Více

Jak nepohlavní prokaryoti dosahují genetické rozmanitosti - geovědy

Jak nepohlavní prokaryoti dosahují genetické rozmanitosti - geovědy


dovednosti rozvíjet

  • Porovnejte procesy transformace, transdukce a konjugace
  • Vysvětlete, jak asexuální přenos genů vede k prokaryotické genetické rozmanitosti
  • Vysvětlete strukturu a důsledky pro bakteriální genetickou rozmanitost transpozonů

Když uvažujeme o genetickém přenosu, obvykle uvažujeme o vertikálním přenosu genů, přenosu genetické informace z generace na generaci. Vertikální genový přenos je zdaleka hlavním způsobem přenosu genetické informace ve všech buňkách. U pohlavně se množících organismů přispívají ke genetické rozmanitosti populace události křížení a nezávislé třídění jednotlivých chromozomů během meiózy. Genetická diverzita se také zavádí během pohlavního rozmnožování, kdy se kombinují genetické informace od dvou rodičů, z nichž každý má různé doplňky genetické informace, a vytváří tak u diploidních potomků nové kombinace rodičovských genotypů. Výskyt mutací také přispívá ke genetické rozmanitosti populace. Genetická rozmanitost potomků je užitečná v měnícím se nebo nekonzistentním prostředí a může být jedním z důvodů evolučního úspěchu sexuální reprodukce.

Když se prokaryoty a eukaryoty reprodukují nepohlavně, přenášejí téměř identickou kopii svého genetického materiálu na své potomky prostřednictvím vertikálního přenosu genů. Ačkoli nepohlavní rozmnožování produkuje více potomků rychleji, jsou ztraceny všechny výhody rozmanitosti těchto potomků. Jak tedy organismy, jejichž dominantní reprodukční režim je nepohlavní, vytvářejí genetickou rozmanitost? U prokaryot je horizontální přenos genů (HGT), zavedení genetického materiálu z jednoho organismu do jiného organismu ve stejné generaci, důležitým způsobem zavedení genetické rozmanitosti. HGT umožňuje i vzdáleně příbuzným druhům sdílet geny, což ovlivňuje jejich fenotypy. Předpokládá se, že HGT je častější u prokaryot, ale tímto typem přenosu může být kdykoli přenesen pouze malý zlomek prokaryotického genomu. Jelikož je fenomén zkoumán důkladněji, může se ukázat, že je ještě častější. Mnoho vědců věří, že HGT a mutace jsou u prokaryot významným zdrojem genetické variace, suroviny pro proces přirozeného výběru. Ačkoli HGT je častější u evolučně příbuzných organismů, může se vyskytovat mezi jakýmikoli dvěma druhy, které žijí společně v přirozeném společenství.

Je známo, že k HGT u prokaryot dochází třemi primárními mechanismy, které jsou znázorněny na obrázku ( PageIndex {1} ):

  1. Transformace: nahá DNA je převzata z prostředí
  2. Transdukce: geny se přenášejí mezi buňkami viru (viz Virový životní cyklus)
  3. Konjugace: použití duté trubice zvané konjugace pilus k přenosu genů mezi buňkami

Cvičení ( PageIndex {1} )

  1. Jaké jsou tři způsoby, jak pohlavní rozmnožování vnáší do potomků genetické variace?
  2. Jaká je výhoda nepohlavní reprodukce?
  3. Jaké jsou tři mechanismy horizontálního přenosu genů u prokaryot?

Proměna

Frederick Griffith byl první, kdo demonstroval proces transformace. V roce 1928 ukázal, že je živý, nepatogenní Streptococcus pneumoniae bakterie by mohly být transformovány na patogenní bakterie vystavením tepelně usmrcenému patogennímu kmeni. Došel k závěru, že od mrtvých patogenních bakterií k živým nepatogenním bakteriím přešel nějaký druh látky, kterou nazval „transformační princip“. V roce 1944 Oswald Avery (1877–1955), Colin MacLeod (1909–1972) a Maclyn McCarty (1911–2005) prokázali, že transformujícím principem byla DNA (viz Využívání mikroorganismů k objevování tajemství života).

