Ma `lumot

8.4: Bakteriyalarda DNKni ko'paytirish - Biologiya

8.4: Bakteriyalarda DNKni ko'paytirish - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

To'ldiruvchi

Jorj Bidl va Edvard Tatum birinchi bo'lib xamirturushni fosh qilish orqali har bir gen metabolik yo'ldagi fermentga to'g'ri keladi degan tushunchani tasvirlab berdilar. Neyrospora crassa mutagen sharoitlarga (Beadle & Tatum, 1941). Ushbu protseduralardan so'ng, Joshua Lederberg Tatum bilan ushbu tadqiqotlarni davom ettirdi va u erda ikkita mutant shtammlarini yaratdi. Escherichia coli. Bu bakteriyalar edi auksotroflar, ularning o'sishini ta'minlash uchun zarur bo'lgan ba'zi asosiy ozuqa moddalarini ishlab chiqara olmaydi. Ikki shtamm shunday tasvirlangan uchrashdi bio Thr+ Leu+ Thi+ (A shtammi) va uchrashdi+ Bio+ thr ley thi (B shtammi). A shtammi treonin, leysin va kofaktor tiamin aminokislotalarini yetarlicha sintez qila oladi, kofaktor biotin va metionin aminokislotalarini ishlab chiqarishda yetishmaydi, B shtammiga nisbatan esa aksincha. o'sish sodir bo'ldi. Minimal muhitni metionin va biotin bilan to'ldirish A shtammining odatdagidek o'sishiga imkon berdi. Ikki shtamm bir-biriga aralashib, minimal muhitga qo'yilganda, bakteriyalar o'sishi sodir bo'ldi. Ikki shtamm bir-birini qandaydir tarzda to'ldirishga qodir edi, go'yo genetik materialning jinsiy almashinuvi sodir bo'lgan (Lederberg va Tatum, 1946).

Bakteriyalar DNKni takrorlash uchun barcha zarur imkoniyatlar bilan jihozlangan. Umumiy bakteriya turlari DNKni olib yurish va uni biotexnologiyada foydalanish uchun ko'paytirish uchun laboratoriyada foydalanish uchun moslashtirilgan. Bakterial genomning xromosoma DNKsidan tashqari, bakteriyalarda xromosomadan tashqari DNK ham mavjud. plazmidlar. Ushbu plazmidlar bakterial xromosomadan mustaqil ravishda ko'payadi va yuqori nusxada paydo bo'lishi mumkin. Ushbu dumaloq DNK bo'laklari DNKning ma'lum qismlarini olib o'tish uchun laboratoriyalarda o'zgartiriladi, shuning uchun ularni o'rganish yoki oqsillarni ifodalash uchun ishlatish mumkin. Plazmidlar tabiiy ravishda muhim xususiyatlarni, shu jumladan antibiotiklarga qarshilik ko'rsatishi mumkin. Plazmidlar nisbatan kichik boʻlib, oʻlchamlari 1000 asosdan 1.000.000 asosgacha (1kb-1000kb) boʻladi.

Bakterial DNK odatda katta bo'lib mavjud dumaloq xromosoma (qizil). Plazmidlar DNKning xromosomadan tashqari va avtonom replikatsiya qiluvchi qismlari (ko'k).

deb ataladigan jarayon orqali konjugatsiya, bakteriyalar plazmidlar deb ataladigan struktura orqali genetik materialni boshqasiga "jinsiy" o'tkazishi mumkin. konjugatsiya pilusi.

Plazmidli donor va plazmidsiz qabul qiluvchi o'rtasidagi konjugatsiya jarayoni. Donor donor bilan sitozolik ko'prikni yaratish uchun konjugatsiya pilusini yaratadi, bu erda plazmid replikatsiyaning aylanma aylana usuli orqali qabul qiluvchiga replikatsiya qilinadi. Keyin qabul qiluvchi donor sifatida harakat qilish huquqiga ega bo'ladi.

Plazmidlarning xususiyatlari

Biologlar tomonidan DNK bo'laklarini o'rganish uchun mo'ljallangan plazmidlar deyiladi vektorlar chunki ular harakat qilmoq DNKning bir qismi.

Ushbu plazmid vektorlari bakterial genomdan mustaqil ravishda ko'payish qobiliyatiga ega an'anaviy plazmidlar bilan bir xil belgilarga ega. Ushbu DNK ning replikatsiyasiga imkon beruvchi xususiyat deyiladi replikatsiyaning kelib chiqishi (ori) bu odatda A va T ga boy. Biroq, bu plazmid vektorlari ular bilan ishlashni osonlashtiradigan va bakterial plazmidlardan ajralib turadigan qo'shimcha xususiyatlarga ega; tanlash belgisi va bir nechta klonlash sayti. A tanlash marker odatda ma'lum bir antibiotikga qarshilikni kodlaydigan gen shaklida keladi. Rasmda ko'rsatilgan plazmidda ampitsillin qarshiligi b-laktamaza geni tomonidan berilgan. The bir nechta klonlash sayti (MCS), shuningdek, polilinker sifatida ham tanilgan, qiziqtirgan DNK vektorga kiritilgan joy. MCSlar DNKni kesish mumkin bo'lgan noyob saytlar to'plami bilan belgilanadi cheklovchi endonukleazlar (RE). Nomidan ko'rinib turibdiki, cheklash fermentlari DNKni kesish yoki hazm qilish qobiliyatida "cheklangan". Biologlar uchun foydali bo'lgan cheklov odatda palindromik DNK ketma-ketligi. Palindromik ketma-ketliklar oldinga va orqaga bir xil ketma-ketlikdir. Palindromlarga ba'zi misollar: RACE CAR, CIVIC, A MAN IN PLAN A CANAL PANAMA. DNKga kelsak, bir-biriga antiparallel bo'lgan 2 ta ip mavjud. Shuning uchun bir ipning teskari to'ldiruvchisi boshqasiga o'xshashdir.

EcoRI yopishqoq uchlardan yopishqoq hosil qiladi SMAI aniq uchlarni keltirib chiqaradi

Cheklash fermentlari DNKning kovalent fosfodiester bog'larini gidroliz qilib, "yopishqoq/yopishqoq" uchlarini yoki "to'mtoq" uchlarini qoldiradi. Kesishdagi bu farq muhim, chunki EcoRI yopishqoq uchi bir xil ferment bilan kesilgan DNK bo'lagini yopishtirish yoki ularni qayta bog'lash uchun moslashtirish uchun ishlatilishi mumkin. Endonukleazlar DNKni kesganda, ligazalar ularni yana birlashtiring. bilan hazm qilingan DNK EcoRI qayta bog'langan DNK bo'lagi bilan bog'lanishi mumkin EcoRI, lekin hazm bo'lagiga emas SMAI. Yana bir o'tkir kesuvchi EcoRV GATni tan olish ketma -ketligi bilan | ATC.

DNKni vektorlarga "kesish va joylashtirish" orqali biz bakteriyalarga begona yoki ekzogen DNKni kiritishimiz mumkin. Ushbu turdagi DNK endi deyiladi Rekombinant DNK va biotexnologiyaning yuragi hisoblanadi.

Rekombinant DNK texnologiyasi

Fikrlash uchun savollar

1. Nima uchun replikatsiyaning kelib chiqishi A va T dan iborat deb o‘ylaysiz?

2. DNK magistralining fosfodiester bog'lari bilan qo'sh iplarni bir-biriga bog'lab turuvchi bog'lanish turlarining farqi nimada?

3. DNK bilan hazm qilish mumkinmi SMAI bilan hazm qilingan DNK bilan bog'lanadi EcoRV?

4. Agar shunday bo'lsa, qaysi ferment bu yangi DNKni hazm qila oladi?

  • Beadle, G. V.; Tatum, E. L. (1941). "Neyrosporadagi biokimyoviy reaktsiyalarning genetik nazorati". Milliy fanlar akademiyasi materiallari. 27 (11): 499–506. doi: 10.1073/pnas.27.11.499. PMC 1078370. PMID 16588492
  • Lederberg J, Tatum EL (1946). “Genning rekombinatsiyasi E. coli“. Tabiat. 158 (4016): 558. doi: 10.1038/158558a0

8.4: Bakteriyalarda DNKni ko'paytirish - Biologiya

MDPI tomonidan chop etilgan barcha maqolalar ochiq kirish litsenziyasi ostida darhol butun dunyo bo'ylab taqdim etiladi. MDPI tomonidan chop etilgan maqolaning toʻliq yoki bir qismini, jumladan, rasm va jadvallarni qayta ishlatish uchun maxsus ruxsat talab etilmaydi. Ochiq kirish Creative Common CC BY litsenziyasi ostida chop etilgan maqolalar uchun maqolaning istalgan qismidan asl maqoladan aniq iqtibos keltirilishi sharti bilan ruxsatisiz qayta foydalanish mumkin.

