98. Что такое плазмиды?

Плазмиды - это внехромосомные факторы наследственности, генетические элементы, способные стабильно существовать в клетке в антономном не связанном с хромосомами состоянии.

Нуклеиновая природа плазмид была показана в 1961 г. путем определения их чувствительности к распаду ³²Р. Разработан метод избирательного выделения ДНК плазмид в результате центрифугирования в градиенте плотности CsCl. Метод основан на способности бромида этидия внедряться исключительно в хромосомную ДНК, что позволяет разделять хромосомы и плазмиды по их плотности. Подобное же разделение можно произвести и с помощью электрофореза в геле. ДНК плазмид (F-фактор, Col-фактор, R-фактор) представляет двухцепочечную кольцевую структуру, часто закрученную в суперспирали. Молекулярные массы плазмид составляют от 1,5·10⁶ до 600·10⁶.

Плазмиды бывают трех типов: половой фактор бактерий, факторы стойкости бактерий к лекарствам и колициногены. Половой фактор кишечной палочки имеет молекулярную массу 65·10⁶, длину 31 нм и содержит 100000 пар нуклеотидов. По способности передаваться от одной бактерии к другой различают конъюгативные (трансмиссивные) и неконъюгативные (нетрансмиссивные) плазмиды. Некоторые плазмиды, подобно F-фактору, являются факторами половой дифференциации бактерий, придавая им свойства донора или реципиента. Таким свойством обладают некоторые R-факторы, имеющие гены устойчивости к определенным антибиотикам и сульфамидным препаратам, Col-плазмиды, контролирующие синтез колицинов (в общем виде - бактериоцинов) веществ, убивающие тот же вид бактерий, что и продуцент колицина. Некоторые плазмиды играют важную роль в патогенности бактерий.

К неконъюгативным плазмидам относятся Col E1, Col Е2 и некоторые R-факторы. Они могут передаваться от клетки к клетке путем трансдукции, трансформации или совместное конъюгативными плазмидами. Многие плазмиды используются в качестве векторов в генетической инженерии. Функциональное разнообразие плазмид очень велико. Например, бактерии рода псевдомонас несут плазмиды биодеградации, определяющие способности этих бактерий утилизировать в качестве источника углерода нафталин, толуол, камфору.

Плазмиды определяют способность ряда почвенных бактерий вступать в симбиоз с бобовыми растениями, обеспечивая образование корневых клубеньков, необходимых для усвоения азота. Некоторые плазмиды придают бактериям способность индуцировать добавочные корни у двудольных растений, что может иметь практическое значение в условиях низкой увлажненности. Конъюгативность некоторых R-плазмид обеспечивает возможность быстрого распространения устойчивости ко многим антибиотикам, что представляет серьезную проблему для медицины и ветеринарии.