Při transformaci prokaryot pohltí nahou DNA nacházející se v jejím prostředí a která je odvozena z jiných buněk, které lyžovaly po smrti a uvolnily svůj obsah, včetně genomu, do prostředí. Mnoho bakterií je přirozeně kompetentních, což znamená, že se aktivně váží na environmentální DNA, transportují ji přes své buněčné obaly do své cytoplazmy a vytvářejí ji jednovláknovou. Dvouvláknová cizí DNA v buňkách je obvykle ničena nukleázami jako obrana proti virové infekci. Tyto nukleázy jsou však obvykle proti jednovláknové DNA neúčinné, takže tato jednovláknová DNA v buňce má možnost rekombinace do bakteriálního genomu. Molekula DNA, která obsahuje fragmenty DNA z různých organismů, se nazývá rekombinantní DNA. (Rekombinantní DNA bude podrobněji popsána v Mikroby a nástroje genetického inženýrství.) Pokud bakterie začlení novou DNA do vlastního genomu rekombinací, může bakteriální buňka získat nové fenotypové vlastnosti. Například pokud nepatogenní bakterie pohltí DNA pro gen toxinu z patogenu a poté ji začlení do svého chromozomu, může se také stát patogenní. Plazmidovou DNA mohou také přijímat kompetentní bakterie a dodávat buňce nové vlastnosti. Celkově je transformace v přírodě relativně neúčinným procesem, protože hladiny DNA v prostředí jsou nízké kvůli aktivitě nukleáz, které se také uvolňují během buněčné lýzy. Genetická rekombinace je navíc neúčinná při začlenění nových sekvencí DNA do genomu.

V přírodě je bakteriální transformace důležitým mechanismem pro získání genetických prvků kódujících faktory virulence a odolnost vůči antibiotikům. Ukázalo se, že geny kódující rezistenci na antimikrobiální sloučeniny jsou v přírodě velmi rozšířené, a to i v prostředích neovlivněných lidmi. Tyto geny, které umožňují mikrobům žijícím ve smíšených komunitách soutěžit o omezené zdroje, lze v populaci přenést transformací i dalšími procesy HGT. V laboratoři můžeme využít přirozený proces bakteriální transformace pro genetické inženýrství k výrobě široké škály léčivých přípravků, jak je popsáno v Mikroby a nástroje genetického inženýrství.

Cvičení ( PageIndex {2} )

Proč bakteriální buňka přeměňuje DNA z prostředí do buňky v jednořetězcovou formu?

Transdukce

Viry, které infikují bakterie (bakteriofágy), mohou také přenášet krátké kousky chromozomální DNA z jedné bakterie na druhou v procesu zvaném transdukce (viz [odkaz]). Připomeňme, že při generalizované transdukci může být jakýkoli kousek chromozomální DNA přenesen do nové hostitelské buňky náhodným zabalením chromozomální DNA do fágové hlavy během fágové montáže. Naproti tomu specializovaná transdukce je výsledkem nepřesné excize lysogenního profága z bakteriálního chromozomu, takže s sebou nese kousek bakteriálního chromozomu z kterékoli strany místa integrace fága do nové hostitelské buňky. Ve výsledku může hostitel získat nové vlastnosti. Tento proces se nazývá lysogenní přeměna. Z lékařského hlediska může lysogenní fág nést gen virulence svému novému hostiteli. Po vložení do chromozomu nového hostitele může nový hostitel získat patogenitu. Několik patogenních bakterií, včetně Corynebacterium diphtheriae (původce záškrtu) a Clostridium botulinum (původce botulismu), jsou virulentní kvůli zavedení genů kódujících toxiny lysogenními bakteriofágy, což potvrzuje klinický význam transdukce při výměně genů podílejících se na infekčním onemocnění. Archaea mají své vlastní viry, které přenášejí genetický materiál z jednoho jedince na druhého.

Cvičení ( PageIndex {3} )

  1. Jaké je činidlo transdukce prokaryotických buněk?
  2. Odkud ve specializované transdukci pochází transdukční část DNA?

Při konjugaci je DNA přímo přenášena z jednoho prokaryota do druhého pomocí konjugačního pilusu, který přináší organismy do vzájemného kontaktu. v E-coligeny kódující schopnost konjugace se nacházejí na bakteriálním plazmidu zvaném F plazmid, známém také jako faktor plodnosti, a konjugace pilus se nazývá F pilus. Geny F-plazmidu kódují jak proteiny tvořící F pilus, tak ty, které se podílejí na replikaci plazmidu v rotujícím kruhu. Buňky obsahující F plazmid, schopné tvořit F pilus, se nazývají F+ buňky nebo buňky dárcesa těm, kterým chybí F plazmid, se říká F buňky nebo buňky příjemces.

