Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

10.2: Genomisch DNA in Prokaryoten
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Genomic DNA in Prokaryotes
 
TRANSCRIPT

10.2: Genomic DNA in Prokaryotes

10.2: Genomisch DNA in Prokaryoten

The genome of most prokaryotic organisms consists of double-stranded DNA organized into one circular chromosome in a region of cytoplasm called the nucleoid. The chromosome is tightly wound, or supercoiled, for efficient storage. Prokaryotes also contain other circular pieces of DNA called plasmids. These plasmids are smaller than the chromosome and often carry genes that confer adaptive functions, such as antibiotic resistance.

Genomic Diversity in Bacteria

Although bacterial genomes are much smaller than eukaryotic genomes, they vary considerably in size and gene content. One of the smallest known bacterial genomes is that of Mycoplasma genitalium, a sexually transmitted pathogen that causes urinary and genital tract infections in humans. The M. genitalium genome is 580,076 base pairs long and consists of 559 (476 coding and 83 noncoding) genes. On the other end of the spectrum lies a particular strain of Sorangium cellulosum, a soil-dwelling bacterium. The S. cellulosum genome is enormous for a bacterium at 14,782,125 base pairs long, encoding 11,599 genes.

Bacteria Can Gain Antibiotic Resistance from Plasmids

Before the discovery of antibiotics, minor injuries could turn deadly due to the inability to stop simple bacterial infections. The discovery of penicillin in 1928 ushered in the antibiotic era, characterized by revolutionizing medical treatments and an increase in life expectancy. However, the overuse of antibiotics in humans and agricultural animals has caused some bacteria to evolve resistance to antibiotics, rendering them less effective or ineffective. Antibiotic resistance genes can be carried on plasmids, which is problematic because many bacteria can exchange plasmids with distantly related species through a process called bacterial conjugation. Antibiotic resistance can, therefore, spread quickly through bacterial populations, highlighting the urgent need to develop new antibiotics.

Het genoom van de meeste prokaryote organismen bestaat uit dubbelstrengs DNA dat is georganiseerd in één circulair chromosoom in een gebied van het cytoplasma dat de nucleoïde wordt genoemd. Het chromosoom is strak gewonden, of super opgerold, voor efficiënte opslag. Prokaryoten bevatten ook andere ronde stukjes DNA die plasmiden worden genoemd. Deze plasmiden zijn kleiner dan het chromosoom en dragen vaak genen die adaptieve functies verlenen, zoals antibioticaresistentie.

Genomische diversiteit in bacteriën

Hoewel bacteriële genomen veel kleiner zijn dan eukaryote genomen, variëren ze aanzienlijk in grootte en gengehalte. Een van de kleinste bekende bacteriële genomen is die van Mycoplasma genitalium , een seksueel overdraagbare ziekteverwekker die bij mensen urineweg- en geslachtsweginfecties veroorzaakt. Het M. genitalium- genoom is 580.076 basenparen lang en bestaat uit 559 (476 coderende en 83 niet-coderende) genen. Aan de andere kant van het spectrum ligt een bepaalde stam van Sorangium cellulosum , een gronddwelling bacterie. Het genoom van S. cellulosum is enorm voor een bacterie van 14.782.125 basenparen lang, die codeert voor 11.599 genen.

Bacteriën kunnen antibioticaresistentie krijgen door plasmiden

Vóór de ontdekking van antibiotica konden kleine verwondingen dodelijk worden vanwege het onvermogen om eenvoudige bacteriële infecties te stoppen. De ontdekking van penicilline in 1928 luidde het antibioticumtijdperk in, dat werd gekenmerkt door een revolutie in medische behandelingen en een langere levensverwachting. Het overmatig gebruik van antibiotica bij mensen en landbouwhuisdieren heeft er echter voor gezorgd dat sommige bacteriën resistent zijn geworden tegen antibiotica, waardoor ze minder effectief of ondoelmatig worden. Antibioticumresistentiegenen kunnen worden gedragen op plasmiden, wat problematisch is omdat veel bacteriën plasmiden kunnen uitwisselen met ver verwante soorten via een proces dat bacteriële conjugatie wordt genoemd. Antibioticaresistentie kan zich daarom snel verspreiden onder bacteriële populaties, wat de dringende noodzaak benadrukt om nieuwe anti-bacteriële middelen te ontwikkelenbiotica.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter