Interakcije plazmid - kromosom

2024-05-04T20:07:11Z

Tiara Pšeničnik:

Talk:Interakcije plazmid - kromosom

2024-05-04T18:59:39Z

Tiara Pšeničnik:

Špela Longar:

Tiara Pšeničnik: Vpliv plazmidnih proteinov na kromosomske funkcije

Anita Mulalić:

Talk:Interakcije plazmid - kromosom

2024-05-04T18:58:44Z

Tiara Pšeničnik: Created page with " Špela Longar: Tiara Pšeničnik: vpliv plazmidno kodiranih proteinov Anita Mulalić:"

Špela Longar:

Tiara Pšeničnik: vpliv plazmidno kodiranih proteinov

Anita Mulalić:

Interakcije plazmid - kromosom

2024-05-04T18:54:37Z

Tiara Pšeničnik:

==Uvod==

==Vpliv plazmidnih proteinov na kromosomske funkcije==

Plazmidno kodirani proteini vplivajo na kromosomske funkcije, pri čemer oblikujejo dinamično interakcijo med plazmidom in kromosomom.

===Plazmidno kodirani proteini H-NS===

Proteini, znani kot NAP (proteini, povezani z nukleoidom) proteini so ključni pri regulaciji transkripcije in modulaciji topologije DNA. Med njimi so tudi H-NS proteini (histonu podobni nukleoidni strukturirajoči proteini), ki z nespecifično vezavo na AT-bogata območja DNA utišajo izražanje horizontalne DNA, ki ima nižjo vsebnost GC parov kot gostiteljska bakterija. Čeprav plazmidni H-NS ne nadomestijo popolnoma endogenih H-NS, so pomembni za bakterijski fitnes, saj preprečujejo potencialno škodljivo ekspresijo genov, ki bi lahko destabilizirala gostiteljsko celico.

Torej, brez prisotnega plazmida v bakterijski celici, je endogenih H-NS proteinov dovolj, da zasedejo vsa vezavna mesta na kromosomu. Ko pa se v celico vključi AT-bogat plazmid, se število vezavnih mest za proteine H-NS bistveno poveča. To lahko povzroči, da bakterija preusmeri svoje proteine H-NS za uravnavanje novih vezavnih mest, ki jih prinaša plazmid. Posledica tega je lahko zmanjšanje razpoložljivosti H-NS proteinov za njihove običajne tarče na kromosomu, kar lahko vodi v spremenjen fenotip, vključno s padcem fitnesa bakterije. Da bi bakterije te potencialne škodljive učinke zmanjšale, so razvile mehanizem za kompenzacijo pomanjkljivosti v kromosomskem H-NS sistemu. Plazmidi lahko zagotovijo dodaten vir H-NS proteinov, kar omogoča bakteriji, da ohrani svoj genetski in metabolični red tudi ob prisotnosti plazmida.

===Utišanje sistemov CRISPR-Cas s plazmidnimi proteini H-NS===

Vključitev plazmida ne vpliva zgolj na ekspresijo določenih genov, ampak omogoča tudi, da se bakterija prilagodi na antibiotične pritiske ali gostiteljeve imunske odzive. Plazmidni proteini vplivajo tudi na bakterijske imunske sisteme, kot je CRISPR-Cas, ki ga razumemo kot imunski obrambni sistem proti virusom in plazmidom.

Plazmidni H-NS imajo zmožnost utišanja CRISPR-Cas sistemov. Z vezavo na AT-bogata področja na kromosomu, kot so promotorske regije CRISPR-Cas sistema, lahko zavirajo izražanje teh genov. Z zmanjšanjem učinkovitosti CRISPR-Cas sistemov, se plazmidi ne le izognejo neposrednemu uničenju, ampak tudi spodbujajo večjo permisivnost bakterij za sprejem tuje DNA, kar je temelj bakterijske evolucije.

===Vloga plazmidnih sistemov Rap-Phr pri sporulaciji===

Sistemi Rap-Phr so kvorumskega tipa zaznavanja prisotnosti drugih celic in so ključni za regulacijo procesov, kot so sporulacija, tvorba biofilma in kompetentnost pri bakterijah Bacillus. Sisteme Rap-Phr so odkrili tako na kromosomih kot plazmidih, pri čemer imajo plazmidni sistemi večji vpliv na sporulacijo.

Ti sistemi vključujejo proteinske fosfataze Rap, ki defosforilirajo odzivne regulatorje Spo0A in inhibirajo začetek sporulacije. Sporulacija je možna v primeru, da koncentracija zrelega peptida Phr izven celice naraste, preide v celico in inhibira aktivnost Rap. Izolacija plazmidnih sistemov lahko vodi v povečano ekspresijo gena rap na genomu, inhibirano sporulacijo in zmanjšano količino zunajceličnih proteaz. Njihovo zmanjšanje pa lahko zmanjša imunski odziv gostitelja in olajša preživetje bakterij v vegetativni fazi, dokler gostiteljski organizem ne umre.

