transpozitia elemente genetice mobile jumping genes transposable genetic elements (tge)
DESCRIPTION
TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE). Dr. Carmen Costache. Planul cursului. TGE – Definitie TGE – clasificare Transpozitia Definitie Nespecifica/Situs-specifica Transpozoni Clasificare, exemple Integroni Retroni - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/1.jpg)
TRANSPOZITIATRANSPOZITIA
ELEMENTE GENETICE MOBILEELEMENTE GENETICE MOBILE
JUMPING GENESJUMPING GENES
TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)
Dr. Carmen CostacheDr. Carmen Costache
![Page 2: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/2.jpg)
Planul cursuluiPlanul cursului
• TGE – DefinitieTGE – Definitie• TGE – clasificareTGE – clasificare• TranspozitiaTranspozitia
– DefinitieDefinitie– Nespecifica/Situs-specificaNespecifica/Situs-specifica
• TranspozoniTranspozoni– Clasificare, exempleClasificare, exemple
• IntegroniIntegroni• RetroniRetroni• Rolul materialului extracromozomialRolul materialului extracromozomial
![Page 3: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/3.jpg)
TGE TGE
• Segmente mobile de ADN Segmente mobile de ADN
• Responsabile de Responsabile de transpozitietranspozitie
• Dependente de un repliconDependente de un replicon – Lipsite de fgm“ori”Lipsite de fgm“ori”
• La capete au La capete au – ITRITR ( (inverted terminal inverted terminal
repeats)repeats)
– Structura de atasareStructura de atasare
• 5-9 bp5-9 bp
![Page 4: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/4.jpg)
TGE - clasificareTGE - clasificare
• 1) 1) Transpozoni (Tn)Transpozoni (Tn)
• 2) 2) IntegroniIntegroni– Zone de ADN care primesc Zone de ADN care primesc
fgm de ADN, genefgm de ADN, gene
• 3)3) Retropozoni Retropozoni (retroni) (retroni) – Fragmente mobilizabile de ADNFragmente mobilizabile de ADN
– Transcrise prin ARNTranscrise prin ARN
– Au ADN reverse transcriptaza.Au ADN reverse transcriptaza.
– ARN-ADN hibrid ARN-ADN hibrid
reverse transcriptase
![Page 5: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/5.jpg)
TranspozitiaTranspozitia
• Mutarea TGEMutarea TGE– Pe aceasi molecula ADN Pe aceasi molecula ADN
• in pozitii diferitein pozitii diferite
– Intre molecule de ADN diferite Intre molecule de ADN diferite •Cromozom bacterian Cromozom bacterian plasmida plasmida
•Cromozom bacterian Cromozom bacterian bacteriofag bacteriofag
![Page 6: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/6.jpg)
TranspozitieTranspozitieNespecifica Nespecifica // Site Site
specifica specifica ilegitimailegitima // legitimalegitima
• ITR scurteITR scurte
• Zona tinta de Zona tinta de atasare: oriundeatasare: oriunde
• Transpozon inserat Transpozon inserat in zone diferite ale in zone diferite ale moleculei de ADN.moleculei de ADN.
• ITR lungiITR lungi
• Zona tinta de Zona tinta de atasare: specificaatasare: specifica
• transpozon inserat transpozon inserat doar in zone doar in zone specifice ale specifice ale moleculei de ADN, moleculei de ADN,
• Recombinare situs Recombinare situs specifica.specifica.
![Page 7: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/7.jpg)
TranspozoniTranspozoni (Tn) (Tn):: 3 clase3 clase
• Clasa I : “Cut & Paste” (Clasa I : “Cut & Paste” (nereplicativa)nereplicativa)– Tn Simpli = Secvente de insertie -ISTn Simpli = Secvente de insertie -IS
– Tn compusiTn compusi
• Clasa II Clasa II : “Copy & Paste” (: “Copy & Paste” (replicativa)replicativa)– Gena transpozazaGena transpozaza
– cointegrat-rezolvazacointegrat-rezolvaza
– 2 IS 2 IS
– Gene de rezistenta antibioticeGene de rezistenta antibiotice
• Clasa III : Clasa III : “Copy & Paste“Copy & Paste”(replicativa)”(replicativa)– Bacteriofagii mutatoriBacteriofagii mutatori
![Page 8: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/8.jpg)
Clasa I : Secvente de insertie -ISClasa I : Secvente de insertie -IS• 800-1400 bp800-1400 bp• IS = ITR + gena transpozaza + ITRIS = ITR + gena transpozaza + ITR
– Secvente de nucleotide identice Secvente de nucleotide identice sau f.asemanatoare sau f.asemanatoare
– Implicate in integrarea in ADN Implicate in integrarea in ADN receptor.receptor.