Konjugace F plazmidu

Během typické konjugace v E-coli, F pilus z F+ buňka přijde do kontaktu s F buňku a zatáhne, čímž se obě obálky buňky dostanou do kontaktu (obrázek ( PageIndex {3} )). Poté se mezi dvěma buňkami v místě konjugačního pilusu vytvoří cytoplazmatický můstek. Protože k replikaci klouzavého kruhu F plazmidu dochází v F+ buňka je jednovláknová kopie F plazmidu přenesena přes cytoplazmatický můstek do F buňka, která poté syntetizuje komplementární vlákno, což z něj činí dvouvláknové vlákno. F buňka se nyní stává F.+ buňka schopná vytvořit vlastní konjugační pilus. Nakonec ve smíšené bakteriální populaci obsahující oba F+ a F buňky, všechny buňky se stanou F+ buňky. Geny na E-coli F plazmid také kóduje proteiny zabraňující konjugaci mezi F+ buňky.

Konjugace F 'a Hfr buněk

Ačkoli typická konjugace v E-coli vede k přenosu pouze F-plazmidové DNA, může konjugace také přenášet chromozomální DNA. Je tomu tak proto, že F plazmid se občas integruje do bakteriálního chromozomu rekombinací mezi plazmidem a chromozomem a vytváří Hfr buňku (obrázek ( PageIndex {4} )). „Hfr“ označuje vysokou frekvenci rekombinace pozorovanou, když příjemce F buňky dostávají genetickou informaci z Hfr buněk konjugací. Podobně jako nepřesná excize profága během specializované transdukce, integrovaný F plazmid může být také nepřesně vystřižen z chromozomu, čímž vznikne F 'plazmid, který nese s sebou část chromozomální DNA sousedící s integračním místem. Při konjugaci je tato DNA zavedena do buňky příjemce a může být buď udržována jako část F 'plazmidu, nebo může být rekombinována do bakteriálního chromozomu buňky příjemce.

Buňky Hfr mohou také zacházet s bakteriálním chromozomem jako s obrovským F plazmidem a pokoušet se přenést jeho kopii na příjemce F buňka. Protože bakteriální chromozom je tak velký, přenos celého chromozomu trvá dlouho (Obrázek ( PageIndex {5} )). Kontakt mezi bakteriálními buňkami během konjugace je však přechodný, takže je neobvyklé, že se přenáší celý chromozom. Hostitelská chromozomální DNA poblíž místa integrace F plazmidu, přemístěna jednosměrným procesem replikace klouzavého kruhu, je pravděpodobnější, že bude přenesena a rekombinována do chromozomu buňky příjemce, než do hostitelských genů dále. Relativní umístění bakteriálních genů na genomu buňky Hfr lze tedy mapovat na základě toho, kdy jsou přeneseny konjugací. Výsledkem bylo, že před věkem rozšířeného sekvenování bakteriálních genomů byly vzdálenosti na mapách prokaryotického genomu často měřeny v minutách.

Důsledky a aplikace konjugace

Plazmidy jsou důležitým typem extrachromozomálního prvku DNA v bakteriích a v buňkách, které je skrývají, jsou považovány za součást bakteriálního genomu. Z klinického hlediska plazmidy často kódují geny podílející se na virulenci. Například geny kódující proteiny, díky nimž je bakteriální buňka rezistentní na konkrétní antibiotikum, jsou kódovány na R plazmidech. R plazmidy kromě svých genů pro antimikrobiální rezistenci obsahují geny, které řídí konjugaci a přenos plazmidu. R plazmidy jsou schopné přenosu mezi buňkami stejného druhu a mezi buňkami různých druhů. Single R plazmidy obvykle obsahují více genů, které propůjčují rezistenci vůči více antibiotikům.

Geny potřebné pro produkci různých toxinů a molekul důležitých pro kolonizaci během infekce lze také najít kódované na plazmidech. Například kmeny produkující verotoxin E-coli Zdá se, že (VTEC) získaly geny kódující Shiga toxin od svého gramnegativního příbuzného Shigella dysenteriae získáním velkého plazmidu kódujícího tento toxin. VTEC způsobuje závažné průjmové onemocnění, které může vést k hemolyticko-uremickému syndromu (HUS), který může vést k selhání ledvin a smrti.