Feature Papers ushbu sohada yuqori ta'sir ko'rsatish uchun muhim salohiyatga ega bo'lgan eng ilg'or tadqiqotlarni ifodalaydi. Badiiy maqolalar ilmiy muharrirlar tomonidan individual taklif yoki tavsiyasiga ko‘ra taqdim etiladi va chop etilishidan oldin ekspert ko‘rigidan o‘tkaziladi.

Badiiy maqola asl tadqiqot maqolasi, ko'pincha bir nechta texnikalar yoki yondashuvlarni o'z ichiga olgan muhim yangi tadqiqot tadqiqoti yoki fandagi eng hayajonli yutuqlarni muntazam ravishda ko'rib chiqadigan sohadagi so'nggi yutuqlarga oid qisqa va aniq yangilanishlar bilan keng qamrovli sharh bo'lishi mumkin. adabiyot. Ushbu turdagi qog'oz kelajakdagi tadqiqot yo'nalishlari yoki mumkin bo'lgan ilovalar bo'yicha istiqbollarni taqdim etadi.

“Editor’s Choice” maqolalari butun dunyo boʻylab MDPI jurnallarining ilmiy muharrirlari tavsiyalariga asoslanadi. Tahrirlovchilar jurnalda yaqinda chop etilgan oz sonli maqolalarni tanlaydilar, ular mualliflar uchun ayniqsa qiziqarli yoki bu sohada muhim bo'ladi deb o'ylashadi. Maqsad jurnalning turli tadqiqot yo'nalishlarida chop etilgan eng qiziqarli ishlarning bir qismini taqdim etishdir.


Konspekt

Termal proteom profillash moslashtirilgan Escherichia coli oqsillarning termostabilligini tekshirish in vivo, oqsil kompleksi arxitekturasi, oqsil faolligi, hujayradagi metabolik holat, hujayra ichidagi dori maqsadli ishtiroki va dorining quyi oqimi ta'siri haqida tushuncha beradi.

  • The E. coli proteoma insonnikiga qaraganda termostabilroq, oqsil termostabilligi oqsilning hujayra osti joylashuviga bog'liq.
  • Bir bo'linmada joylashgan oqsil komplekslarining bo'linmalari xuddi shunday eriydi, bo'limlarni qamrab olgan oqsil komplekslari esa ko'pincha joylashuvga qarab eriydi.
  • TolC ning nokauti uning o'zaro ta'sir sheriklarining termal beqarorligiga, asosiy porinning (OmpF) regulyatsiyasining pasayishiga va periplazmik stressning kuchayishiga olib keldi.

DNK replikatsiyasi: bakteriyalarda boshlanishi

DnaA-ga bog'liq bo'lgan AT-boy mintaqasining yechilishi oriC va bu jarayonni modulyatsiya qiluvchi oqsillar

Bog'liq oriC , DnaA keyin chap chegara yaqinida 13-mersni olib yuradigan ATga boy hududni bo'shatadi. ATPgS ga komplekslangan DnaA DnaA-ATP kabi samarali bo'lgani uchun nukleotid gidrolizi talab qilinmaydi. Biroq, DnaA-ADP asosan faol emas. III va IV domenlarini hisobga olgan holda Aquifex aeolicus DnaA ATP ishtirokida spiral filamentga yig'iladi, holbuki u ADP bilan halqaga o'xshash tuzilma hosil qiladi, DnaA oligomerining qo'shni molekulalari o'rtasida bog'langan ATP tekis halqa tartibini oldini olish uchun III domenning konformatsiyasini o'zgartiradi. Ushbu DnaA oligomerining ichki qismi musbat zaryadlangan sirtlarni o'z ichiga olganligi sababli, taklif qilingan model bir yoki bir nechta asosiy qoldiqlarning manfiy zaryadlangan ochilmagan DNK bilan bog'lanishidir. Qo'llab-quvvatlovchi sifatida, filamentning ichki yuzasida joylashgan lizin 245 uchun alanin o'rnini bosish bo'shashishda o'ziga xos nuqsonga olib keladi. Boshqa asosiy qoldiqlarning (lizin 223 va lizin 243) alanin o'rnini bosishlari, shuningdek, DnaA oligomerining bo'shashmagan hududini bog'laydigan va barqarorlashtiradigan modelni qo'llab-quvvatlash uchun ochish va o'z-o'zini oligomerizatsiya qilishda nuqsonli. oriC. Ushbu modelning bashorati shundan iboratki, o'z-o'zidan oligomerizatsiyada nuqsoni bo'lgan barcha mutant DnaAlar bo'shashga qodir emas. oriC. Shu bilan birga, W6A yoki R281A o'rnini bosuvchi mutantlar o'z-o'zidan oligomerizatsiyada zaiflashadi, ammo ular yovvoyi DnaA kabi faol bo'lib qoladilar. oriC yechish.

HU, DiaA yoki IHF DnaA ga bog'liq bo'lgan ajralishini rag'batlantiradi oriC. HU yoki DiaA tomonidan stimulyatsiya ularning DnaA N-terminal mintaqasidagi (I domeni) qoldiqlari bilan o'zaro ta'siri va DnaA oligomerini barqarorlashtirish qobiliyati bilan bog'liq. oriC. Ma'lumki, IHF DNKni egib, DnaA ning zaifroq joylarga ulanishini rag'batlantiradi. oriC, IHF saytida IHF tomonidan DNKning egilishi oriC DnaA molekulalari orasidagi yoki orasidagi o'zaro ta'sirni osonlashtirish orqali DnaA oligomerini barqarorlashtirishi mumkin. Taqqoslash uchun, Fis DnaA ning ajralishini inhibe qilish uchun past yaqinlikdagi joylarga bog'lanishiga to'sqinlik qiladi. oriC.

Och qolgan hujayralardagi DNKni bog'laydigan oqsil (Dps) oksidlovchi stressga javob sifatida ifodalanadi va och hujayralarda to'planadi. In vivo, Dps kamroq tez-tez boshlanishiga sabab bo'ladi. Biokimyoviy jihatdan, bu protein DnaA ning N-terminal mintaqasi bilan o'zaro ta'sir qiladi va shuningdek, ajralishini inhibe qiladi. oriC. Ushbu natijalar Dps ning boshlash chastotasini kamaytirish uchun oksidlovchi stress vaqtida nazorat nuqtasi sifatida harakat qilishini taklif qiladigan modelni qo'llab-quvvatlaydi. Ushbu nazorat punkti hujayralar genomning oksidlovchi shikastlanishini takrorlashdan oldin tiklash uchun vaqt berishi mumkin.


Ma'lumotnomalar

Enright, M. C. Chidamli patogenning evolyutsiyasi - MRSA ishi. Curr. Fikr. Farmakol. 3, 474–479 (2003).

Conway, S. P., Brownlee, K. G., Denton, M. & amp Peckham, D. G. Kistik fibrozda ko'p dori-darmonlarga chidamli organizmlarni antibiotik bilan davolash. Am. J. Respir. Med. 2, 321–332 (2003).

Ostin, D. J., Kristinsson, K. G. & Anderson, R. M. Inson jamoalarida mikroblarga qarshi vositalarni iste'mol qilish hajmi va qarshilik chastotasi o'rtasidagi bog'liqlik. Proc. Natl akad. Sci. AQSH 96, 1152–1156 (1999).

Weigel, L. M. va boshqalar. Yuqori darajadagi vankomitsinga chidamli izolatning genetik tahlili Staphylococcus aureus. Fan 302, 1569–1571 (2003).

