Epizoma: tipai ir jų savybės

Epizodas genetikos srityje yra DNR molekulė, galinti savarankiškai replikuotis šeimininko ląstelės citoplazmoje ir fiziškai integruota į šeimininko chromosomą, taip pat replikuojama kaip viena molekulė ( mes vadiname cointegrado).

Todėl epizomą galima interpretuoti kaip sambūvio būdą, o ne kaip replikono tipą. Tiesą sakant, kai kuriems autoriams transpozonai ir įterpimo sekos gali būti laikomos epizomomis, nes jos veiksmingai vyksta šeimininko ląstelės chromosomoje, nors jos niekada neturi nepriklausomos ir autonominės citoplazmos egzistavimo.

Atvirkščiai, eukariotinėse ląstelėse epizomas labiau susijęs su viruso replikonais, kurie kartu yra kaip plazmidės užkrėstose ląstelėse, nei virusams, kurie gali būti integruoti į šeimininko ląstelės genomą.

Tai ne vienintelis atvejis, kai tas pats žodis reiškia skirtingus dalykus eukariotuose ir prokariotuose (pavyzdžiui, terminą transformacija). Epizomai turi turtingą šiuolaikinės genetikos raidą, nes jie padėjo atskleisti įdomius su paveldėjimu susijusius reiškinius.

Epizomos, kurios yra bakteriofagai

Vienas iš klasikinių epizomų pavyzdžių yra bakteriofagas lambda jo šeimininko bakterijoje, iš kurių geriausiai žinomas Escherichia coli. Bakteriofagas (sutrumpintas fagas) yra virusas, kuris užkrečia bakterijas.

Esant sąlygoms, palankioms bakterijos užsikrėtimui fagu, gali būti cirkuliuojamas į citoplazmą įvestas virusinis genomas, o specifiniai vietovės rekombinacijos įvykiai gali būti integruoti į šeimininko bakterijos chromosomą.

Fageno genome yra maža nukleotidų seka (attλ), kuri puikiai papildo susijungimo vietą (att achment) bakterijos apykaitinėje chromosomoje (attB).

Šių dviejų vietų rekombinacijos įvykis sukelia kointegraciją tarp dviejų apskritimų, dėl kurių atsiranda didesnis apskritimas. Kai bakterijų chromosoma replikuojama, viruso genomas yra replikuojamas (epizo būsenoje).

Tai gali nutikti begalinėms kartoms - nebent indukcinis įvykis sukeltų viruso genomo išskyrimą ir vėlesnį patekimą į savarankišką viruso replikacinį ciklą, kuris baigsis bakterijų lizė, kad išlaisvintų naujus sukurtus virionus.

Epizomos, kurios yra plazmidės

Kitas geriausiai žinomas epizomų pavyzdys yra vaisingumo faktorius arba F. plazmidė. Kartais, priklausomai nuo šeimininko bakterijos (pvz., E. coli) nukleotidų konformacijos, cirkuliacinė plazmidė rekombinuoja su homologinėmis vietomis, esančiomis chromosomoje. bakterijų, kurios sukelia kointegraciją.

Tai reiškia, kad plazmidė gali kopijuoti mažu kopijų skaičiumi bakterijų citoplazmoje arba, jei ji yra integruota, kopijuoti kaip kopiją, atitinkančią bakterijų be F (paprastai vieną) kopijų skaičių.

Savo būklėje kaip epizomas F suteikia bakterijai galimybę gaminti didelį rekombinantų skaičių po konjugacijos proceso.

F + bakterija (ty turinti savarankišką F plazmidę), kuri patenka į šį elementą, sakoma, yra Hfr (dideliam rekombinacijos dažniui, jo akronimui anglų kalba), nes konjugacijos atveju tai yra teoriškai sugeba „vilkti“ visą bakterijų chromosomą į F- (ty, neturinčio vaisingumo faktoriaus arba F-plazmidės) bakterijų.

Apskritai sekos, kurios suteikia homologiją (ir todėl panašumą ir komplementarumą) tarp F plazmidės ir bakterinės chromosomos, siekiant patikrinti specifinį vietovės rekombinacijos procesą, kuris sukelia kointegraciją, yra įterpimo sekos.

Epizomos eukariotinėse ląstelėse

Dėl istorinių priežasčių terminas „epizomas“ (aukščiau + kūnas) visada buvo susijęs su plazmidės, kuri iš pradžių kilo iš ekstrakromosomų elementų prokariotuose, pasaulį.

Suradę panašius elementus eukariotuose, tas pats buvo panaudotas virusų genomų molekulėms, galinčioms autoreplicuoti šio tipo užkrėstose ląstelėse su savybėmis, panašiomis į plazmidų prokariotuose.

Tai reiškia, kad eukariotinėse ląstelėse, užkrėstose virusais, kai kuriais atvejais galime rasti, kad jų replikacijos ciklo metu virusas ląstelėje egzistuoja kaip apykaitinė DNR molekulė, panaši į šias kitas replikonus, aprašytus, pavyzdžiui, bakterijose.

Dažniausiai žinomi virusai, kurie gali egzistuoti kaip cirkuliacinės autonominės replikacijos DNR molekulės (iš šeimininko chromosomos), priklauso Herpesviridae, Adenoviridae ir Polyomaviridae šeimoms.

Tačiau nė vienas iš jų nėra integruotas į šeimininko genomą, todėl gali būti laikoma, kad jie kartojasi kaip plazmidės ir neatitinka būdingos kokybės, kuri apibūdina epizomą: integruotis į šeimininko genomą.

Nors buvo pasiūlytas termino panaikinimas, galbūt tai nieko nedaro, bet sukelia painiavą klausimui, kuris jau yra gana sudėtingas.

Išvados

Trumpai tariant, galime pasakyti, kad etimologiškai kalbantis epizomas yra genetinis autonominio replikacijos elementas, kuris ląstelėje gali egzistuoti kaip laisvos DNR molekulės arba fiziškai integruotas su šeimininko ląstelėmis.

Tačiau genetikos požiūriu epizomas yra plazmidė arba virusas, kuris gali būti integruotas į prokariotų genomą, arba vienas iš plazmidės tipų, kuriuos eukariotinė ląstelė gali uoste.

Įdomu tai, kad virusai, kurie gali būti įterpti į eukariotinio šeimininko genomą (retrovirusą), nelaikomi epizomomis.