V neklinických podmínkách jsou na plazmidech často kódovány bakteriální geny, které kódují metabolické enzymy potřebné k degradaci specializovaných atypických sloučenin, jako jsou polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH). Kromě toho určité plazmidy mají schopnost přecházet z bakteriálních buněk na jiné buněčné typy, jako jsou například rostliny a zvířata, prostřednictvím mechanismů odlišných od konjugace. Tyto mechanismy a jejich použití v genetickém inženýrství jsou zahrnuty v Moderní aplikace mikrobiální genetiky.

Proklikáním této animace se dozvíte více o procesu konjugace.

Cvičení ( PageIndex {5} )

  1. K jakému typu replikace dochází během konjugace?
  2. Co se děje při výrobě Hfr E-coli buňka?
  3. Jaké typy znaků jsou kódovány na plazmidech?

Transpozice

Genetické prvky zvané transposony (transponovatelné prvky), neboli „skokové geny“, jsou molekuly DNA, které na svých koncích obsahují speciální invertované opakující se sekvence a gen kódující enzymovou transposázu (obrázek ( PageIndex {6} )). Transpozony umožňují, aby celá sekvence nezávisle excidovala z jednoho místa v molekule DNA a integrovala se do DNA jinde prostřednictvím procesu zvaného transpozice. Transpozony byly původně objeveny v kukuřici americkou genetičkou Barbarou McClintockovou (1902–1992) ve 40. letech 20. století. Transpozony byly od té doby nalezeny ve všech typech organismů, a to jak u prokaryot, tak u eukaryot. Na rozdíl od tří předchozích diskutovaných mechanismů tedy transpozice není prokaryoticky specifická. Většina transpozonů není replikativní, což znamená, že se pohybují způsobem „střih a vložte“. Některé mohou být replikativní, ale zachovávají si svoji polohu v DNA a vytvářejí kopii, která má být vložena jinam („copy and paste“). Protože se transposony mohou pohybovat v molekule DNA, z jedné molekuly DNA do druhé nebo dokonce z jedné buňky do druhé, mají schopnost vnést genetickou rozmanitost. Pohyb ve stejné molekule DNA může změnit fenotyp deaktivací nebo aktivací genu.

Transposony mohou nosit s sebou další geny a přenášet je s sebou z jednoho místa na druhé. Například bakteriální transpozony mohou přemístit geny rezistence na antibiotika a přesunout je z chromozomů na plazmidy. Ukázalo se, že tento mechanismus je zodpovědný za kolokalizaci několika genů rezistence na antibiotika na jednom R plazmidu v Shigella kmeny způsobující bakteriální úplavici. Takový plazmid R lze potom snadno přenést mezi bakteriální populací procesem konjugace.

Cvičení ( PageIndex {6} )

Jaké jsou dva způsoby, jak může transposon ovlivnit fenotyp buňky, do které se pohybuje?

Tabulka ( PageIndex {1} ) shrnuje procesy popsané v této části.

Tabulka ( PageIndex {1} ): Souhrn mechanismů genetické rozmanitosti u prokaryot
ObdobíDefinice
ČasováníPřenos DNA přímým kontaktem pomocí konjugačního pilusu
TransdukceMechanismus horizontálního přenosu genů v bakteriích, ve kterých jsou geny přenášeny virovou infekcí
ProměnaMechanismus horizontálního přenosu genů, při kterém je nahá environmentální DNA absorbována bakteriální buňkou
TranspoziceProces, při kterém DNA nezávisle exciduje z jednoho místa v molekule DNA a integruje se jinde
  • Horizontální přenos genů je důležitým způsobem, jak pro nepohlavně se množící organismy, jako jsou prokaryoty, získat nové rysy.
  • Existují tři mechanismy horizontálního přenosu genů, které bakterie obvykle používají: proměna, transdukce, a časování.
  • Transformace umožňuje kompetentním buňkám přijímat nahou DNA uvolněnou z jiných buněk po jejich smrti do jejich cytoplazmy, kde se může rekombinovat s hostitelským genomem.
  • v generalizovaná transdukcejakýkoli kousek chromozomální DNA může být přenesen náhodným zabalením degradovaného hostitelského chromozomu do fágové hlavy. v specializovaná transdukce, pouze chromozomální DNA sousedící s integračním místem lysogenního fága může být přenesena v důsledku nepřesné excize profága.
  • Konjugaci zprostředkovává F plazmid, který kóduje a konjugace pilus který přináší F plazmid obsahující F+ buňka do kontaktu s F- buňka.
  • Vzácná integrace F plazmidu do bakteriálního chromozomu, generující an Hfr buňka, umožňuje přenos chromozomální DNA od dárce k příjemci. Kromě toho může nepřesná excize F plazmidu z chromozomu generovat F ’plazmid, který může být přenesen na příjemce konjugací.
  • Konjugační převod R plazmidy je důležitým mechanismem pro šíření rezistence na antibiotika v bakteriálních komunitách.
  • Transpozony jsou molekuly DNA s obrácenými opakováními na svých koncích, které také kódují enzymovou transposázu, což umožňuje jejich pohyb z jednoho místa v DNA do druhého. Ačkoli jsou transpozony nalezeny u prokaryot i eukaryot, jsou klinicky relevantní u bakteriálních patogenů pro pohyb faktorů virulence, včetně genů rezistence na antibiotika.