Tomas, C. M. va Nielsen, K. M. Bakteriyalar o'rtasida gorizontal gen o'tkazish mexanizmlari va to'siqlari. Tabiat rev. Mikrobiol. 3, 711–721 (2005). Bakteriyalarda DNK almashinuvining ko'plab mexanizmlari mavjud bo'lib, ular ushbu sharhda aniq va batafsil muhokama qilinadi.

Witte, W. Qishloq xo'jaligida antibiotiklardan foydalanishning tibbiy oqibatlari. Fan 279, 996–997 (1998).

Aarestrup, F. M. Hayvonlardan kelib chiqqan bakteriyalarda veterinariya dori vositalaridan foydalanish va mikroblarga qarshi qarshilik. Asosiy klinika. Farmakol. Toksikol. 96, 271–281 (2005).

Salyers, A. A., Gupta, A. & Vang, Y. Inson ichak bakteriyalari antibiotiklarga qarshilik genlari uchun rezervuar sifatida. Mikrobiol tendentsiyalari. 12, 412–416 (2004). Inson ichaklarining murakkab mikrobial hamjamiyati va uning genlarni uzatishdagi roli, turli xil ekotizimlardan xulosa chiqarish qiyinchiliklariga qaramay, ushbu ajoyib maqolada har tomonlama ko'rib chiqiladi.

Levy, S. B. va O'Brien, T. F. Global antimikrobiyal qarshilik ogohlantirishlari va oqibatlari. Klinika. Infektsiya. Dis. 41, S219–S220 (2005). Patogenlarning antibiotiklarga chidamliligining butun dunyo bo'ylab holati haqida qisqacha, ammo kuchli xabar.

Davies, J. Antibiotiklarga qarshilik bilan bog'liq javobsiz savollar. Klinika. Mikrobiol. Infektsiya. 4, 2–3 (1998).

Davies, J. Mikroblar oxirgi so'zni aytadilar. EMBO vakili. 8, 616–621 (2007).

Sarmah, A. K., Meyer, M. T. & amp Boxall, A. B. Atrof-muhitdagi veterinariya antibiotiklarining (VA) ishlatilishi, sotish, ta'sir qilish yo'llari, paydo bo'lishi, taqdiri va ta'siri bo'yicha global nuqtai nazar. Kimyosfera 65, 725–759 (2006). Qishloq xo'jaligida antibiotiklarning hozirgi qo'llanilishini batafsil ko'rib chiqish.

Thiele-Bruhn, S. Tuproqdagi farmatsevtik antibiotik birikmalari - sharh. J. Oʻsimlik Nutr. Tuproq fanlari. 166, 145–167 (2003).

Segura, P. A., Fransua, M., Gagnon, C. & amp Sauve, S. ifloslangan oqava suvlar va tabiiy va ichimlik suvlarida infektsiyaga qarshi moddalarning paydo bo'lishini ko'rib chiqish. Atrof-muhit. Salomatlik nuqtai nazari. 117, 675–684 (2009).

Kabello, F. C. Suv yetishtirishda profilaktik antibiotiklardan og'ir foydalanish: inson va hayvonlar salomatligi va atrof-muhit uchun tobora ortib borayotgan muammo. Atrof-muhit. Mikrobiol. 8, 1137–1144 (2006).

Rhodes, G. va boshqalar. Kasalxona va akvakultura muhitida aeromonadlar o'rtasida oksitetratsiklin qarshilik plazmidlarining taqsimlanishi: Tn ning ta'siri 1721 tetratsiklin qarshilik determinantining tarqalishida Tet A. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 66, 3883–3890 (2000).

Martin, M. F. & amp Liras, P. Antibiotiklar va boshqa ikkilamchi metabolitlarning biosintezida ishtirok etadigan genlarning tashkil etilishi va ifodasi. Annu. Rev. Mikrobiol. 43, 173–206 (1989).

Xopvud, D. A. Antibiotik ishlab chiqaruvchi bakteriyalar antibiotiklar biosintezi ularni yaroqsiz holga keltirgunga qadar qanday qilib o'zlarining chidamliligini ta'minlaydi? Mol. Mikrobiol. 63, 937–940 (2007).

Tahlan, K. va boshqalar. Aktinorhodin eksportining boshlanishi Sariq rangli streptitsiz. Mol. Mikrobiol. 63, 951–961 (2007).

Benveniste, R. & amp Davies, J. Aminoglikozid antibiotik-inaktivlashtiruvchi fermentlar aktinomitsetlarda antibiotiklarga chidamli bakteriyalarning klinik izolatlarida mavjud bo'lganlarga o'xshash. Proc. Natl akad. Sci. AQSH 70, 2276–2280 (1973). Antibiotiklarga chidamli patogenlar antibiotiklar bilan davolanishga javoban tezda paydo bo'lishi mumkin, ammo qarshilikning kelib chiqishi ko'pincha noma'lum. Bu ba'zi qarshilik genlarining kelib chiqishi haqidagi birinchi hisobotlardan biri: antibiotik ishlab chiqaruvchilari.

Hermansson, M., Jones, G. W. & Kjelleberg, S. Dengiz havosi-suv interfeysi bakteriyalarida antibiotiklar va og'ir metallarga qarshilik, pigmentatsiya va plazmidlarning chastotasi. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 53, 2338–2342 (1987).

Piepersberg, W., Distler, J., Heinzel, P. & Perez-Gonsales, J. Antibiotiklarga qarshilik modifikatsiyasi: ko'plab qarshilik genlari aktinomitsetlarda hujayra nazorati genlaridan olinishi mumkin. - Gipoteza. Aktinomisetol. 2, 83–98 (1988).

Nies, D.H. Prokaryotlarda oqim vositasida og'ir metallarga qarshilik. FEMS mikrobiol. Rev. 27, 313–339 (2003).

Poole, K. Efflux vositasida mikroblarga qarshi qarshilik. J. Antimikrob. Kimyoviy. 56, 20–51 (2005).

Kadavy, D. R., Hornby, J. M., Haverkost, T. & Nickerson, K. V. Yog 'chivinlari lichinkalaridan ajratilgan bakteriyalarning tabiiy antibiotiklarga chidamliligi, Helaeomyia petrolei. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 66, 4615–4619 (2000).

Allen, H. K. va boshqalar. Lo'li kuya o'rta ichakning doimiy mikrobiotasi antibiotiklarga chidamlilik determinantlarini o'z ichiga oladi. DNK hujayra bio. 28, 109–117 (2009).

Groh, J. L., Luo, Q., Ballard, J. D. va Krumholz, L. R. Ekologik moslikni oshiradigan genlar. Shewanella oneidensis Cho'kindilardagi MR-1 antibiotiklarga qarshilik qiymatini ochib beradi. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 73, 492–498 (2007). Antibiotiklarga chidamlilik genlari organizmning tabiiy yashash muhitida qarshilik ko'rsatmaydigan rol o'ynaydi va bu bir xil gen mahsuloti uchun qarshilik va fitnes funktsiyalari haqidagi birinchi hisobotlardan biridir.

Martinez, J. L. va boshqalar. Mikrobial tabiiy ekotizimlarda bakterial ko'p dori oqimi nasoslarining funktsional roli. FEMS mikrobiol. Rev. 33, 430–449 (2009).

Rosas, I. va boshqalar. Mexiko shahridagi shahar changining najas bilan ifloslanishi: antibiotiklarga qarshilik va virulentlik omillari Escherichia coli. Int. J. Hyg. Atrof-muhit. Salomatlik 209, 461–470 (2006).

Gandara, A. va boshqalar. Izolyatsiya Staphylococcus aureus va antibiotiklarga chidamli Staphylococcus aureus turar-joy binolaridagi bioaerozollardan. Atrof-muhit. Salomatlik nuqtai nazari. 114, 1859–1864 (2006).

Diaz-Mejia, J. J., Amabile-Kuevas, C. F., Rosas, I. & amp Souza, V. Integron integrallarining evolyutsion munosabatlarini tahlil qilish, 1-sinf integronlarining tarqalishiga urg'u berish. Escherichia coli klinik va ekologik kelib chiqishidan ajratilgan. Mikrobiologiya 154, 94–102 (2008).

