10.2: Genomowe DNA u prokariontów

Genomic DNA in Prokaryotes
JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Genomic DNA in Prokaryotes
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

43,262 Views

00:46 min
March 11, 2019

Overview

Genom większości organizmów prokariotycznych składa się z dwuniciowego DNA zorganizowanego w jeden okrągły chromosom w regionie cytoplazmy zwanym nukleoidem. Chromosom jest ciasno zwinięty lub superskręcony, co zapewnia efektywne przechowywanie. Prokariota zawierają również inne okrągłe fragmenty DNA zwane plazmidami. Te plazmidy są mniejsze niż chromosom i często przenoszą geny, które nadają funkcje adaptacyjne, takie jak oporność na antybiotyki.

Różnorodność genomowa bakterii

Chociaż genomy bakteryjne są znacznie mniejsze niż genomy eukariotyczne, różnią się znacznie pod względem wielkości i zawartości genów. Jednym z najmniejszych znanych genomów bakteryjnych jest genom Mycoplasma genitalium, patogenu przenoszonego drogą płciową, który powoduje infekcje dróg moczowych i płciowych u ludzi. Genom M. genitalium ma długość 580 076 par zasad i składa się z 559 genów (476 kodujących i 83 niekodujących). Na drugim końcu spektrum znajduje się szczególny szczep Sorangium cellulosum, bakterii żyjącej w glebie. Genom S. cellulosum jest ogromny jak na bakterię i ma długość 14 782 125 par zasad, kodując 11 599 genów.

Bakterie mogą uzyskać oporność na antybiotyki od plazmidów

Przed odkryciem antybiotyków drobne urazy mogły okazać się śmiertelne z powodu niemożności powstrzymania prostych infekcji bakteryjnych. Odkrycie penicyliny w 1928 roku zapoczątkowało erę antybiotyków, charakteryzującą się zrewolucjonizowaniem metod leczenia i wydłużeniem średniej długości życia. Jednak nadużywanie antybiotyków u ludzi i zwierząt hodowlanych spowodowało, że niektóre bakterie rozwinęły oporność na antybiotyki, co czyni je mniej skutecznymi lub nieskutecznymi. Geny oporności na antybiotyki mogą być przenoszone na plazmidach, co jest problematyczne, ponieważ wiele bakterii może wymieniać plazmidy z daleko spokrewnionymi gatunkami w procesie zwanym koniugacją bakteryjną. Oporność na antybiotyki może zatem szybko rozprzestrzeniać się w populacjach bakterii, co podkreśla pilną potrzebę opracowania nowych antybiotyków.

Transcript

Podobnie jak bardziej złożone organizmy, prokariota używają dwuniciowego DNA jako materiału genetycznego. Jednak te jednokomórkowe organizmy inaczej organizują się i przechowują DNA.

Komórka prokariotyczna nie ma prawdziwego jądra związanego z błoną. Zamiast tego obszar cytoplazmy, nukleoid, zawiera cały genom w jednym zapętlonym i dwuniciowym chromosomie. DNA jest tutaj ciasno zwinięte, super zwinięte w celu efektywnego przechowywania.

Oprócz pełnego genomu w cytoplazmie znajdują się mniejsze dwuniciowe cząsteczki DNA, plazmidy.

Replikują się niezależnie od komórki i mogą zawierać geny, które nadają komórkom przeżycie, takie jak oporność na antybiotyki.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for