Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
кодируемым одним из генов R1. Были получены мутантные плазмиды, которые
кодируют аномальный репрессор или же имеют несовершенный механизм
регуляции его образования. Некоторые из этих мутантов-т-
температурочувствительные (репрессор неактивен при 43°С). При 30 °С
репликация идет нормально, и на клетку образуется 1-2 плаз-мидные копии,
а при 43 °С репликация инициируется гораздо чаще, так что в клетке
накапливается по нескольку сот плазмид. Небольшой сегмент R1, содержащий
участок начала репликации и связанные с ними регулирующие элементы, был
использован для создания плазмид-векторов, применяемых при клонировании
разнообразных генов. -Преимущество таких векторов заключается в том, что
при повышенной температуре с их помощью можно получать множества копий
клонируемого гена, а следовательно, и много белка, кодируемого этим
геном.
Важнейшие гены плазмид
Для биотехнологии особенно интересны те гены плазмид, в которых
закодирована способность к фиксации азота и деградации органических
соединений, а также факторы вирулентности патогенных бактерий. ...
'По-видимому, одним из крупных достижений генной инженерии может
оказаться использование бактерий или их генов для передачи растениям
способности фиксировать азот. На корнях бобовых растений при участии
бактерии Rhizobium образуются клубеньки, в которых и происходит фиксация
азота - перевод его в форму, доступную растениям. Недавно было
установлено, что по крайней мере некоторые гены бактерий, детерминирующие
образование клубеньков и фиксацию азота, локализованы в плазмидах.
Впервые указания на это были получены в опытах по передаче плазмид при
конъюгации от одного штамма Rhizobium другому. Каждый конкретный вид из
рода Rhizobium обычно вступает в симбиотические отношения только с одним
определенным бобовым растением. Так, R. phaseoli участвует в образовании
клубеньков у фасоли, a R. legumino-sarum - у гороха. Было найдено, что
варианты R. leguminosa-гит, утратившие способность индуцировать
образование клубеньков у гороха, вновь ее обретали, если путем конъюгации
им передавалась плазмида от штамма, обладающего такой способностью. Более
того, если подобная конъюгативная плазмида
Генетика и бцотдщология
307
передавалась от R. leguminosarutn к R. phaseoli, то эти бактерии с
большей эффективностью индуцировали образование клу-б§ш?ца у гороха, чем
у фасоли. Крупные плазмиды с мол. массой более 90-106, которые имеются у
Rhizobium trifolii и R. me-Uloti, также несут по меньшей мере часть
генов, нужных для; образования клубеньков и фиксации азота.
Плазмиды могут обусловливать увеличение вирулентности; патогенных
бактерий. В некоторых случаях идентификация связанных с плазмидами
факторов вирулентности помогает в борьбе с патогенными микроорганизмами.
К числу наиболее изученных в этом отношении плазмид принадлежат плазмиды
вирулентности патогенных .штаммов Е., coli.. Энтеротоксигенные-штаммы Е.
coli часто вызывают острую диарею у молодняка; животных, а у людей -
"диарею путешественников". Плазмиды этих штаммов нередко несут ген
температурочувствительно-го токсина, близкого к токсину холеры, и ген
температуроус-стойчивого токсина. - Энтеротоксигенные штаммы обычно
содержат и плазмиды с генами фимбрий- (pili), которые называют также
"факторами колонизации". Эти факторы находятся на поверхности
бактериальных, клеток, которые с их помощью" прикрепляются к стенке
тонкого кишечника. Штаммы, инфицирующие определенный вид животных,
обладают обычно одинаковым фактором колонизации. Так, у штаммов Е. coli,
вызывающих, диарею у свиней, в состав этих липких выростов обычно входит
антиген К88 или 987Р, в то время как у штаммов,, выделенных от телят,
образуется антиген К89. Потеря энт^ро-токсигенными штаммами плазмид,
кодирующих антигены - факторы колонизации, сильно снижает их
вирулентность, хотя" штаммы и продолжают образовывать токсины.
Одним из способов борьбы с заболеванием свиней, вызываемым
энтеротоксигенными штаммами, была вакцинация животных препаратом,
содержащим антиген К88. Предпринимаются попытки повысить выход
применяемого в вакцинах антигена К88, используя технодогию рекомбинантных
ДНК- Эти методьг нашли применение также и в производстве некоего
токсоида,. который можно не опасаясь вводить животным для образования у
них антител к токсинам, продуцируемым энтеротоксигенными бактериями.
Другой подход в борьбе с диареей в животноводстве состоит в выведении
пород, устойчивых к кодируемым плазмидами антигенам - факторам
колонизации.
Транспозоны
Транспозоны и вставочные последовательности - это сходные-элементы в
хромосомных ДНК бактерий, ДНК бактериофагов-и плазмид. В опытах с.
бактериями транспозоны используются"
20*
308
Глава 7
для получения мутантов и для клонирования нужных бактериальных генов.
Открыты они были Хеджесом и Жакобом, которые показали, что небольшой
фрагмент плазмиды RP4, определяющий устойчивость к пенициллину, может
встраиваться в другие плазмиды, последовательность которых не гомологична