Baquero, F., Martinez, J. L. & amp Canton, R. Suv muhitida antibiotiklar va antibiotiklarga qarshilik. Curr. Fikr. Biotexnologiya. 19, 260–265 (2008). Ushbu sharh suv muhitida antibiotiklar va qarshilik genlarining manbasi va taqdirini o'rganadi va ikkalasining integratsiyalashgan istiqbolida noyobdir.

Kellogg, C. A. va Griffin, D. V. Aerobiologiya va cho'l changining global tashilishi. Trends Ecol. Evol. 21, 638–644 (2006).

Gilliver, M. A., Bennett, M., Begon, M., Hazel, S. M. va Xart, C. A. Yovvoyi kemiruvchilarda topilgan antibiotiklarga qarshilik. Tabiat 401, 233–234 (1999).

Osterblad, M., Norrdahl, K., Korpimaki, E. & amp Huovinen, P. Antibiotiklarga qarshilik. Yovvoyi sutemizuvchilar qanchalik yovvoyi? Tabiat 409, 37–38 (2001).

Souza, V., Rocha, M., Valera, A. va Eguiarte, L. E. Tabiiy populyatsiyalarning genetik tuzilishi Escherichia coli turli qit'alarda yovvoyi xo'jayinlarda. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 65, 3373–3385 (1999).

Rolland, R. M., Hausfater, G., Marshall, B. va Levi, S. B. Yovvoyi primatlarda antibiotiklarga chidamli bakteriyalar: inson chiqindilari bilan oziqlanadigan babunlarning tarqalishi. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 49, 791–794 (1985).

Rwego, I. B., Isabirye-Basuta, G., Gillespie, T. R. & amp Goldberg, T. L. Ugandadagi Bwindi o'tkazilmas milliy bog'ida odamlar, tog 'gorillalari va chorva mollari o'rtasida oshqozon-ichak bakteriyasining tarqalishi. Konservator. Biol. 22, 1600–1607 (2008).

Koul, D. va boshqalar. Erkin yashovchi Kanada g'ozlari va mikroblarga qarshi qarshilik. Emerg. Infektsiya. Dis. 11, 935–938 (2005).

Dolejska, M., Cizek, A. & Literak, I. Antimikrobiyallarga chidamli genlar va integronlarning yuqori tarqalishi Escherichia coli Chexiya Respublikasida qora boshli gulchambarlardan ajratilgan. J. Ilova. Mikrobiol. 103, 11–19 (2007).

Sjolund, M. va boshqalar. Ko'p dori-darmonlarga chidamli bakteriyalarning Arktikaga tarqalishi. Emerg. Infektsiya. Dis. 14, 70–72 (2008).

Skurnik, D. va boshqalar. Odamning mikroblarga qarshi chidamliligiga va hayvonlarning najasdagi integronlariga ta'siri Escherichia coli. J. Antimikrob. Kimyoviy. 57, 1215–1219 (2006).

Guardabassi, L., Schwarz, S. & amp Lloyd, D. H. Uy hayvonlari mikroblarga chidamli bakteriyalarning rezervuari sifatida. J. Antimikrob. Kimyoviy. 54, 321–332 (2004).

Walson, J. L., Marshall, B., Pokhrel, B. M., Kafle, K. K. & Levy, S. B. Nepalda antibiotiklarga chidamli najasli bakteriyalarni tashish Katmanduga yaqinlikni aks ettiradi. J. Yuqtirish. Dis. 184, 1163–1169 (2001). Inson bakterial izolatlarining antibiotiklarga chidamliligini yaxshi qo'llab-quvvatlangan tadqiqot odamlar zichligi yuqori bo'lgan hududlardan pastgacha bo'lgan hududlarda antibiotiklarga qarshilik gradienti mavjudligini aniqladi.

Bartoloni, A. va boshqalar. Mikroblarga qarshi vositalarni og'ir iste'mol qilish bilan bog'liq bo'lmagan orttirilgan antimikrobiyal qarshilikning yuqori tarqalishi. J. Yuqtirish. Dis. 189, 1291–1294 (2004).

Pallecchi, L. va boshqalar. Antibiotikga minimal ta'sir ko'rsatadigan uzoq jamoadagi antibiotiklarga chidamli bakteriyalarda populyatsiya tuzilishi va qarshilik genlari. Mikroblarga qarshi. Agentlar Chemother. 51, 1179–1184 (2007).

Beyker-Ostin, C., Rayt, M. S., Stepanauskas, R. va MakArtur, J. V. Antibiotik va metall qarshiligini birgalikda tanlash. Mikrobiol tendentsiyalari. 14, 176–182 (2006).

Smit, D.H.R. omil infektsiyasi Escherichia coli 1946 yilda liyofillangan. J. Bakteriol. 94, 2071–2072 (1967).

Xyuz, V. M. & Datta, N. "Antibiotikdan oldingi" davr bakteriyalaridagi konjugativ plazmidlar. Tabiat 302, 725–726 (1983). Antibiotiklarni qo'llashdan oldin ajratilgan bakteriyalarning bir nechta tekshiruvlaridan birida mualliflar konjugativ plazmidlar haqiqatan ham antibiotiklar davrida ham, oldin ham keng tarqalganligini ko'rsatdi.

Houndt, T. & amp Ochman, H. Ichak bakteriyalarida antibiotiklarga chidamlilik naqshlarining uzoq muddatli o'zgarishi. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 66, 5406–5409 (2000).

Pramer, D. & amp Starkey, R. L. Streptomitsinning parchalanishi. Fan 113, 127 (1951).

Jonsen, J. Benzilpenitsillinni uglerod, azot va energiya manbai sifatida ishlatish. Pseudomonas fluorescens kuchlanish. Ark. Mikrobiol. 115, 271–275 (1977).

Bekman, V. va Lessi, T. G. javobi Pseudomonas cepacia b-laktam antibiotiklariga: uglerod manbai sifatida penitsillin G dan foydalanish. J. Bakteriol. 140, 1126–1128 (1979).

Kameda, Y., Kimura, Y., Toyoura, E. & amp Omori, T. Benzilpenitsillindan 6-aminopenitsillan kislotasini ishlab chiqarishga qodir bo'lgan bakteriyalarni ajratish usuli. Tabiat 191, 1122–1123 (1961).

Abd-el-Malek, Y., Monib, M. & Hazem, A. Levomitsetin, bir vaqtning o'zida uglerod va azot manbai. Streptomitslar sp. Misr tuprog'idan. Tabiat 189, 775–776 (1961). Bu bakteriyaning antibiotikni «eyishi» haqidagi birinchi xabar.

Malik, V. S. va Vining, L. C. Xloramfenikolning ishlab chiqaruvchi organizm tomonidan metabolizmi. mumkin. J. Mikrobiol. 16, 173–179 (1970).

Lingens, F. & amp Oltmanns, O. Xloramfenikolni yo'q qiluvchi bakteriyaning izolyatsiyasi va tavsifi. Biochim. Biofizika. Acta 130, 336–344 (1966).

Dantas, G., Sommer, M. O., Oluwasegun, R. D. va Cherkov, G. M. Antibiotiklar bilan yashaydigan bakteriyalar. Fan 320, 100–103 (2008).

D'Kosta, V. M., MakGrann, K. M., Xyuz, D. V. va Rayt, G. D. Antibiotik qarshiligidan namuna olish. Fan 311, 374–377 (2006). Antibiotiklarga chidamli bo'lganlar uchun tanlov Streptomitslar sp. tuproqdan turli xil va yangi qarshilik mexanizmlarini ochib beradi.

Davies, J. Darvin va mikrobiomalar. EMBO vakili. 10, 805 (2009).

Ventura, M. va boshqalar. Genomikasi Aktinobakteriyalar: qadimgi filumning evolyutsion tarixini kuzatish. Mikrobiol. Mol. Biol. Rev. 71, 495–548 (2007).

Balts, R. H. Uyg'onish davri aktinomitsetlardan antibakterial kashfiyotda. Curr. Fikr. Farmakol. 8, 557–563 (2008).

Jonson, A. P. va boshqalar. Miller vulqon uchqunlarini chiqarish tajribasi. Fan 322, 404 (2008).

