интегрирует

Интегроны — это генетические механизмы, которые позволяют бактериям быстро адаптироваться и развиваться посредством накопления и экспрессии новых генов. ^{[ 1 ]} Эти гены встроены в специфическую генетическую структуру, называемую генной кассетой (термин, который в последнее время меняется на кассету интегронов), которая обычно несет одну безпромоторную открытую рамку считывания (ORF) вместе с сайтом рекомбинации ( attC ). Кассеты интегронов встраиваются в сайт attI платформы интегрона посредством реакций сайт-специфической рекомбинации, опосредованных интегразой.

Открытие

Интегроны были первоначально обнаружены на конъюгативных плазмидах благодаря их роли в устойчивости к антибиотикам. ^{[ 2 ]} Действительно, эти мобильные интегроны, как они теперь известны, могут нести множество кассет, содержащих гены, которые почти исключительно связаны с устойчивостью к антибиотикам. Дальнейшие исследования пришли к выводу, что интегроны являются хромосомными элементами и что их мобилизация на плазмиды обеспечивается транспозонами и отбирается в результате интенсивного применения антибиотиков. Функция большинства кассет, обнаруженных в хромосомных интегронах, остается неизвестной.

Интегронная функция

Для поддержания кассет необходимо, чтобы они были интегрированы в репликативный элемент (хромосому, плазмиду). Интеграза, кодируемая интегроном, предпочтительно катализирует два типа реакции рекомбинации: 1) attC x attC, что приводит к вырезанию кассеты, 2) attI x attC, что позволяет интегрировать кассету в attI-сайт интегрона. После установки кассета сохраняется во время деления клеток. ^{[ 3 ]} Последовательные интеграции генных кассет приводят к образованию серии кассет. Кассета, интегрированная последней, является тогда кассетой, ближайшей к промотору Pc в сайте attI. Режим рекомбинации, катализируемый IntI, включает структурированную одноцепочечную ДНК и придает режиму распознавания сайта attC уникальные характеристики. ^{[ 4 ]} Интеграция генных кассет в интегрон также обеспечивает промотор Pc, который обеспечивает экспрессию всех кассет в массиве, во многом подобно оперону. ^{[ 3 ]} Тогда уровень генной экспрессии кассеты является функцией количества и природы предшествующих ей кассет. В 2009 году Дидье Мазель и его команда показали, что экспрессия интегразы IntI контролируется бактериальной SOS-реакцией, таким образом связывая этот адаптивный аппарат с реакцией на стресс у бактерий. ^{[ 5 ]}

Структура

Интегрон минимально состоит из: ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

ген, кодирующий сайт-специфическую рекомбиназу : intI, принадлежащий к интеграз. семейству
проксимальный сайт рекомбинации : attI , который распознается интегразой ^{[ 8 ]} и куда можно вставить генные кассеты
промотор: Pc , который управляет транскрипцией генов, кодируемых кассетой.

Генные кассеты

Кроме того, интегрон обычно содержит одну или несколько включенных в него генных кассет. Генные кассеты могут кодировать гены устойчивости к антибиотикам , хотя большинство генов в интегронах не охарактеризованы. Последовательность attC (также называемая 59-be) представляет собой повтор, который фланкирует кассеты и позволяет кассетам интегрироваться в сайт attI , вырезаться и подвергаться горизонтальному переносу генов .

возникновение

Интегроны могут быть обнаружены в составе мобильных генетических элементов, таких как плазмиды и транспозоны . Интегроны также могут быть обнаружены в хромосомах .

Терминология

Термин суперинтегрон был впервые применен в 1998 году (но без определения) к интегрону с длинным кассетным массивом на малой хромосоме Vibrio cholerae . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} С тех пор этот термин стал использоваться для интегронов различной длины кассетных массивов или для интегронов на бактериальных хромосомах (в отличие, например, от плазмид). Использование слова «суперинтегрон» сейчас не рекомендуется, поскольку его значение неясно. ^{[ 9 ]}

В более современном использовании интегрон, расположенный на бактериальной хромосоме, называется сидячим хромосомным интеграном , а связанный с транспозонами или плазмидами, называется мобильным интегроном . ^{[ 11 ]}

