat av HGT. Mikrobiell diversitet påverkas mycket av gen-flödet. Biokemiska pathway gener kan lätt överföras Ofta tack vare att gener är packade i operon
Vad är en plasmid? vad har den för funktion?
Extrakromosomala element: Viktigt för Konjugering, genöverföring, mobiliserar gener
Medicinskt: Sprider antibiotikaresistens
Ekologiskt: Överför vissa egenskaper till bärare
Biotekniskt: Verktyg inom bioteknologi, Vektorer, Kloning, uttryck och produktion
Karaktärsdrag hos plasmider
‘själviska’ element
- Metabolisk/energimässig börda
- Behöver stabilitet
- Behöver oberoende kontrollerad replikation
- Kontroll av replikation/kopietal viktig!!!
Hur säkerställs stabil nedärvning av plasmider?
- Replikationskontroll
- Partition funktioner; fördela plasmider för att hamna i varsin dottercell
- Killer loci: den cell som tappat plasmid dör (kemiskt minne)
- Site-specific rekombination
- Konjugation
- Selektivt tryck
Varför är det viktigt att kontrollera antalet plasmider?
Plasmidreplikation = random under cellcykeln –> Måste mäta deras koncentration och reglera replikationsfrekvensen därefter!
För många plasmider: cell klarar knappt av produktion, värdcell blir sjuk –> dåligt för plasmiden
För få: celler tappar plasmider vid delning
Hur kontrolleras antalet plasmider?
De kontrollerar sitt kopienummer
- hos R1 kontrolleras den av CopA
- hos CoE1 kontrolleras den av RNAI
Branched pathway, drivs av [antisense RNA]
Replikationsfrekvensen = inverst proportionell till kapitalet.
Vilken typ av mutationer kan störa kontrollen av kopietalet?
Mutationer i de sekvenser som interagerar med varandra –> påverkar kopitalet.
ex. mutation i CopA eller CopT –> interaktion kan inte äga rum
Vad innebär att plasmider är inkompatibla?
Olika plasmider kan existera med varandra i samma cell eftersom de har olika kontrollfunktioner - kompatibla
Olika plasmider kan inte existera med varandra i samma cell ty har samma kontrollfunktioner –> de är inkompatibla. Om två inkompatibla plasmider introduceras i en kultur kommer det tillslut att bildas två ‘rena’ cellinjer
Vad är ett Killer system?
- Säkrar nedärvningen av plasmider, celler utan plasmider dör
- Kortlivad RNA som heter SOK produceras
- MOK innehållande SOK translateras
- HOK skapar inget speciellt protein, behövs för att HOK ska kunna transkriberas och translateras
- mRNAt innehållande MOK och HOK skapar en loop struktur
- Denna loop öppnas emellanåt
- I plasmidsaknande celler transkriberas MOK och SOK –> cellen dör. Hos plasmidinnehållande celler binder SOK till MOK/HOK mRNAt och bryter ned det
Hok/sok-systemet
- Full längd av hok mRNA är väldigt stabil
- Processat hok mRNA är instabilt
- Processat hok mRNA kan translateras
- Processat hok mRNA inhibitable
Reglering involverar transient structures
Vilka olika typer av replikation finns det?
Theta replikation främst hos gramnegativa. Rolling circle replikation främst hos grampositiva
Hur fungerar konjugering?
- En pilus bildar koppling mellan två celler
- Pilusen gör att cellerna dras samman
- Ena strängen av plasmiden dras över till den andra cellen
- Plasmiderna gör dubbelsträngade igen
Det finns en donor och en mottagare
- Tra-gener hos donor skapar en pilus
- Cellerna dras ihop när pilus bryts ned.
- Nicking , rolling circle replication sker, kopia överförs
- Resultat: två plasmid-innehållande celler