• Efect: mutatieEfect: mutatie
![Page 9: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/9.jpg)
Clasa I: Transpozoni CompusiClasa I: Transpozoni Compusi
Domenii:Domenii:
• 1 – la fiecare capat ITR 1 – la fiecare capat ITR
• 2 – gena transpozaza 2 – gena transpozaza
• 3 – gene structurale 3 – gene structurale
– Rezistenta la antibiotice "r" Rezistenta la antibiotice "r" • Kanamicinä, Cloramfenicol, Kanamicinä, Cloramfenicol, Lactamine, Lactamine,
Sulfamide Sulfamide
– Factori de patogenitate Factori de patogenitate • e.g.: toxine - e.g.: toxine - enterotoxină enterotoxină
![Page 10: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/10.jpg)
Exemple de Exemple de TranspozoniTranspozoni de rezistenta la de rezistenta la antibioticeantibiotice
• Kanamicina = Kanamicina = K TnK Tn
• Chlormafenicol = Tn 9 Chlormafenicol = Tn 9
• β-lactamine: β-lactamine: Amp transposon: Amp transposon: AmpR AmpR
• Tetraciclina: Tc Tetraciclina: Tc transposon: transposon: TcRTcR
![Page 11: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/11.jpg)
Transpozoni Transpozoni Clasa IIClasa II • Copy & PasteCopy & Paste = =
transpozitie replicativa • E: cointegrat-rezolvazaE: cointegrat-rezolvaza
• fuziunea a 2 plasmide, una dintre fuziunea a 2 plasmide, una dintre acestea deţinănd un transpozonacestea deţinănd un transpozon
• ReplicareReplicare• 2 plasmide separate2 plasmide separate• Fiecare are transpozonFiecare are transpozon
– Cu gene de rezistentaCu gene de rezistenta
• Plasmidele R = Plasmidele R = colectie de Tn cu colectie de Tn cu gene “r”gene “r”
![Page 12: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/12.jpg)
Transpozoni Clasa III = bacteriofag mutator (Mu)
• Capacitate mare de transpozitie replicativa. Capacitate mare de transpozitie replicativa.
• ~ 100 copii~ 100 copii
• => => mutatii cu frecventa ridicatamutatii cu frecventa ridicata
– Inactivarea geneiInactivarea genei
– Activarea genei alaturateActivarea genei alaturate
– DeletiiDeletii
– InsertiiInsertii
![Page 13: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/15.jpg)
IntegroniIntegroni • Secventa de ADN stabila Secventa de ADN stabila achizitioneaza Tn (gene “r”) achizitioneaza Tn (gene “r”)
– Pe plasmidePe plasmide– Pe cromozomPe cromozom
Integreaza in casete gene de rezistenta pentru diferite tipuri de antibiotice
Prin recombinare site-specifica 3 tipuri de integraze Casetele de gene cu gene de R la AB
exista autonom in citoplasma.
• Casetele de gene =>Casetele de gene =>– Mecanism pentru Mecanism pentru Rezistenta multipla la antibioticeRezistenta multipla la antibiotice, ,
![Page 16: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/16.jpg)
Mechanisms of antibiotic resistance
![Page 17: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/17.jpg)
• secvente de ADN care codifica o revers transcriptazasecvente de ADN care codifica o revers transcriptaza• HIV = structura de retropozon (si alte retrovirusuri)HIV = structura de retropozon (si alte retrovirusuri)• Asociate frecvent cu ADN profag Asociate frecvent cu ADN profag • Exista la multe bacteriiExista la multe bacterii
Retronii (retropozoni)
![Page 18: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/18.jpg)
Efectele revers transcriptieiEfectele revers transcriptiei• Introducerea unui ADN “modificat”Introducerea unui ADN “modificat”
• Defecte punctiforme dar potential Defecte punctiforme dar potential semnificativesemnificative
• Responsabile pentru schimbari importante Responsabile pentru schimbari importante in genomul prokariot in genomul prokariot
• Generarea multor copii de secvente de Generarea multor copii de secvente de ADN modificatADN modificat
• Cresc frecventa mutatiilor spontaneCresc frecventa mutatiilor spontane
![Page 19: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/19.jpg)
HIV si alte retrovirusuriHIV si alte retrovirusuri