Molekularna biologija plazmidov

2024-05-04T18:53:12Z

Tiara Pšeničnik:

Seminarji pri Molekularni biologiji v študijskem letu 2023/24 obravnavajo plazmide, ki jih sicer biokemiki poznamo predvsem kot vektorje v DNA-tehnologiji. Pregledali bomo njihovo klasifikacijo, načine podvojevanja in razporejanja v hčerinske celice, njihov prenos s konjugacijo, pomen pri širjenju odpornosti proti antibiotikom. Na koncu si bomo ogledali še nekaj primerov uporabe plazmidov na različnih biotehnoloških in medicinskih področjih. Okvirni naslovi tem so navedeni na spodnjem seznamu.

Vse teme temeljijo na preglednih člankih, kar pomeni, da obravnavajo zaključene teme, na katerih je bilo opravljenega že veliko dela. Zato praviloma vsako temo obdelajo po trije študenti. Vsaka skupina mora pripraviti povzetek seminarja z vsaj 1200 besedami in ne več kot 1800 besedami in ga objaviti na tem wikiju. Povzetek ne vsebuje slikovnega gradiva, lahko pa vključuje povezave do slik in videov na spletu. Navedite do 5 ključnih virov (ti ne štejejo v vsoto 1200–1800 besed), ki ste jih uporabili. Če izjemoma seminar pripravita dva študenta, je obseg povzetka 1000-1500 besed, če je študent sam, pa 800-1200 besed.

Vsaka skupina mora objaviti povzetek seminarja na wikiju najkasneje 24 h pred predstavitvijo svojega seminarja. Kateri del povzetka je napisal kdo, navedite v zavihku 'discussion'. Predstavitev naj bo dolga 15–20 minut, temu pa bo sledila razprava (pribl. 5 minut). Vsak član skupine mora predstaviti en del seminarja, pri čemer mora biti delo enakomerno razdeljeno med vse. Osredotočite se na osnovno temo, ki ste si jo izbrali, in vključite le malo splošnega uvoda, kjer je mogoče pa izpostavite ključne razlike v procesih med bakterijami, evkarionti in arhejami. Če seminar predstavljata dva študenta, imata na voljo 12-15 minut, če je študent sam, pa 8-10 minut.

Seminarske predstavitve bodo potekale med 24. aprilom in 15. majem 2024. V tem času ne bo klasičnih predavanj, torej bodo tako ponedeljkovi kot sredini termini namenjeni seminarjem.

Vsebina seminarjev je izpitna snov. Iz teme seminarjev je ~10 % vprašanj na izpitu (oz. ~10 % točk dobite za odgovore iz snovi seminarjev).

Razdelitev seminarjev je potekala v okolju Google Drive, kjer so (bile) navedene povezave do izhodiščnih člankov, s katerimi lahko začnete iskanje literature. Večinoma navedeni viri ne zadoščajo, da bi pripravili kvaliteten 15-minutni seminar, zato boste morali pregledati tudi nekaj primarnih virov (raziskovalnih člankov), ki jih boste poiskali sami oz. jih boste našli citirane v preglednih člankih. Vaši seminarji naj se osredotočijo na osnovno temo iz naslova in naj nimajo dolgih splošnih uvodov. Seminarji si bodo namreč sledili dokaj hitro en za drugim, tako da boste osnove hitro osvojili in jih ni treba ponavljati.

Ko boste pripravljali povzetek, naslov teme na spodnjem seznamu povežite z novo wiki stranjo, ki bo vsebovala povzetek. Na koncu besedila povzetka (pod viri) v novo vrstico dodajte oznako: <nowiki>[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]</nowiki>. Primer, kako so bili urejeni seminarji v prejšnjih letih, si lahko ogledate na strani [http://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Molekularna_biologija_koronavirusov Molekularna biologija koronavirusov (2020/21)].

Seznam tem in referenti:

24. april: 
# [[Klasifikacija plazmidov]] (Jan Hvalec, Tjaša Lešnik, Nika Makuc) 
# [[Replikacija plazmidov po mehanizmu téta]] (Nika Janc, Špela Puhov, Lara Ferjančič) 
# [[Replikacija plazmidov po principu kotalečega se kroga]] (Tinkara Robek, Lara Pajnhart, Tina Kosovel) 

6. maj: 
# [[Interakcije plazmid - kromosom]] (Špela Longar, Tiara Pšeničnik, Anita Mulalić) 
# [[Razporejanje plazmidov v hčerinski celici]] (Karin Kunstelj, Brina Klinar, Nina Cankar) 
# Prenos plazmidov s konjugacijo med gramnegativnimi bakterijami
# [[Konjugacijski prenos plazmidov pri bakteriji Bacillus subtilis]] (Mark Frantar, Simon Kristl, Andraž Snedec) 
# Modeli konjugacije med črevesnimi bakterijami

