प्रतिरोधक जीन और क्षैतिज जीन स्थानांतरण

कई एंटीबायोटिक प्रतिरोधक लक्षण केवल लंबवत रूप से वंशानुगत नहीं होते हैं, बल्कि डीएनए के गतिशील टुकड़ों पर होते हैं जो बैक्टीरिया के बीच, यहां तक कि प्रजातियों के पार भी स्थानांतरित होते हैं। क्षैतिज जीन स्थानांतरण — संयुग्मन, रूपांतरण और पारक्रमण द्वारा — प्लास्मिड, ट्रांसपोसॉन और इंटीग्रॉन जैसे गतिशील आनुवंशिक तत्वों के साथ मिलकर, प्रतिरोधक जीनों को सूक्ष्मजीव आबादी में तेजी से फैलने की अनुमति देता है।

Definition

क्षैतिज जीन स्थानांतरण बैक्टीरिया के बीच आनुवंशिक सामग्री का संचलन है जो लंबवत वंशानुक्रम के अलावा होता है; प्रतिरोध के संदर्भ में यह संयुग्मन, रूपांतरण या पारक्रमण के माध्यम से गतिशील आनुवंशिक तत्वों पर ले जाए गए प्रतिरोधक जीनों के प्रसार को दर्शाता है।

Scope

यह विषय उन प्रतिरोधक जीनों को शामिल करता है जो गतिशील कार्गो के रूप में प्रसारित होते हैं और उन्हें स्थानांतरित करने वाले आनुवंशिक वाहन और प्रक्रियाएं: प्लास्मिड, ट्रांसपोसॉन, इंसर्शन सीक्वेंस, इंटीग्रॉन और जीन कैसेट, और क्षैतिज स्थानांतरण के तीन शास्त्रीय मार्ग। यह आनुवंशिक-आधार विषय का पूरक है, जो गुणसूत्र और उत्परिवर्तन प्रतिरोध को संबोधित करता है। यह उपचार सूक्ष्मजीवविज्ञानी और आनुवंशिक है न कि नैदानिक।

Core questions

• प्रतिरोधक जीन एक ही या विभिन्न प्रजातियों के बैक्टीरिया के बीच कैसे स्थानांतरित होते हैं?
• प्रतिरोध को पकड़ने और फैलाने में प्लास्मिड, ट्रांसपोसॉन और इंटीग्रॉन की क्या भूमिकाएँ हैं?
• स्थानांतरण मार्गों के रूप में संयुग्मन, रूपांतरण और पारक्रमण कैसे भिन्न होते हैं?
• अकेले उत्परिवर्तन की तुलना में गतिशीलता प्रतिरोध के प्रसार को क्यों तेज करती है?

Key concepts

• संयुग्मन
• रूपांतरण
• पारक्रमण
• प्लास्मिड
• ट्रांसपोसॉन और इंसर्शन सीक्वेंस
• इंटीग्रॉन और जीन कैसेट
• मोबाइल आनुवंशिक तत्व
• मल्टीड्रग-प्रतिरोध क्षेत्र

Mechanisms

प्रतिरोधक जीन तीन शास्त्रीय स्थानांतरण मार्गों द्वारा फैलते हैं। संयुग्मन में, डीएनए — अक्सर एक स्व-स्थानांतरणीय प्लास्मिड — दाता से प्राप्तकर्ता तक सीधे कोशिका-से-कोशिका संपर्क के माध्यम से गुजरता है; रूपांतरण में, एक कोशिका अपने पर्यावरण से मुक्त डीएनए को ग्रहण करती है; और पारक्रमण में, एक बैक्टीरियोफेज एक मेजबान से दूसरे मेजबान तक जीवाणु डीएनए ले जाता है। गतिशील आनुवंशिक तत्व स्थानांतरण के लिए प्रतिरोधक जीनों को पैकेज और केंद्रित करते हैं: प्लास्मिड प्रतिकृति वाहनों के रूप में कार्य करते हैं, ट्रांसपोसॉन और इंसर्शन सीक्वेंस प्रतिकृति के भीतर और बीच में जीनों को स्थानांतरित करते हैं, और इंटीग्रॉन गतिशील जीन कैसेट को पकड़ते हैं और उन्हें एक साझा प्रमोटर के तहत व्यवस्थित करते हैं। ये तत्व अक्सर कई प्रतिरोधक जीनों को कॉम्पैक्ट मल्टीड्रग-प्रतिरोध क्षेत्रों में एकत्रित करते हैं, ताकि एक ही स्थानांतरण घटना एक साथ कई दवा वर्गों के लिए प्रतिरोध प्रदान कर सके (पार्ट्रिज एट अल।, 2018; पार्ट्रिज, 2011)।

