Plazmitler

Plazmitler
Plazmitler kromozom dışı
ekstra genetik
materyallerdir. Hemen
hemen tüm bakteri
cinslerinde bulunmuşsa da
bakteriler için mutlaka
gerekli değildir. Sayısı 1-5
arasında değişir. Bakteriler
dışında mayalarda ve bazı
bitkilerde de doğal olarak
bulunurlar. Büyüklükleri
500kb’a kadar çıkabilir.
Epizomlar
Konak hücre kromozomuna entegre olan
plazmitlerdir. Bakteri DNA’sının replikasyonu
ile birlikte çoğalarak yeni bakterilere
geçerler.
 Plazmitler konak bakterinin tüm enzim sistemini
kullanarak çoğalırlar. Yani bakteri DNA’sının
replikasyonu gibi bir mezozoma tutunarak
replike olurlar.
 Plazmitlerin yapısında tra genleri varsa bu
özellikteki plazmitlere konjugatif plazmitler,
yoksa non-konjugatif plazmitler denir.
 Bazı plazmitler konakçı DNA’sı ile eş zamanlı
replike olurlar. Bu plazmitler bağımlı kontrol
altındaki plazmitler olarak bilinir ve kopya sayısı
birkaç tanedir. Bazı plazmitler ise bağımsız
kontrol altındadır. Yani konak hücrenin
DNA’sından bağımsız olarak replike olur. Kopya
sayısı 5-200 arasında değişir.
Bir bakteri değişik karakterlere sahip
plazmitler bulundurabilirler. Bazı plazmitler
yapılarında sadece transfer faktör genleri
(Pilus oluşumu genleri) bulundurur. Bunlara
basit plazmitler denir. Bazı plazmitler ise
yapılarında başka değişik işleve sahip
genler (kloramfenikol, penisilin, tetrasiklin,
kemoterapötik ilaçlara, vb dirençliliği genleri)
içerebilir. Böyle plazmitlere bileşik plazmitler
denir.








Plasmitlerin bazı ortak özellikleri:
Bakteri genomundan ayrı çift sarmallı, kapalı ve
proteinsiz DNA molekülleridirler.
Bakteri yaşamı için mutlaka gerekli değildir.
Moleküler büyüklüğü 1-500 kb arasında değişir.
Bulunduğu bakteriden kolaylıkla izole edilebilirler.
Sahip olduğu genetik bilgi, hücre bölünmeleri
yoluyla yavru hücreye geçer
Konakçı bakteri için yararlı olan antibiyotiklere
direnç, kompleks organik molekülleri ve ağır
metalleri parçalama, restriksiyon ve modifikasyon
enzimleri üretme vb işlevleri vardır.
Replikasyonu konakçı hücrenin DNA’sı ile aynı
anda veya farklı zamanlarda olur.
Plazmitlere istenilen gen eklenip çıkarılabilir.
Plazmit yapısı: 1-2 Direnç genleri, 3 Orijin noktası
Plazmit Çeşitleri
1.Fertilite veya F Plazmitleri: tra (Transfer)
genleri taşır. F pilus’un sentezlemesinden
dolayı bakteriler arasında konjugasyon
yapabilir. E.coli ve Salmonella suşlarından
başka Pseudomonas aerunigosa’da F ve
P, Vibrio cholerae’de P plazmitleri vardır.
Bu plazmiti bulunduran bakterilere F+,
bulundurmayanlar F- olarak bilinir.
2.Rezistans (R) Plazmitleri: Antibiyotiklere
ve kemoterapötik ilaçlara karşı direnç genleri
içeren plazmitlerdir. RTF (Rezistans Transfer
Faktörü) ismi ile de bilinir. Sadece Gr negatif
bakterilerde görülür. Bakteriler arasında RTF
ile birden fazla direnç genleri (kloramfenikol,
ampisilin, tetrasiklin gibi antibakteriyal
ajanlara karşı) aktarılabilir.
Bu plazmiti içeren bakteriler bir anda
antibiyotiklerle etkisiz kalıp toplumda önemli
sağlık problemleri ortaya çıkabilir. Bu da yeni
formülasyonlu antibiyotikler ile giderilmeye
çalışılmaktadır.
3.Col Plazmitleri: Kolisinleri kodlayan (Col
V, Col E, Col E1) genleri içerir. Bu plazmiti
içeren bakteriler kolisinlere dirençli iken
diğer bakteriler kolisinler tarafından
öldürülür. Diğer bakterileri öldürmesi nedeni
ile bakteriyosin olarak ta bilinir. Bunlar aynı
zamanda kendileri tarafından üretilen
kolisinlere karşı dirençlidir.