• Au structura de retroni. Au structura de retroni. • RT = revers transcriptazaRT = revers transcriptaza• LTR = long terminal repeats LTR = long terminal repeats
(repetari terminale lungi)(repetari terminale lungi)
![Page 20: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/20.jpg)
ROLUL MATERIALULUL GENETIC ROLUL MATERIALULUL GENETIC EXTRACROMOZOMIALEXTRACROMOZOMIAL
• variabilitatea caracterelor bacteriene, variabilitatea caracterelor bacteriene,
• proprietăţi noiproprietăţi noi:: •patogenitatea bacteriană, patogenitatea bacteriană,
•modificarea structurii antigenice, modificarea structurii antigenice,
•dobândirea unor proprietăţi metabolice,dobândirea unor proprietăţi metabolice,
•rezistenţa la antibioticerezistenţa la antibiotice//alţi factori alţi factori antibacterieniantibacterieni
![Page 21: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/21.jpg)
PATOGENITATE BACTERIANĂPATOGENITATE BACTERIANĂ
A.A. Toxine bacterieneToxine bacteriene• 1. 1. CCodificate de odificate de bacteriofagii temperaţibacteriofagii temperaţi::
– toxina difterică codificată de bacteriofagul toxina difterică codificată de bacteriofagul tox, la bacilul tox, la bacilul diftericdifteric
– eritrotoxina - toxina scarlatinoasă, la streptococul eritrotoxina - toxina scarlatinoasă, la streptococul hemolitic hemolitic– fibrinolizina stafilococicăfibrinolizina stafilococică– enterotoxina stafilococicăenterotoxina stafilococică– toxina Shiga-like, la bacilul colitoxina Shiga-like, la bacilul coli
• 2. 2. CCodificate de odificate de plasmideplasmide: : – toxina exfoliativă a stafilococilor toxina exfoliativă a stafilococilor – toxina bacilului cărbunostoxina bacilului cărbunos– toxina bacilului tetanictoxina bacilului tetanic– hemolizina bacilului colihemolizina bacilului coli– enterotoxina tulpinilor enterotoxigene de enterotoxina tulpinilor enterotoxigene de E. coliE. coli
![Page 22: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/22.jpg)
B. B. Adezine bacterieneAdezine bacteriene - - plasmideplasmide, ,
• aderare specifică de epitelii, mucoase, prin pili de aderareaderare specifică de epitelii, mucoase, prin pili de aderare:: – tulpinile enteropatogene ale bacilului colitulpinile enteropatogene ale bacilului coli
• aderä prin pili de mucoasa duodenojejunală, aderä prin pili de mucoasa duodenojejunală, – tulpinile uropatogene ale bacilului coli,tulpinile uropatogene ale bacilului coli,
• aderă de mucoasa urinară.aderă de mucoasa urinară.
C. C. Invazivitate bacterianăInvazivitate bacteriană - - plasmide,plasmide, • capacitatea de invazie şi de colonizare a epiteliilor:capacitatea de invazie şi de colonizare a epiteliilor:
– ex. invazia epiteliului colic de către bacilul dizenteric ex. invazia epiteliului colic de către bacilul dizenteric – tulpini enteroinvazive de tulpini enteroinvazive de E. coli E. coli (EIEC).(EIEC).
PATOGENITATE BACTERIANĂPATOGENITATE BACTERIANĂ
![Page 23: TRANSPOZITIA ELEMENTE GENETICE MOBILE JUMPING GENES TRANSPOSABLE GENETIC ELEMENTS (TGE)](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062304/56813d2f550346895da6f38e/html5/thumbnails/23.jpg)
REZISTENŢA LA ACŢIUNEA UNOR FACTORI DE REZISTENŢA LA ACŢIUNEA UNOR FACTORI DE MEDIUMEDIU
Plasmidele Plasmidele capacitatea de rezistenţă în diverse capacitatea de rezistenţă în diverse condiţii de mediu: condiţii de mediu:
• Rezistenţă la antibiotice Rezistenţă la antibiotice – există peste 60 plasmide cu gene de rezistenţă la există peste 60 plasmide cu gene de rezistenţă la
lactamine; lactamine;
• Rezistenţă la săruri de metale grele Rezistenţă la săruri de metale grele – Plumb, mercur, argint, arsenPlumb, mercur, argint, arsen - - utilizate ca antiseptice, utilizate ca antiseptice,
• Rezistenţa la detergenţi; la radiaţii; la Rezistenţa la detergenţi; la radiaţii; la bacteriofagi; la colicinebacteriofagi; la colicine