Clinical relevance

क्षैतिज स्थानांतरण बताता है कि प्रतिरोध पहले से संवेदनशील जीव में अचानक क्यों प्रकट हो सकता है और मल्टीड्रग-प्रतिरोधी बैक्टीरिया के प्रकोप समान प्रतिरोध तत्वों को क्यों साझा कर सकते हैं; यह प्रतिरोध प्रसार और निगरानी को समझने के लिए संदर्भ ज्ञान है। यह प्रविष्टि जीन स्थानांतरण के जीव विज्ञान का वर्णन करती है और उपचार या संक्रमण-नियंत्रण नुस्खे का आधार नहीं है।

Epidemiology

मोबाइल प्रतिरोधक तत्व पर्यावरणीय, सहभोजी और रोगजनक बैक्टीरिया में व्यापक रूप से प्रसारित होते हैं, और समान या निकट संबंधी प्लास्मिड और इंटीग्रॉन-जनित कैसेट महाद्वीपों में बार-बार आते हैं। यह गतिशीलता, प्रतिरोधक जीनों के एक प्राचीन भंडार पर कार्य करते हुए, निर्धारकों को स्वतंत्र उत्परिवर्तन की भविष्यवाणी की तुलना में कहीं अधिक तेजी से फैलने की अनुमति देती है (डेविस एंड डेविस, 2010; पार्ट्रिज एट अल।, 2018)।

Evidence & guidelines

मोबाइल तत्वों और स्थानांतरण मार्गों का विवरण यहां प्रतिरोध आनुवंशिकी की व्यापक रूप से उद्धृत समीक्षाओं (पार्ट्रिज एट अल।, 2018; पार्ट्रिज, 2011; मुनिता एंड एरियस, 2016) का अनुसरण करता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और कोई नैदानिक या संक्रमण-नियंत्रण दिशानिर्देश प्रदान नहीं करती है।

History

प्रतिरोध की स्थानांतरणीयता को बीसवीं शताब्दी के मध्य में पहचाना गया था जब प्रतिरोध को संचरित प्लास्मिड पर आंत्र बैक्टीरिया के बीच पारित होते देखा गया था, जिसे तब आर कारक कहा जाता था। बाद के दशकों में ट्रांसपोसॉन, इंसर्शन सीक्वेंस और इंटीग्रॉन को मॉड्यूलर मशीनरी के रूप में चित्रित किया गया जो प्रतिरोधक जीनों को पकड़ता और पुनर्व्यवस्थित करता है, जिससे क्षैतिज स्थानांतरण को मल्टीड्रग प्रतिरोध के विकास में एक केंद्रीय शक्ति के रूप में स्थापित किया गया (पार्ट्रिज, 2011; डेविस एंड डेविस, 2010)।

Key figures

• Sally R. Partridge
• Julian Davies
• Cesar A. Arias

Seminal works

• partridge-2018
• partridge-2011
• davies-davies-2010

Frequently asked questions

बैक्टीरिया प्रतिरोधक जीनों को क्षैतिज रूप से स्थानांतरित करने के तीन तरीके क्या हैं?

संयुग्मन (कोशिका संपर्क के माध्यम से सीधा स्थानांतरण, अक्सर एक प्लास्मिड का), रूपांतरण (पर्यावरण से मुक्त डीएनए का ग्रहण), और पारक्रमण (एक बैक्टीरियोफेज द्वारा स्थानांतरण)।

प्रतिरोध के लिए इंटीग्रॉन और प्लास्मिड क्यों महत्वपूर्ण हैं?

वे कई प्रतिरोधक जीनों को एक साथ पकड़ते और ले जाते हैं, इसलिए एक ही स्थानांतरण घटना एक साथ कई एंटीबायोटिक वर्गों में प्रतिरोध को स्थानांतरित कर सकती है, जिससे मल्टीड्रग प्रतिरोध का प्रसार तेज हो जाता है।