4.Yıkıcı Plazmitler: Doğada zararlı
bileşiklerin (Toluen, naftalin, xylen,
salisilik asit gibi) yıkımı için gerekli
enzimleri sağlar ve bu bileşikleri
parçalar. Bakır, civa gibi zehirli metal
iyonlarına karşı da direnç sağlar.
5.Virülans Plazmitleri: Konakçı bakteriye
patojenite özelliği kazandıran plazmitler
virulans plazmitlerdir. Yapısında toksinleri
kodlayan genler vardır. Örneğin, Dizanteri,
Gastroenteritis gibi hastalıklara neden
olan bakterilerde bu plazmitler bulunur.
Bu pazmitlerden baklagillerin köklerinde
yaşayan Rhizobium türü bakterilerde
bulunan ve nitrojen bağlamayı sağlayanlar
da yararlı plazmitler olarak bilinmektedir.
Plazmit Hareketliliği
(Transpozonlar)
Antibiyotik dirençlilik kontrolü sorununun
önemli kısmı plazmitlerin, bakteriler
arasındaki hareketliliğin sorunudur. Çoğu
plazmitler bir bakteriden diğerine basit bir
temas sonucu geçerler. Diğer taraftan,
bakteriyofaj vektörleriyle taşınabileceği,
bakteriler tarafından içinde bulundukları
çevreden plazmit DNA'sı şeklinde
alınabilirler.
Plazmit Hareketliliği
Transfer olabilenler sadece plazmitler değildir.
Plazmit genlerinin çoğu tek DNA parçalarıdır ve
hücrenin bir DNA elementinden diğerine
(plazmitten kromozoma veya tersi) hareket
edebilme yeteneğine sahiptir. Bu olay sadece
bakterilerde değil ökaryotik hücrelerde de bir DNA
parçası bir kromozomdan diğerine veya aynı
kromozom üzerinde başka bir yere geçebilir.
Bu olay, konak bakterinin normal
rekombinasyon sisteminden bağımsız olarak
gelişir. Hareket edebilen bu parçalara "yer
değiştiren elementler" anlamında olmak üzere
transposon, transfer olma olayına da
transpozisyon denilir.
Transposonlar
Transposonlar
Basit Transpozonlar (İnsersiyon Dizisi=IS)
Her iki ucunda düz tekrarlar 9-40 nükleotit
uzunluğunda (5’---> 3’ yönünde) olduğu gibi ters
tekrar dizilerine de sahiptirler. Bunların yer
değiştirmesinde rol oynayan transpozaz
enzimini kodlayan transpozaz geni de
bulunmaktadır. Bakterilerde yaygıdır.
Kompleks Transpozonlar
İki IS elementi arasında transpozaz,
resolvaz, antibiyotiklere direnç genleri
bulunabilir.
Retrotraspozon veya Retropozon:
Virüs benzeri transpozonlardır. Uzun uç
tekrar dizileri (LTR) içerirler. Bunlarda ters
tekrarlar yoktur. Revers transkriptaz ve
integraz genleri bulunur. İnsan genomunda
bulunan LINE ve SINE’ler bu grup içerisinde
yer alır.
Bunlardan önce RNA oluşur. RNA’dan revers
transkriptaz enzimi ile DNA teşekkül eder.
Oluşan DNA genomun yeni bir yerine yerleşir.
Transpozonlarda Hareket
Transposonlar
Tn3 denilen transposonun yapısı transposonlar
hakkında genel bir fikir vermektedir.
Tn3 bakteri de bulunmuştur. Yapısında A, R, bla
diye isimlendirilen üç gen bölgesine ve her iki uçta
birbirine ters yönde dizilmiş 38 bç'lik dizilere
sahiptir. bla geni ampisilini parçalayan bir protein
kodlar (yani, Tn3 taşıyan bir bakteri ampisiline
dirençlidir). A geni transposaz denilen ve Tn3'ün
transpozisyonundan sorumlu bir protein kodlar.
Eğer A geninin çok küçük bir parçası değişikliğe
uğrarsa Tn3 hareketliliği engellenmiş olur. R geni
repressör bir protein kodlar. Bu protein A'ya
bağlanarak transposaz yapımını durdurur.
Repressör molekül, böylece, transpozisyonun sık
sık tekrarını engeller. R geni herhangi bir mutasyon
ile zarar görürse Tn3’ün hareketliliği devam eder.
Transposonların Yapısı