Currie, C. R., Scott, J. A., Summerbell, R. C. & Malloch, D. Qo'ziqorin o'sadigan chumolilar bog 'parazitlarini nazorat qilish uchun antibiotik ishlab chiqaruvchi bakteriyalardan foydalanadilar. Tabiat 398, 701–704 (1999).

Cafaro, M. J. & amp Currie, C. R. Qo'ziqorin o'sadigan chumolilar bilan bog'liq o'zaro filamentli bakteriyalarning filogenetik tahlili. mumkin. J. Mikrobiol. 51, 441–446 (2005).

Neeno-Eckwall, E. C., Kinkel, L. L. & Shottel, J. L. Kartoshka qoraqo'tirini biologik nazorat qilishda raqobat va antibiotiklar. mumkin. J. Mikrobiol. 47, 332–340 (2001).

Henke, J. M. va Bassler, B. L. Bakterial ijtimoiy aloqalar. Trends Cell Biol. 14, 648–656 (2004).

Kravchenko, V. V. va boshqalar. Bakterial kichik molekula tomonidan NF-kB signalizatsiyasini buzish orqali gen ifodasini modulyatsiya qilish. Fan 321, 259–263 (2008).

Schertzer, J. W., Boulette, M. L. & amp Whiteley, M. Signaldan ko'proq: kvorum sezuvchi molekulalarning signalsiz xususiyatlari. Mikrobiol tendentsiyalari. 17, 189–195 (2009).

Davies, J., Spiegelman, G. B. & Yim, G. Subinhibitor antibiotik kontsentratsiyasi dunyosi. Curr. Fikr. Mikrobiol. 9, 445–453 (2006). Ushbu sharh antibiotiklar va boshqa ingibitorlarning dozaga reaktsiyasi bilan bog'liq bo'lgan turli xil faolliklarini o'rganadi va ularning tabiatdagi biologik faolligi terapevtik qo'llashdagi faoliyatidan juda farq qiladi degan xulosaga keladi.

Calabrese, E. J. va Baldwin, L. A. Hormesisni aniqlash. Hum. Exp. Toksikol. 21, 91–97 (2002).

Rayan, R. P. va Dow, J. M. Bakteriyalarda tarqaladigan signallar va turlararo aloqa. Mikrobiologiya 154, 1845–1858 (2008).

Linares, J. F., Gustafsson, I., Baquero, F. & amp Martinez, J. L. Antibiotiklar qurol o'rniga mikroblararo signalizatsiya agentlari sifatida. Proc. Natl akad. Sci. AQSH 103, 19484–19489 (2006).

Xoll, B. G. va Barlou, M. Serin b-laktamazlarning evolyutsiyasi: o'tmish, hozirgi va kelajak. Giyohvand moddalarga qarshilik. Yangilash. 7, 111–123 (2004).

Waters, B. & amp Davies, J. Ftorxinolon antibiotiklariga tabiiy qarshilik bilan bog'liq bo'lgan bakteriyalarning GyrA subunitidagi aminokislotalarning o'zgarishi. Mikroblarga qarshi. Agentlar Chemother. 41, 2766–2769 (1997).

Perkins, A. E. va Nicholson, W. L. Yangi metabolik imkoniyatlarni ochish Bacillus subtilis rifampinga chidamli fenotip profilini qo'llash rpoB mutantlar. J. Bakteriol. 190, 807–814 (2008).

Tamae, C. va boshqalar. 4000 bitta gen nokautli mutantlar orasida antibiotiklarga yuqori sezuvchanlikni aniqlash. Escherichia coli. J. Bakteriol. 190, 5981–5988 (2008).

Duo, M., Xou, S. & Ren, D. Identifikatsiya qilish Escherichia coli ichki ko'p dori chidamliligi bilan bog'liq genlar. Ilova. Mikrobiol. Biotexnologiya. 81, 731–741 (2008).

Breidenstein, E. B., Khaira, B. K., Wiegand, I., Overhage, J. & Hancock, R. E. skrining orqali aniqlangan kompleks siprofloksatsin rezistomi. Pseudomonas aeruginosa o'zgartirilgan sezuvchanlik uchun mutant kutubxonasi. Mikroblarga qarshi. Agentlar Chemother. 52, 4486–4491 (2008).

Fajardo, A. va boshqalar. Bakterial patogenlarning beparvo qilingan ichki qarshiligi. PLoS ONE 3, e1619 (2008).

Gomes, M. J. va Neyfax, A. A. Antibiotiklarning ichki qarshiligida ishtirok etadigan genlar Acinetobacter baylyi. Mikroblarga qarshi. Agentlar Chemother. 50, 3562–3567 (2006).

Demaneche, S. va boshqalar. Transgen o'simliklar maydonlarida antibiotiklarga chidamli tuproq bakteriyalari. Proc. Natl akad. Sci. AQSH 105, 3957–3962 (2008).

Song, J. S. va boshqalar. Kontaminatsiya qiluvchi TEM-la b-laktamaza genini tijoratdan olib tashlash Taq DNK polimeraza. J. Mikrobiol. 44, 126–128 (2006).

Guardabassi, L. & Agerso, Y. Glikopeptid qarshiligiga homolog genlar vanA tuproq mikrob jamoalarida keng tarqalgan. FEMS mikrobiol. Lett. 259, 221–225 (2006). Ushbu tadqiqot murakkab muhitda antibiotiklarga qarshilik genlarini aniqlash uchun PCRdan foydalanishning ajoyib namunasidir.

Heuer, H. va boshqalar. Atrof-muhit bakteriyalarida gentamitsinga qarshilik genlari: tarqalish va uzatish. FEMS mikrobiol. Ekol. 42, 289–302 (2002).

Agerso, Y., Sengelov, G. & amp Jensen, L. B. To'g'ridan-to'g'ri aniqlashning tezkor usulini ishlab chiqish. tet(M) Daniya qishloq xo'jaligi erlaridan tuproqdagi genlar. Atrof-muhit. Int. 30, 117–122 (2004).

Metagenomika qo'mitasi: muammolar va funktsional ilovalar, Milliy tadqiqot kengashi. Metagenomikaning yangi fani: mikrobial sayyoramiz sirlarini ochib berish (National Academies Press, Vashington, 2007). Ushbu hisobot metagenomikani o'z ichiga olgan turli xil usullar va tahlillarning to'liq ko'rinishini taqdim etadi va ularning potentsial qo'llanilishi haqida taxmin qiladi.

Rizenfeld, C. S., Gudman, R. M. va Handelsman, J. Madaniyatsiz tuproq bakteriyalari yangi antibiotiklarga qarshilik genlarining rezervuaridir. Atrof-muhit. Mikrobiol. 6, 981–989 (2004). Ushbu maqolada tuproq mikrobial hamjamiyatida aminoglikozid antibiotiklarga chidamlilik genlarini aniqlash uchun funktsional metagenomikadan foydalanish tasvirlangan.

Allen, H. K., Moe, L. A., Rodbumrer, J., Gaarder, A. & amp Handelsman, J. Funktsional metagenomika Alyaskaning uzoq tuproqlarida turli xil b-laktamazalarni ochib beradi. ISME J. 3, 243–251 (2009).

De Souza, M. J., Nair, S., Bharathi, P. A. L. & amp Chandramohan, D. Antarktika dengiz suvlaridagi psixotrof bakteriyalarda metall va antibiotiklarga qarshilik. Ekotoksikologiya 15, 379–384 (2006).

Klinik laboratoriya standartlari milliy qo'mitasi. Antimikrobiyal sezuvchanlik testi uchun ishlash standartlari. O'n to'rtinchi axborot qo'shimchasi 96-130 (Klinik laboratoriya standartlari milliy qo'mitasi, Ueyn, Pensilvaniya, 2004).

Chomel, B. B., Belotto, A. & Meslin, F. X. Yovvoyi tabiat, ekzotik uy hayvonlari va paydo bo'lgan zoonozlar. Emerg. Infektsiya. Dis. 13, 6–11 (2007).

Bengis, R. G. va boshqalar. Yangi paydo bo'lgan va qayta paydo bo'lgan zoonozlarda hayvonot dunyosining roli. Rev. Sci. Texnik. 23, 497–511 (2004).

