البلازميدات والعناصر الوراثية المتنقلة

البلازميدات وغيرها من العناصر الوراثية المتنقلة هي قطع من الحمض النووي (DNA) تتناسخ أو تتحرك بشكل شبه مستقل عن الكروموسوم، حاملةً جينات إضافية وتعيد تشكيل الجينومات البكتيرية.

Definition

العناصر الوراثية المتنقلة هي أجزاء من الحمض النووي (DNA) يمكنها التحرك داخل الجينومات أو بينها أو التناسخ بشكل مستقل عن الكروموسوم، وتشمل البلازميدات، والترانسبوزونات، وتسلسلات الإدخال، والإنتغرونات.

Scope

يغطي هذا الموضوع البلازميدات وتناسخها، والتحكم في عدد النسخ، وتصنيفها؛ وبلازميدات المقاومة والضراوة؛ والترانسبوزونات وتسلسلات الإدخال التي تتحرك داخل وبين جزيئات الحمض النووي؛ والإنتغرونات التي تلتقط الكاسيتات الجينية؛ ودور هذه العناصر في مرونة الجينوم وانتشار السمات التكيفية. كما يشير إلى استخدام البلازميدات كنواقل للاستنساخ والتعبير الجيني.

Core questions

• كيف تتناسخ البلازميدات وتحافظ على استقرارها في التجمع؟
• كيف تتحرك الترانسبوزونات وتسلسلات الإدخال داخل الجينومات؟
• لماذا تُعد العناصر المتنقلة مهمة لانتشار المقاومة؟
• كيف تُستغل البلازميدات كأدوات في الهندسة الوراثية؟

Key concepts

• تناسخ البلازميد وعدد النسخ
• بلازميدات المقاومة والضراوة
• الترانسبوزونات وتسلسلات الإدخال
• الإنتغرونات والكاسيتات الجينية
• البلازميدات كنواقل استنساخ

Mechanisms

البلازميدات عادةً ما تكون جزيئات دائرية من الحمض النووي (DNA) تتناسخ باستخدام أصولها الخاصة وتتوزع على الخلايا الوليدة، وأحيانًا تشفر وظائف النقل للتزاوج البكتيري. تتحرك الترانسبوزونات وتسلسلات الإدخال بآليات إعادة التركيب التي تستأصل العنصر وتعيد إدخاله أو تنسخه إلى موقع جديد، وغالبًا ما تحمل معها جينات إضافية. تلتقط الإنتغرونات الكاسيتات الجينية وتعبر عنها، مما يساعد في تجميع مصفوفات محددات المقاومة.

Clinical relevance

تُعد العناصر الوراثية المتنقلة وسائط رئيسية لانتشار مقاومة المضادات الحيوية وجينات الضراوة بين البكتيريا، وتُستخدم البلازميدات المهندسة كنواقل قياسية لإدخال الجينات والتعبير عنها في البيولوجيا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية.

History

كشف اكتشاف باربرا ماكلينتوك للعناصر القافزة في الذرة في منتصف القرن العشرين أن العناصر الوراثية يمكن أن تتحرك داخل الجينومات، وهو مفهوم امتد لاحقًا ليشمل البكتيريا، حيث وُجد أن البلازميدات والترانسبوزونات تدفع انتشار مقاومة المضادات الحيوية.

Key figures

• Barbara McClintock
• Joshua Lederberg

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

ما الفرق بين البلازميد والترانسبوزون؟

البلازميد هو جزيء حمض نووي (DNA) ذاتي التناسخ، وعادةً ما يكون دائريًا، ويوجد بشكل منفصل عن الكروموسوم. أما الترانسبوزون فهو جزء من الحمض النووي (DNA) ينتقل من موقع إلى آخر داخل جزيئات الحمض النووي أو بينها، بما في ذلك الكروموسومات والبلازميدات، بدلاً من التناسخ بشكل مستقل.