Плазмиды

Плазмиды — это внехромосомные, кольцевые молекулы двуцепочечной ДНК, которые существуют у бактерий и некоторых других организмов. Они представляют собой замкнутые молекулы с молекулярной массой от 10⁶ до 10⁸ дальтон, связанные с белками.

По своему расположению в клетке плазмиды бывают двух типов:

• Свободные (автономные): Локализуются в цитоплазме и способны к независимой от бактериальной хромосомы репликации.
• Интегрированные: Встраиваются в хромосому бактерии. Такие интегрированные плазмиды называются эписомами.

Свободные плазмиды могут передаваться между бактериями. По способности к передаче их делят на:

• Трансмиссивные: Обладают собственным аппаратом для передачи и могут самостоятельно передаваться другим клеткам в процессе конъюгации (характерно для грамотрицательных бактерий).
• Нетрансмиссивные: Не имеют аппарата для самостоятельной передачи, но могут переноситься с помощью трансмиссивных плазмид или посредством трансдукции (например, у стафилококков).

Процесс репликации плазмид может подавляться акридиновыми красителями и ультрафиолетовым излучением.

Функции и значение

Приобретение или потеря плазмиды может наделять бактерию новыми свойствами или лишать её их, хотя существуют и «молчащие» (немые) плазмиды, функция которых не установлена. В одной бактериальной клетке может одновременно содержаться несколько разных типов плазмид, которые по признаку совместимости делятся на несколько групп.

Наиболее известные и изученные типы плазмид:

• F-плазмида (половой фактор): Обеспечивает способность к конъюгации.
• R-фактор (R-плазмида): Несёт гены устойчивости к антибиотикам.
• Col-плазмида: Контролирует синтез бактериоцинов (колицинов) — веществ, подавляющих рост родственных бактериальных штаммов.
• Плазмиды, контролирующие синтез различных факторов: антигенов (например, К88), энтеротоксинов, гемолизинов, ферментов для утилизации лактозы, ферментов для фиксации атмосферного азота и другие.

Современный контекст

Главной практической проблемой, связанной с плазмидами, остаётся широкое распространение R-плазмид (факторов устойчивости к антибиотикам). Этот процесс характеризуется высокой частотой, способностью передавать устойчивость сразу к нескольким препаратам и возможностью выхода за пределы одного вида бактерий, что является серьёзным вызовом для медицины и ветеринарии.

С точки зрения эволюционной биологии, плазмиды рассматриваются как важные элементы горизонтального переноса генов. Некоторые учёные выдвигали гипотезы, что плазмиды могли быть предшественниками вирусов или представляют собой самостоятельные вирусоподобные формы жизни, однако эти взгляды не являются общепринятыми. Современные исследования активно используют плазмиды в качестве векторов (переносчиков) для генетической инженерии и биотехнологии.