Salyers, A. A. va Amabile-Cuevas, C. F. Nega antibiotiklarga qarshilik genlari yo'q qilishga shunchalik chidamli? Mikroblarga qarshi. Agentlar Chemother. 41, 2321–2325 (1997). Patogenda aniqlangandan so'ng, antibiotiklarga chidamli mutatsiyalar va genlar, hatto antibiotik tanlash bo'lmasa ham, hayratlanarli darajada barqaror bo'lib qoladi. Ushbu maqolada ushbu jumboqning turli jihatlari muhokama qilinadi.

Rosenblatt-Farrell, N. Antibiotiklarga chidamlilik manzarasi. Atrof-muhit. Salomatlik nuqtai nazari. 117, A244–A250 (2009).

Amerika Mikrobiologiya Akademiyasi. Antibiotiklarga qarshilik: eski muammoga ekologik nuqtai nazar (Amerika Mikrobiologiya Akademiyasi, Vashington, 2009).

Stokes, H. W. va boshqalar. Gen kassetali PCR: atrof-muhit DNKsidan butun genlarni ketma-ket mustaqil ravishda tiklash. Ilova. Atrof-muhit. Mikrobiol. 67, 5240–5246 (2001).

Makmanus, P. S., Stokvell, V. O., Sundin, G. V. va Jons, A. L. O'simlik dehqonchiligida antibiotiklardan foydalanish. Annu. Rev. Fitopatol. 40, 443–465 (2002).

Xyuz, P. va Heritage, J. in Hayvonlar uchun ozuqa sifati va xavfsizligini baholash (Tahr. Jutzi, S.) 129–152 (Birlashgan Millatlar Tashkilotining Oziq-ovqat va qishloq xo'jaligi tashkiloti, Rim, 2004).

Ernandes Serrano, P. Suv yetishtirishda antibiotiklardan mas'uliyatli foydalanish. (Birlashgan Millatlar Tashkilotining Oziq-ovqat va qishloq xo'jaligi tashkiloti, Rim, 2005).

Din, W. R. va Skott, H. M. Antagonistik sinergiya: jarayon. va yangi qishloq xo'jaligi mikroblarga qarshi qoidalarni ishlab chiqishda paradoks. Agri. Insoniy qadriyatlar 22, 479–489 (2005).


Ishqoriy liziz bo'yicha DNK miniprep (faoliyat)

DNK bakteriyalarga kiritilgandan so'ng, biz keyingi manipulyatsiya uchun DNKni yana ajratib olishni xohlaymiz. Buni amalga oshirish uchun, qiziqtirgan plazmidni o'z ichiga olgan bakteriyalar Luria-Bertani bulon deb nomlangan xamirturush ekstraktidan tayyorlangan ozuqaviy moddalarga boy bulonning suyuq kulturasida o'stiriladi. FUNT ). Bu ekilgan bakteriyalar tun davomida yuqori konsentratsiyaga ega bo'lgunga qadar o'stiriladi. Ular santrifüj orqali yig'ib olinadi va bulon chiqariladi. Natijada hosil bo'lgan bakteriyalar pelleti EDTA chelatorini o'z ichiga olgan fiziologik tamponda qayta suspenziya qilinadi. A chelator eritmadan Ca 2+ yoki Mg 2+ kabi ikki valentli kationlarni olib tashlaydigan kimyoviy moddadir. Bu juda muhim, chunki ikki valentli kationlar DNK hazm qiluvchi fermentlarning faol bo'lishi uchun zarurdir. Ionlarni xelatlash orqali biz oxir-oqibat tozalamoqchi bo'lgan DNK parchalanishdan xavfsiz bo'ladi.

Bakteriyalar qayta suspenziya qilingandan so'ng, bakterial aralashmaga 0,1N NaOH ishqoriy eritmasi aralashtiriladi. Ushbu eritmada natriy dodesil sulfat deb ataladigan ionli yuvish vositasi ham mavjud ( SDS ) bu oqsillarni denaturatsiya qilishga va ularning DNK bilan o'zaro ta'sirini buzishga yordam beradi. Aralash viskoz bo'lib qoladi, chunki bakteriyalar yorilib, ularning tarkibi eritma ichiga oqadi. Keyin bu asosiy eritma pH5,5 da kaliy asetat tamponi bilan neytrallanadi. Eritmalar aralashganda, pH 7 ga yaqinlashadi va kaliy genomik xromosoma DNK va oqsillarni cho'ktirish uchun SDS bilan o'zaro ta'sir qiladi. Cho'kmani eritmadan ajratish uchun aralashma genomik DNK va oqsilni pellet qilish uchun yuqori tezlikda sentrifugalanadi. The supernant , yoki eritma, a bo'lgan ustunga o'tkaziladi silika membranasi . Yuqori tuz sharoitida DNK shisha yoki silika bilan yopishadi. Eritmani ushbu ustun orqali o'tkazish orqali supernatantdagi plazmid DNK kremniy membranasiga yopishadi va eritmadan chiqariladi. Qo'shimcha yuvish vositalari adashgan ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash va ortiqcha tuzni olib tashlash uchun ishlatiladi. Plazmid DNK nihoyat ustundan chiqariladi elutsiya past tuzli tampon yordamida. Bu past tuzli tampon EDTA bilan Tris pH 8 ( TE ). Plazmid DNK uzoq vaqt davomida muzlatgichda TE buferida barqaror saqlanishi mumkin.


Olimlar sintetik genomga ega bakteriyalarni yaratdilar. Bu sun'iy hayotmi?

Sintetik biologiyaning muhim bosqichida E. coli koloniyalari tabiat tomonidan emas, balki odamlar tomonidan yaratilgan DNK bilan rivojlanadi.

Olimlar DNKsi butunlay inson tomonidan yaratilgan tirik organizmni yaratdilar - ehtimol hayotning yangi shakli va sintetik biologiya sohasidagi muhim bosqichdir.

Britaniyadagi Tibbiy tadqiqot kengashining molekulyar biologiya laboratoriyasi tadqiqotchilari chorshanba kuni Escherichia coli bakteriyalarining DNKsini qayta yozib, ilgari yaratilgan har qanday sintetik genomdan to'rt baravar kattaroq va ancha murakkabroq sintetik genomni shakllantirganliklarini xabar qilishdi.

Bakteriyalar g'ayrioddiy shaklga ega va sekin ko'paysa ham tirik. Ammo ularning hujayralari yangi biologik qoidalar to'plamiga muvofiq ishlaydi va qayta tiklangan genetik kodga ega tanish oqsillarni ishlab chiqaradi.

Bir kun erishilgan yutuq yangi dori-darmonlar yoki boshqa qimmatli molekulalarni ishlab chiqaradigan organizmlarni tirik fabrikalarga olib kelishi mumkin. Ushbu sintetik bakteriyalar, shuningdek, hayotning dastlabki tarixida genetik kod qanday paydo bo'lganligi haqida maslahatlar berishi mumkin.

"Bu muhim voqea", dedi Tom Ellis, London Imperial kolleji sintetik biologiya markazi direktori, u yangi tadqiqotda ishtirok etmagan. "Avval hech kim hajmi yoki o'zgarishlar soni bo'yicha shunga o'xshash narsani qilmagan."

Tirik genomdagi har bir gen adenin, timin, guanin va sitozin deb ataladigan to'rtta asosli alifboda batafsil tavsiflangan (ko'pincha faqat birinchi harflari bilan tavsiflanadi: A, T, G, C). Gen minglab asoslardan iborat bo'lishi mumkin.

Genlar hujayralarni 20 ta aminokislotalar, oqsillarning qurilish bloklari va har bir hujayraning ishchi kuchidan tanlashga yo'naltiradi. Proteinlar tanadagi juda ko'p vazifalarni bajaradi: qondagi kislorodni tashishdan tortib, mushaklarimizda kuch hosil qilishgacha.

To'qqiz yil oldin tadqiqotchilar uzunligi bir million tayanch juft bo'lgan sintetik genomni yaratdilar. Nature jurnalida eʼlon qilingan yangi E. coli genomi toʻrt million tayanch juft uzunlikda va butunlay yangi usullar bilan tuzilishi kerak edi.

Yangi tadqiqotni M.R.C.ning molekulyar biologi Jeyson Chin olib bordi. Nega barcha tirik mavjudotlar genetik ma'lumotni bir xil hayratlanarli tarzda kodlashini tushunmoqchi bo'lgan laboratoriya.