Několik možností

Jaký je mechanismus, kterým nesprávná excize profága z bakteriálního chromozomu vede k zabalení bakteriálních genů poblíž místa integrace do fágové hlavy?

A. konjugace
B. generalizovaná transdukce
C. specializovaná transdukce
D. transformace

C

Co z toho se týká absorpce nahé DNA z okolního prostředí?

A. transformace

D

F plazmid je zapojen do kterého z následujících procesů?

A. transdukce
C. provedení
D. transformace

A

Který z následujících se týká mechanismu horizontálního přenosu genů přirozeně odpovědného za šíření genů rezistence na antibiotika v bakteriální populaci?

A. transformace

A

Vyplň prázdná místa

Malá molekula DNA, která má schopnost samostatně excidovat z jednoho místa ve větší molekule DNA a integrovat se do DNA jinde, se nazývá ________.

transposon nebo transponovatelný prvek

________ je skupina mechanismů, které umožňují zavedení genetického materiálu z jednoho organismu do jiného organismu ve stejné generaci.

Horizontální přenos genů

Pravda / nepravda

Asexuálně reprodukující se organismy postrádají mechanismy pro generování genetické rozmanitosti v populaci.

Nepravdivé

Stručná odpověď

Stručně popište dva způsoby, kterými může být chromozomální DNA z dárcovské buňky přenesena do buňky příjemce během procesu konjugace.

Popište, co se stane, když je do genu kódujícího transposázu v transposonu zavedena nesmyslná mutace.


12.1 Mikroby a nástroje genetického inženýrství

Kayla, 24letá elektrotechnická inženýrka a nadšenkyně běhu, se právě přestěhovala z Arizony do New Hampshire, aby si vzala novou práci. O svých víkendech ráda prozkoumává své nové okolí a chodí na dlouhé běhy do borových lesů. V červenci strávila týden turistikou po horách. Na začátku srpna se u Kayly objevila nízká horečka, bolesti hlavy a mírné bolesti svalů a cítila se trochu unavená. Když na to moc nemyslela, vzala si ibuprofen, aby bojovala se svými příznaky, a slíbila, že si odpočine.

Přejít na další pole Clinical Focus.

Věda o využívání živých systémů ve prospěch lidstva se nazývá biotechnologie. Technicky vzato, domestikace rostlin a zvířat prostřednictvím zemědělských a šlechtitelských postupů je druh biotechnologie. V současném smyslu však spojujeme biotechnologii s přímou alterací genetiky organismu, abychom prostřednictvím procesu genetického inženýrství dosáhli požadovaných vlastností. Genetické inženýrství zahrnuje použití technologie rekombinantní DNA, což je proces, kterým je manipulována sekvence DNA in vitro, čímž se vytvoří molekula rekombinantní DNA s které mají nové kombinace genetického materiálu. Rekombinantní DNA je poté zavedena do hostitelského organismu. Pokud DNA, která je zavedena, pochází z jiného druhu, hostitelský organismus je nyní považován za transgenní.