8. maj: 
# [[Širjenje odpornosti proti antibiotikom med talnimi bakterijami]] (Debora Kociper, Uma Jordan Ferbežar, Dan Kolnik) 
# [[Vloga plazmidov v bakterijski evoluciji]] (Klara Kolenc, Veronika Trobiš, Teja Mohar) 
# Pomen plazmida Ti za patogenost agrobakterij

13. maj: 
# [[Vloga plazmidov pri virulenčnosti klamidij]] (Nik Matek, Mark Varlamov, Anže Perc) 
# Kriptični plazmidi v človeških prebavilih
# Vloga plazmidov pri kvarjenju piva, ki ga povzročajo mlečne bakterije
# Plazmidna DNA pri zdravljenju tumorjev
# Plazmidni replikoni v farmacevtski industriji

15. maj: 
# Atipična sistema segregacije pri plazmidih z nizkim številom kopij

Interakcije plazmid - kromosom

2024-05-04T18:48:27Z

Tiara Pšeničnik:

==Uvod==

==Vpliv plazmidnih proteinov na kromosomske funkcije==

Plazmidno kodirani proteini vplivajo na kromosomske fukcije, pri čemer oblikujejo dinamično interakcijo med plazmidom in kromosomom.

===Plazmidno kodirani proteini H-NS===

Proteini, znani kot NAP (proteini, povezani z nukleoidom) proteini so ključni pri regulaciji transkripcije in modulaciji topologije DNA. Med njimi so tudi H-NS proteini (histonu podobni nukleoidni strukturirajoči proteini), ki z nespecifično vezavo na AT-bogata območja DNA utišajo izražanje horizontalne DNA, ki ima nižjo vsebnost GC parov kot gostiteljska bakterija. Čeprav plazmidni H-NS ne nadomestijo popolnoma endogenih H-NS, so pomembni za bakterijski fitnes, saj preprečujejo potencialno škodljivo ekspresijo genov, ki bi lahko destabilizirala gostiteljsko celico.

Torej, brez prisotnega plazmida v bakterijski celici, je endogenih H-NS proteinov dovolj, da zasedejo vsa vezavna mesta na kromosomu. Ko pa se v celico vključi AT-bogat plazmid, se število vezavnih mest za proteine H-NS bistveno poveča. To lahko povzroči, da bakterija preusmeri svoje proteine H-NS za uravnavanje novih vezavnih mest, ki jih prinaša plazmid. Posledica tega je lahko zmanjšanje razpoložljivosti H-NS proteinov za njihove običajne tarče na kromosomu, kar lahko vodi v spremenjen fenotip, vključno s padcem fitnesa bakterije. Da bi bakterije te potencialne škodljive učinke zmanjšale, so razvile mehanizem za kompenzacijo pomanjkljivosti v kromosomskem H-NS sistemu. Plazmidi lahko zagotovijo dodaten vir H-NS proteinov, kar omogoča bakteriji, da ohrani svoj genetski in metabolični red tudi ob prisotnosti plazmida.

===Utišanje sistemov CRISPR-Cas s plazmidnimi proteini H-NS===

Vključitev plazmida ne vpliva zgolj na ekspresijo določenih genov, ampak omogoča tudi, da se bakterija prilagodi na antibiotične pritiske ali gostiteljeve imunske odzive. Plazmidni proteini vplivajo tudi na bakterijske imunske sisteme, kot je CRISPR-Cas, ki ga razumemo kot imunski obrambni sistem proti virusom in plazmidom.

Plazmidni H-NS imajo zmožnost utišanja CRISPR-Cas sistemov. Z vezavo na AT-bogata področja na kromosomu, kot so promotorske regije CRISPR-Cas sistema, lahko zavirajo izražanje teh genov. Z zmanjšanjem učinkovitosti CRISPR-Cas sistemov, se plazmidi ne le izognejo neposrednemu uničenju, ampak tudi spodbujajo večjo permisivnost bakterij za sprejem tuje DNA, kar je temelj bakterijske evolucije.

===Vloga plazmidnih sistemov Rap-Phr pri sporulaciji===

Sistemi Rap-Phr so kvorumskega tipa zaznavanja prisotnosti drugih celic in so ključni za regulacijo procesov, kot so sporulacija, tvorba biofilma in kompetentnost pri bakterijah Bacillus. Sisteme Rap-Phr so odkrili tako na kromosomih kot plazmidih, pri čemer imajo plazmidni sistemi večji vpliv na sporulacijo.

Ti sistemi vključujejo proteinske fosfataze Rap, ki defosforilirajo odzivne regulatorje Spo0A in inhibirajo začetek sporulacije. Sporulacija je možna v primeru, da koncentracija zrelega peptida Phr izven celice naraste, preide v celico in inhibira aktivnost Rap. Izolacija plazmidnih sistemov lahko vodi v povečano ekspresijo gena rap na genomu, inhibirano sporulacijo in zmanjšano količino zunajceličnih proteaz. Njihovo zmanjšanje pa lahko zmanjša imunski odziv gostitelja in olajša preživetje bakterij v vegetativni fazi, dokler gostiteljski organizem ne umre.