Hujayradagi har bir aminokislota ishlab chiqarilishi DNK zanjirida joylashgan uchta asos tomonidan boshqariladi. Ushbu triolarning har biri kodon sifatida tanilgan. Kodon TCT, masalan, serin deb ataladigan aminokislota yangi oqsilning oxiriga biriktirilishini ta'minlaydi.

Faqat 20 ta aminokislotalar mavjud bo'lganligi sababli, ularni yaratish uchun genomga atigi 20 ta kodon kerak deb o'ylaysiz. Ammo genetik kod hech kim tushunmaydigan sabablarga ko'ra ortiqcha narsalarga to'la.

Aminokislotalar 20 emas, 61 ta kodon bilan kodlangan. Masalan, serin ishlab chiqarilishi olti xil kodon tomonidan boshqariladi. (Yana uchta kodon to'xtash kodonlari deb ataladi, ular DNKga aminokislotalarning qurilishini qaerdan to'xtatish kerakligini aytadilar.)

Ko'pgina olimlar singari, doktor Chin ham bu takrorlash bilan qiziqdi. Bu DNKning barcha bo'laklari hayot uchun zarurmi?

"Hayot universal tarzda 64 ta kodondan foydalanganligi sababli, bizda haqiqatan ham javob yo'q edi", dedi doktor Chin. Shuning uchun u savolga biroz oydinlik kirita oladigan organizm yaratishga kirishdi.

Rasm

Ba'zi dastlabki tajribalardan so'ng, u va uning hamkasblari E. coli genomining o'zgartirilgan versiyasini kompyuterda ishlab chiqdilar, bu organizmga zarur bo'lgan barcha aminokislotalarni ishlab chiqarish uchun atigi 61 ta kodon kerak edi.

Serin hosil qilish uchun oltita kodon talab qilish o'rniga, bu genom faqat to'rttasini ishlatgan. U uchta emas, ikkita to'xtash kodoniga ega edi. Haqiqatan ham, tadqiqotchilar E. coli DNKsini 18 000 dan ortiq nuqtada qidirish va almashtirish funksiyasini bajaruvchi ulkan matn fayli kabi davolashdi.

Endi tadqiqotchilar to'rt million tayanch juftlikdan iborat yangi genomning loyihasini ishlab chiqdilar. Ular laboratoriyada DNKni sintez qilishlari mumkin edi, ammo uni bakteriyalarga kiritish - asosan evolyutsiya natijasida yaratilgan sintetik genlarni almashtirish - juda qiyin vazifa edi.

Genom juda uzun va juda murakkab bo'lib, uni bir urinishda hujayraga majburlash mumkin edi. Buning o'rniga tadqiqotchilar kichik segmentlarni qurdilar va ularni E. coli genomlariga bo'lak-bo'lak almashtirdilar. Ular bajarilganda, hech qanday tabiiy segmentlar qolmadi.

Ularning yengilligi uchun o‘zgargan E. coli o‘lmadi. Bakteriyalar oddiy E. coli ga qaraganda sekinroq o'sadi va uzunroq, tayoqchali hujayralar hosil qiladi. Ammo ular juda tirik.

Doktor Chin ko'proq kodonlarni olib tashlash va genetik kodni yanada siqish orqali ushbu tajribani qurishga umid qilmoqda. U genetik kodning hayotni qo'llab-quvvatlagan holda qanchalik soddalashtirilganligini ko'rishni xohlaydi.

Kembrij jamoasi so'nggi yillarda sintetik genomlarni yaratish bo'yicha ko'plab poygalardan biridir. Potentsial foydalanish ro'yxati juda katta. Bir jozibali imkoniyat: Viruslar qayta kodlangan hujayralarni ishg'ol eta olmasligi mumkin.

Bugungi kunda ko'pgina kompaniyalar insulin kabi dori-darmonlarni yoki yuvish fermentlari kabi foydali kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish uchun genetik jihatdan yaratilgan mikroblardan foydalanadilar. Agar virusli epidemiya fermentatsiya tanklariga tushsa, natijalar halokatli bo'lishi mumkin. Sintetik DNKga ega mikrob bunday hujumlarga qarshi immunitetga ega bo'lishi mumkin.

DNKni qayta kodlash, shuningdek, olimlarga muhandislik hujayralarini dasturlash imkonini beradi, shunda ularning genlari boshqa turlarga qochib ketsa, ishlamaydi. "Bu genetik xavfsizlik devorini yaratadi", dedi Finn Stirling, Garvard tibbiyot maktabining sintetik biologi, u yangi tadqiqotda ishtirok etmagan.

Tadqiqotchilar, shuningdek, hayotni qayta kodlashdan manfaatdor, chunki u butunlay yangi kimyo turlariga ega molekulalarni yaratish imkoniyatini ochadi.

Barcha tirik mavjudotlar tomonidan ishlatiladigan 20 ta aminokislotadan tashqari yana yuzlab turlari mavjud. Siqilgan genetik kod olimlar ushbu yangi qurilish bloklarini kodlash uchun foydalanishi mumkin bo'lgan kodonlarni bo'shatadi va organizmda yangi vazifalarni bajaradigan yangi oqsillarni yaratadi.

Garvard tibbiyot fakultetining doktorlik tadqiqotchisi Jeyms Kuo ehtiyot bo'lishni taklif qildi. Genomlarni yaratish uchun bazalarni birlashtirish juda qimmatga tushadi.

"Akademik guruhlarning izlanishlarini davom ettirish juda qimmat", dedi doktor Kuo.

Ammo E. coli laboratoriya tadqiqotining asosiy omilidir va endi uning genomini sintez qilish mumkinligi aniq. Odatiy, sintetik DNKga bo'lgan talablar oshishi bilan narxlarning tushishini tasavvur qilish qiyin emas. Tadqiqotchilar doktor Chin usullarini xamirturush yoki boshqa turlarga qo'llashlari mumkin edi.


Nega bakteriyalarni o'rganish muhim

Men so'nggi bir necha o'n yilliklarda ishimizda foydalanadigan vositalar qanchalik yaxshilangani va bu asosan mikroblarni tez-tez kamsitiladigan o'rganish bilan bog'liqligi haqida ko'p o'yladim. Har bir inson hayot uchun xavfli kasalliklarni qo'zg'atuvchi bakteriyalarni o'rganishdan orqada qolishi mumkin bo'lsa-da, tif isitmasi va vabo kabi, menimcha, inson salomatligiga bevosita ta'sir qilmaydigan oddiy va ba'zan noaniq bakteriyalarni o'rganish qiymatiga odamlarni ishontirish ko'pincha qiyinroq. However, over the years, such studies have revolutionized many aspects of our lives. They have done so by adapting the biomolecules identified in these studies to produce tools that are now indispensible, not only for researchers like myself who are trying to understand how genes work and what happens to people when these genes go wrong, but also to epidemiologists, doctors, archeologists, historians, forensic scientists, and farmers. In the process, these tools have made the Biotech industry into a multibillion-dollar operation.

Thermophilic bacteria in Yellowstone National Park Photographer unknown 1966

In the 1980s, when I started graduate school, the field of molecular biology was undergoing amazing growth. Three tools that made that growth possible emerged from research on sometimes obscure bacteria: restriction enzymes, which are bacterial proteins able to cut DNA at very specific places T4 DNA ligase, a protein made from a bacterial virus, that can be used to stick pieces of DNA together and plasmids, circles of DNA that replicate in bacteria and that can be made to carry a protein “payload.” Together, these tools enabled researchers to make large amounts of bio-identical versions of human proteins, like insulin and human clotting factor VIII. This advancement transformed the treatment of diseases like diabetes and hemophilia, making medications not only less expensive but also safer, by eliminating the risk associated with using human or animal sources of proteins. The new tools also made possible the initial sequencing of the human genome, the development of new and better vaccines, as well as ways of testing for infectious agents like HIV and Ebola. They have made possible our understanding, at the molecular level, of hundreds of disease-relevant proteins that in turn has enabled rational drug design to improve human health.