Ссылки

^ Антонио Эскудеро, Хосе; Мазель, Дидье; Нивина, Александра; Лут, Селин (2015). «ASMscience | Интегрон: адаптация по требованию» . Микробиологический спектр . 3 (2): MDNA3–0019–2014. doi : 10.1128/microbiolspec.mdna3-0019-2014 . ПМИД 26104695 .
^ Мазель (2006). «Интегроны: агенты бактериальной эволюции». Обзоры природы Микробиология . 4 (8): 608–620. дои : 10.1038/nrmicro1462 . ПМИД 16845431 . S2CID 4407151 .
^ Jump up to: ^а ^б Холл, Рут М.; Коллис, Кристина М. (27 октября 2006 г.). «Мобильные генные кассеты и интегроны: захват и распространение генов путем сайт-специфической рекомбинации» . Молекулярная микробиология . 15 (4): 593–600. дои : 10.1111/j.1365-2958.1995.tb02368.x . ISSN 0950-382X . ПМИД 7783631 . S2CID 16476838 .
^ Макдональд, Дуглас; Демарр, Гаэль; Бувье, Мари; Мазель, Дидье; Гопаул, Дешмух Н. (2006). «Структурные основы широкой специфичности ДНК при рекомбинации интегронов» . Природа . 440 (7088): 1157–1162. дои : 10.1038/nature04643 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 16641988 . S2CID 4403903 .
^ Герен, Эмили; Камбрей, Уильям; Санчес-Альберола, Неус; Кампой, Сусана; Эрилл, Иван; Да Ре, Сандра; Гонсалес-Цорн, Бруно; Барбе, Джордж; Уловка, Мари-Сесиль; Мазель, Дидье (22 мая 2009 г.). «Реакция SOS контролирует рекомбинацию интегронов» . Наука . 324 (5930): 1034. doi : 10.1126/science.1172914 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 19460999 . S2CID 42334786 .
^ Ковалевская, Н.П. (2002). «Мобильные генные кассеты и интеграны». Молекулярная биология . 36 (2): 196–201. дои : 10.1023/А:1015361704475 . S2CID 2078235 .
^ Холл Р., Коллис С., Ким М., Партридж С., Реккиа Г., Стоукс Х (1999) Кассеты мобильных генов и интегроны в эволюции.
^ Холл, РМ; Коллис, CM (1995). «Мобильные генные кассеты и интегроны: захват и распространение генов путем сайт-специфической рекомбинации» . Молекулярная микробиология . 15 (4): 593–600. дои : 10.1111/j.1365-2958.1995.tb02368.x . ПМИД 7783631 .
^ Jump up to: ^а ^б Холл, РМ; Стоукс, HW (2004). «Интегроны или суперинтеграны?» . Микробиология . 150 (Часть 1): 3–4. дои : 10.1099/mic.0.26854-0 . ПМИД 14702391 .
^ Мазель, Д.; Дычинко, Б; Уэбб, Вирджиния; Дэвис, Дж (1998). «Особый класс интегранов в геноме холерного вибриона». Наука . 280 (5363): 605–8. Бибкод : 1998Sci...280..605M . дои : 10.1126/science.280.5363.605 . ПМИД 9554855 .
^ Лут, Селин; Нивина, Александра; Кюри, Жан; Эскудеро, Хосе Антонио; Дюкос-Галанд, Магали; Бикард, Дэвид; Роша, Эдуардо ПК; Мазель, Дидье (3 мая 2017 г.). «Различия в динамике удаления кассет интеграна формируют компромисс между эволюционируемостью и генетической емкостью» . мБио . 8 (2). дои : 10.1128/mBio.02296-16 . ПМК 5371416 . ПМИД 28351923 .

Медицинские термины

Дальнейшее чтение

Коллис, CM; Ким, MJ; Партридж, СР; Стоукс, HW; Холл, РМ (2002). «Характеристика интегрона класса 3 и определяемой им системы сайт-специфической рекомбинации» . Журнал бактериологии . 184 (11): 3017–3026. дои : 10.1128/jb.184.11.3017-3026.2002 . ПМК 135066 . ПМИД 12003943 .
Тосини, Ф; Виска, П; Луцци, я; Диониси, AM; Пеццелла, К; Петрукка, А; Караттоли, А. (1998). «Интегронная устойчивость класса 1 к множественным антибиотикам, переносимая плазмидами IncFI и IncL/M у Salmonella enterica серотипа typhimurium» . Противомикробные средства Химиотер . 42 (12): 3053–8. дои : 10.1128/aac.42.12.3053 . ПМК 105998 . ПМИД 9835490 .
Мазель, Д. (2006). «Интегроны: агенты бактериальной эволюции». Обзоры природы Микробиология . 4 (8): 608–620. дои : 10.1038/nrmicro1462 . ПМИД 16845431 . S2CID 4407151 .