Jedním příkladem transgenního mikroorganismu je bakteriální kmen, který produkuje lidský inzulín (obrázek 12.2). Gen inzulínu z lidí byl vložen do plazmidu. Tento rekombinantní DNA plazmid byl poté vložen do bakterií. Ve výsledku jsou tyto transgenní mikroby schopné produkovat a vylučovat lidský inzulín. Mnoho prokaryot je schopno získat cizí DNA a inkorporovat funkční geny do vlastního genomu prostřednictvím „páření“ s jinými buňkami (konjugace), virové infekce (transdukce) a přijímání DNA z prostředí (transformace). Připomeňme, že tyto mechanismy jsou příklady horizontálního přenosu genů - přenosu genetického materiálu mezi buňkami stejné generace.

Molekulární klonování

Herbert Boyer a Stanley Cohen poprvé demonstrovali kompletní proces molekulárního klonování v roce 1973, kdy úspěšně klonovali geny z africké drápové žáby ( Xenopus laevis ) do bakteriálního plazmidu, který byl poté zaveden do bakteriálního hostitele Escherichia coli . Molekulární klonování je sada metod používaných ke konstrukci rekombinantní DNA a jejím zabudování do hostitelského organismu. Využívá řadu molekulárních nástrojů, které jsou odvozeny z mikroorganismů.

Restrikční enzymy a ligázy

V technologii rekombinantní DNA jsou molekuly DNA manipulovány pomocí přirozeně se vyskytujících enzymů odvozených hlavně z bakterií a virů. Vytváření molekul rekombinantní DNA je možné díky použití přirozeně se vyskytujících restrikčních endonukleáz (restrikčních enzymů), bakteriálních enzymů produkovaných jako ochranný mechanismus pro dělení a ničení cizí cytoplazmatické DNA, která je nejčastěji výsledkem bakteriofágové infekce. Stewart Linn a Werner Arber objevili restrikční enzymy ve svých studiích jak v 60. letech E-coli omezuje replikaci bakteriofága na infekci. Dnes používáme restrikční enzymy značně pro dělení fragmentů DNA, které pak mohou být spojeny do jiné molekuly DNA za vzniku rekombinantních molekul. Každý restrikční enzym štěpí DNA na charakteristickém rozpoznávacím místě, specifické, obvykle palindromické, sekvenci DNA, obvykle o délce mezi čtyřmi až šesti páry bází. Palindrom je posloupnost písmen, která čte stejně dopředu i dozadu. (Slovo „úroveň“ je příkladem palindromu.) Palindromické sekvence DNA obsahují stejné sekvence bází ve směru 5ʹ až 3ʹ na jednom řetězci jako ve směru 5ʹ až 3ʹ na doplňkovém řetězci. Restrikční enzym rozpozná DNA palindrom a rozřízne každou páteř na stejných pozicích v palindromu. Některé restrikční enzymy štěpí a produkují molekuly, které mají komplementární přesahy (lepivé konce), zatímco jiné štěpí bez generování takových přesahů, místo toho produkují tupé konce (obrázek 12.3).

Molekuly s komplementárními lepivými konci mohou na svých lepivých koncích snadno žíhat nebo vytvářet vodíkové vazby mezi doplňkovými bázemi. Krok žíhání umožňuje hybridizaci jednořetězcových přesahů. Hybridizace označuje spojení dvou komplementárních jednotlivých řetězců DNA. Tupé konce se mohou také spojit dohromady, ale méně efektivně než lepivé konce kvůli nedostatku doplňkových přesahů usnadňujících postup. V obou případech může ligace pomocí DNA ligázy znovu spojit dva cukr-fosfátové hlavní řetězce DNA prostřednictvím kovalentní vazby, čímž se molekula stane kontinuálním dvojitým řetězcem. V roce 1972 Paul Berg, stanfordský biochemik, jako první vyrobil pomocí této techniky molekulu rekombinantní DNA kombinující virus opice SV40 s E-coli bakteriofág lambda k vytvoření hybridu.

Plazmidy

Po restrikčním štěpení se geny, které nás zajímají, běžně vkládají do plazmidů, malých kousků typicky kruhové dvouvláknové DNA, které se replikují nezávisle na bakteriálním chromozomu (viz Unikátní charakteristiky prokaryotických buněk). V technologii rekombinantní DNA se plazmidy často používají jako vektory, molekuly DNA, které přenášejí fragmenty DNA z jednoho organismu do druhého. Plazmidy používané jako vektory mohou být geneticky upraveny vědci a vědeckými dodavatelskými společnostmi tak, aby měly speciální vlastnosti, jak dokládá běžně používaný plazmidový vektor pUC19 (obrázek 12.4). Některé plazmidové vektory obsahují geny, které propůjčují rezistenci na antibiotika. Tyto geny rezistence umožňují vědcům snadno najít kolonie obsahující plazmidy tak, že je nanesou na médium obsahující odpovídající antibiotikum. Antibiotikum zabíjí všechny hostitelské buňky, které neobsahují požadovaný plazmidový vektor, ale ty, které tento vektor obsahují, jsou schopné přežít a růst.