The study of bacteria living in the thermal springs of Yellowstone National Park by Thomas Brock and Hudson Freeze in the 1960s enabled the development, decades later by Kary Mullis, of the technique known as the Polymerase Chain Reaction (PCR). This technique, for which Mullis was awarded a Nobel Prize in 1993, can make millions of copies of a DNA sequence from vanishingly small amounts of material. PCR revolutionized disease diagnostics, allowing a more rapid and precise identification of infectious agents than ever before. Rapid identification is often critical in containing the spread of infectious diseases, as recently demonstrated by Julie Segre and Tara Palmore here at the NIH. PCR has contributed to our understanding of human history by making it possible to study DNA from 500 year old human remains found in a British parking lot that turned out to be King Richard III of England, and from a tiny finger bone found in a Siberian cave that turned out to belong to an early relative of humans, a Denisovan girl, who lived around 41,000 years ago. It is used by zoos to reduce the deleterious effects of inbreeding and by courts to establish paternity. It has forever changed forensic science, allowing vital clues to be obtained from crime scenes that would have been inconceivable in the pre-PCR age. It has made whole genome sequencing a reality and kick-started the field of personalized medicine. These developments would have been difficult, if not impossible, to imagine, when the initial work on bacteria was first started decades ago.

And just when you thought that there would be no more surprises, the CRISPR/Cas9 system comes along. CRISPR, or clustered regularly interspaced short palindromic repeats, along with the bacterial protein Cas9, form part of a system that protects bacteria from the viruses that infect them. Labs like those of Jennifer Doudna and Emmanuelle Charpentier, with input from NIH’s own Eugene Koonin, have modified the CRISPR/Cas9 system to make it into a relatively precise tool that can be used to fix mutations in the human genome. (Unlike restriction enzymes that make many thousands of cuts in the human genome, CRISPR/Cas9 can be used to cut at a single user-specified location). This technology may one day be used for improving the quality of life for people with certain genetic disorders. For example, in conjunction with our new-found ability to reprogram adult cells and the emerging field of 3-D organ printing (more about both in a later blog post perhaps), it may one day be possible to carry out transplants using organs generated from the patient’s own cells after CRISPR/Cas9-mediated repair. The beauty of this approach is that it would not require the subsequent life-long immune suppression necessary with allogeneic transplants. While this approach is not quite ready for prime time, many labs, including my own, are putting the CRISPR/Cas9 system to work to study patient cells and animal models of human diseases, because it allows key questions about the mechanisms of disease pathology to be addressed in a much more rapid and specific way than previously possible. And for that we owe a big shout out to all those bacteriologists out there that have made this sort of technology possible.


8.4: Propagating DNA in Bacteria - Biology

MDPI tomonidan chop etilgan barcha maqolalar ochiq kirish litsenziyasi ostida darhol butun dunyo bo'ylab taqdim etiladi. MDPI tomonidan chop etilgan maqolaning toʻliq yoki bir qismini, jumladan, rasm va jadvallarni qayta ishlatish uchun maxsus ruxsat talab etilmaydi. Ochiq kirish Creative Common CC BY litsenziyasi ostida chop etilgan maqolalar uchun maqolaning istalgan qismidan asl maqoladan aniq iqtibos keltirilishi sharti bilan ruxsatisiz qayta foydalanish mumkin.

Feature Papers ushbu sohada yuqori ta'sir ko'rsatish uchun muhim salohiyatga ega bo'lgan eng ilg'or tadqiqotlarni ifodalaydi. Badiiy maqolalar ilmiy muharrirlar tomonidan individual taklif yoki tavsiyasiga ko‘ra taqdim etiladi va chop etilishidan oldin ekspert ko‘rigidan o‘tkaziladi.

Badiiy maqola asl tadqiqot maqolasi, ko'pincha bir nechta texnikalar yoki yondashuvlarni o'z ichiga olgan muhim yangi tadqiqot tadqiqoti yoki fandagi eng hayajonli yutuqlarni muntazam ravishda ko'rib chiqadigan sohadagi so'nggi yutuqlarga oid qisqa va aniq yangilanishlar bilan keng qamrovli sharh bo'lishi mumkin. adabiyot. Ushbu turdagi qog'oz kelajakdagi tadqiqot yo'nalishlari yoki mumkin bo'lgan ilovalar bo'yicha istiqbollarni taqdim etadi.

“Editor’s Choice” maqolalari butun dunyo boʻylab MDPI jurnallarining ilmiy muharrirlari tavsiyalariga asoslanadi. Tahrirlovchilar jurnalda yaqinda chop etilgan oz sonli maqolalarni tanlaydilar, ular mualliflar uchun ayniqsa qiziqarli yoki bu sohada muhim bo'ladi deb o'ylashadi. Maqsad jurnalning turli tadqiqot yo'nalishlarida chop etilgan eng qiziqarli ishlarning bir qismini taqdim etishdir.


Yaratilish tadqiqot instituti

A recent discovery in the field of paleontology has sent shockwaves through the scientific community. Evolutionist Mary H. Schweitzer of North Carolina State University has discovered flexible blood vessels inside the fossilized thighbone of a "68-70 million year old" Tyrannosaurus rex 1 from the Hell Creek formation in eastern Montana. Further investigation revealed round microscopic structures that look to be cells inside the hollow vessels. Even to the untrained eye, the tissue samples look as if the animal died recently. Fibrous protein material was dissolved with an enzyme called collegenase, indicating that amino acid sequencing could probably be done (amino acids are the building blocks of protein).

Although it is too early to make definite statements regarding this stunning and wholly unexpected find, the evidence seems to indicate the T. reks fossil is -- well, yosh. Young as in just centuries-old, certainly not an age of millions of years. Indeed, Dr. Schweitzer said, "I am quite aware that according to conventional wisdom and models of fossilization, these structures aren't supposed to be there, but there they are. I was pretty shocked." 2

Would evolutionary theory have predicted such an amazing discovery? Absolutely not, soft tissue would have degraded completely many millions of years ago no matter how fortuitous the preservation process. Will evolutionary theory now state -- due to this clear physical evidence -- that it is possible dinosaurs roamed the earth until relatively recent times? No, for evolutionary theory will not allow dinosaurs to exist beyond a certain philosophical/evolutionary period.

This is not the first time that puzzling soft tissue has been unearthed. Nucleic acid (DNA) taken from wet "fossil" magnolia leaves allegedly 17-20 million years old have been discovered. 3 Fragments of genetic material up to 800 base pairs long were recovered -- amazing considering it does not take long for water to degrade DNA. A microbiologist in California dissected a 25-to-40-million-year-old Dominican stingless bee from amber. 4 Spores of bacteria were found inside the insect and actually grew when placed in the proper medium. Dr. Cano, the discoverer, took careful measures to avoid contamination. Analysis of the DNA extracted showed it was very much like the DNA found in bacteria growing in bees today. Just as the creation model predicts, bees have always been bees and bacteria have always been bacteria.

If this is in fact what these various scientific evidences indicate -- soft tissue, bacteria, and DNA ensconced in fossils and amber allegedly millions of years old -- then there needs to be a complete re-evaluation of these evolutionary time spans, especially in light of the advances of the ICR RATE project.

As the great English author Charles Dickens said over a century ago, "these are the best of times" -- for creation science!

_____________________________
1. Schweitzer, M. H., et al.,Fan, jild. 307, no. 5717, pp. 1952-1955, 25 March 2005.
2. Boswell, E., Montana State University News Service, 24 March 2005.
3. Golenberg, E., et al., Tabiat 344:656-8.
4. Cano, S., Science, jild. 268, yo'q. 5213, p. 977, Research News, 19 May 1995.


Videoni tomosha qiling: Bakteriyalar. (Iyul 2022).


Izohlar:

  1. Bayard

    By what useful topic

  2. Wintanweorth

    taqqoslanmaydigan xabar, menga yoqadi :)

  3. Faugul

    ertak chtoli?

  4. Jermane

    Kechirasiz, lekin menimcha, siz adashyapsiz. Buni muhokama qilishga harakat qilaylik. Menga kechqurun menga yozing, u siz bilan gaplashmoqda.

  5. Tlanextli

    Sizni qiziqtirgan savol bo'yicha sayt mavjud.

  6. Khalfani

    I apologize, but in my opinion you admit the mistake. I can prove it. Write to me in PM, we will handle it.



Xabar yozing