Внешние ссылки

IntegronFinder - инструмент для обнаружения интегронов в геномах бактерий.
ИНТЕГРАЛЛ - База данных Интегрон

Эта о генетике статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Антонио Эскудеро, Хосе; Мазель, Дидье; Нивина, Александра; Лут, Селин (2015). «ASMscience | Интегрон: адаптация по требованию» . Микробиологический спектр . 3 (2): MDNA3–0019–2014. doi : 10.1128/microbiolspec.mdna3-0019-2014 . ПМИД 26104695 .

[2] Мазель (2006). «Интегроны: агенты бактериальной эволюции». Обзоры природы Микробиология . 4 (8): 608–620. дои : 10.1038/nrmicro1462 . ПМИД 16845431 . S2CID 4407151 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^б Холл, Рут М.; Коллис, Кристина М. (27 октября 2006 г.). «Мобильные генные кассеты и интегроны: захват и распространение генов путем сайт-специфической рекомбинации» . Молекулярная микробиология . 15 (4): 593–600. дои : 10.1111/j.1365-2958.1995.tb02368.x . ISSN 0950-382X . ПМИД 7783631 . S2CID 16476838 .

[4] Макдональд, Дуглас; Демарр, Гаэль; Бувье, Мари; Мазель, Дидье; Гопаул, Дешмух Н. (2006). «Структурные основы широкой специфичности ДНК при рекомбинации интегронов» . Природа . 440 (7088): 1157–1162. дои : 10.1038/nature04643 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 16641988 . S2CID 4403903 .

[5] Герен, Эмили; Камбрей, Уильям; Санчес-Альберола, Неус; Кампой, Сусана; Эрилл, Иван; Да Ре, Сандра; Гонсалес-Цорн, Бруно; Барбе, Джордж; Уловка, Мари-Сесиль; Мазель, Дидье (22 мая 2009 г.). «Реакция SOS контролирует рекомбинацию интегронов» . Наука . 324 (5930): 1034. doi : 10.1126/science.1172914 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 19460999 . S2CID 42334786 .

[6] Ковалевская, Н.П. (2002). «Мобильные генные кассеты и интеграны». Молекулярная биология . 36 (2): 196–201. дои : 10.1023/А:1015361704475 . S2CID 2078235 .

[7] Холл Р., Коллис С., Ким М., Партридж С., Реккиа Г., Стоукс Х (1999) Кассеты мобильных генов и интегроны в эволюции.

[8] Холл, РМ; Коллис, CM (1995). «Мобильные генные кассеты и интегроны: захват и распространение генов путем сайт-специфической рекомбинации» . Молекулярная микробиология . 15 (4): 593–600. дои : 10.1111/j.1365-2958.1995.tb02368.x . ПМИД 7783631 .

[Hall2004-9] Jump up to: ^а ^б Холл, РМ; Стоукс, HW (2004). «Интегроны или суперинтеграны?» . Микробиология . 150 (Часть 1): 3–4. дои : 10.1099/mic.0.26854-0 . ПМИД 14702391 .

[10] Мазель, Д.; Дычинко, Б; Уэбб, Вирджиния; Дэвис, Дж (1998). «Особый класс интегранов в геноме холерного вибриона». Наука . 280 (5363): 605–8. Бибкод : 1998Sci...280..605M . дои : 10.1126/science.280.5363.605 . ПМИД 9554855 .

[11] Лут, Селин; Нивина, Александра; Кюри, Жан; Эскудеро, Хосе Антонио; Дюкос-Галанд, Магали; Бикард, Дэвид; Роша, Эдуардо ПК; Мазель, Дидье (3 мая 2017 г.). «Различия в динамике удаления кассет интеграна формируют компромисс между эволюционируемостью и генетической емкостью» . мБио . 8 (2). дои : 10.1128/mBio.02296-16 . ПМК 5371416 . ПМИД 28351923 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]