Plasmid và các Yếu tố Di truyền Di động

Plasmid và các yếu tố di truyền di động khác là những đoạn DNA tự tái bản hoặc di chuyển bán độc lập với nhiễm sắc thể, mang các gen phụ trợ và định hình lại bộ gen của vi khuẩn.

Definition

Các yếu tố di truyền di động là các đoạn DNA có thể di chuyển trong hoặc giữa các bộ gen hoặc tái bản độc lập với nhiễm sắc thể, bao gồm plasmid, transposon, trình tự chèn và integron.

Scope

Chủ đề này bao gồm plasmid và sự tái bản của chúng, kiểm soát số lượng bản sao, và phân loại; plasmid kháng thuốc và độc lực; transposon và trình tự chèn di chuyển trong và giữa các phân tử DNA; integron bắt giữ các cassette gen; và vai trò của các yếu tố này trong tính mềm dẻo của bộ gen và sự lây lan của các đặc điểm thích nghi. Nó cũng đề cập đến việc sử dụng plasmid làm vector nhân dòng và biểu hiện.

Core questions

• Plasmid tái bản và duy trì ổn định trong quần thể như thế nào?
• Transposon và trình tự chèn di chuyển trong bộ gen như thế nào?
• Tại sao các yếu tố di động lại quan trọng đối với sự lây lan của kháng thuốc?
• Plasmid được khai thác làm công cụ trong kỹ thuật di truyền như thế nào?

Key concepts

• Tái bản plasmid và số lượng bản sao
• Plasmid kháng thuốc và độc lực
• Transposon và trình tự chèn
• Integron và cassette gen
• Plasmid làm vector nhân dòng

Mechanisms

Plasmid thường là các phân tử DNA vòng tự tái bản bằng cách sử dụng các điểm khởi đầu riêng của chúng và phân chia vào các tế bào con, đôi khi mã hóa các chức năng chuyển giao cho quá trình tiếp hợp. Transposon và trình tự chèn di chuyển bằng các cơ chế tái tổ hợp cắt bỏ và chèn lại yếu tố hoặc sao chép nó đến một vị trí mới, thường mang theo các gen phụ trợ. Integron bắt giữ và biểu hiện các cassette gen, giúp lắp ráp các mảng yếu tố quyết định kháng thuốc.

Clinical relevance

Các yếu tố di truyền di động là phương tiện chính cho sự lây lan của gen kháng sinh và gen độc lực giữa các vi khuẩn, và các plasmid được thiết kế đóng vai trò là vector tiêu chuẩn để đưa vào và biểu hiện gen trong sinh học phân tử và công nghệ sinh học.

History

Việc Barbara McClintock phát hiện ra các yếu tố chuyển vị ở ngô vào giữa thế kỷ 20 đã tiết lộ rằng các yếu tố di truyền có thể di chuyển trong bộ gen, một khái niệm sau đó được mở rộng sang vi khuẩn, nơi plasmid và transposon được tìm thấy là động lực thúc đẩy sự lây lan của kháng kháng sinh.

Key figures

• Barbara McClintock
• Joshua Lederberg

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa plasmid và transposon là gì?

Plasmid là một phân tử DNA tự tái bản, thường có dạng vòng, tồn tại tách biệt với nhiễm sắc thể. Transposon là một đoạn DNA di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trong hoặc giữa các phân tử DNA, bao gồm nhiễm sắc thể và plasmid, thay vì tự tái bản độc lập.