Plazmidové vektory používané pro klonování mají obvykle polylinkerové místo nebo více klonovací místo (MCS). Polylinkerové místo je krátká sekvence obsahující více jedinečných míst pro rozpoznávání restrikčních enzymů, která se používají pro inzerci DNA do plazmidu po restrikčním štěpení DNA i plazmidu. Mít tato mnohonásobná rozpoznávací místa restrikčních enzymů v místě polylinkeru činí plazmidový vektor univerzálním, takže jej lze použít pro mnoho různých klonovacích experimentů zahrnujících různé restrikční enzymy.

Toto polylinkerové místo se často nachází v reportérovém genu, další genové sekvenci uměle zavedené do plazmidu, který kóduje protein, který umožňuje vizualizaci inzerce DNA. Reportérový gen umožňuje výzkumníkovi rozlišit hostitelské buňky, které obsahují rekombinantní plazmidy s klonovanými fragmenty DNA, od hostitelských buněk, které obsahují pouze nerekombinantní plazmidový vektor. Nejběžnějším reportérovým genem používaným v plazmidových vektorech je bakteriální lacZ gen kódující beta-galaktosidázu, enzym, který přirozeně degraduje laktózu, ale může také degradovat bezbarvý syntetický analog X-gal, čímž produkuje modré kolonie na médiu obsahujícím X-gal. The lacZ reportérový gen je deaktivován, když je rekombinantní DNA sestříhána do plazmidu. Protože protein LacZ není produkován, když je gen deaktivován, X-gal není degradován a jsou produkovány bílé kolonie, které pak mohou být izolovány. Tato modro-bílá screeningová metoda je popsána dále a je znázorněna na obrázku 12.5. Kromě těchto vlastností jsou některé plazmidy předem štěpeny as enzymem spojeným s linearizovaným plazmidem, který napomáhá ligaci po vložení cizích fragmentů DNA.

Molekulární klonování pomocí transformace

Nejběžněji používaným mechanismem pro zavedení upravených plazmidů do bakteriální buňky je transformace, proces, při kterém bakterie přijímají volnou DNA ze svého okolí. Volná DNA v přírodě obvykle pochází z jiných lyzovaných bakteriálních buněk v laboratoři, volná DNA ve formě rekombinantních plazmidů se zavádí do okolí buňky.

Některé bakterie, jako např Bacil spp., jsou přirozeně kompetentní, což znamená, že jsou schopni přijímat cizí DNA. Ne všechny bakterie jsou však přirozeně kompetentní. Ve většině případů musí být bakterie uměle vytvořeny v laboratoři zvýšením propustnosti buněčné membrány. Toho lze dosáhnout chemickým ošetřením, které neutralizuje náboje na buněčné membráně, nebo vystavením bakterií elektrickému poli, které vytváří v buněčné membráně mikroskopické póry. Tyto metody poskytují chemicky kompetentní nebo elektrokompetentní bakterie.

Podle transformačního protokolu se bakteriální buňky umístí na médium obsahující antibiotikum, aby se inhiboval růst mnoha hostitelských buněk, které nebyly transformovány plazmidem, který uděluje rezistenci na antibiotikum. Pak se používá technika zvaná modro-bílý screening lacZ-kódující plazmidové vektory, jako je pUC19. Modré kolonie mají funkční beta-galaktosidázový enzym, protože lacZ Gen je nepřerušovaný a do místa polylinkeru není vložena žádná cizí DNA. Tyto kolonie jsou obvykle výsledkem štěpeného, ​​linearizovaného plazmidu, který se sám na sebe zřizuje. Bílým koloniím však chybí funkční beta-galaktosidázový enzym, což indikuje vložení cizí DNA do místa polylinkeru plazmidového vektoru, čímž naruší lacZ gen. Bílé kolonie vzniklé tímto modro-bílým screeningem tedy obsahují plazmidy s inzertem a lze je dále skrínovat, aby charakterizovaly cizí DNA. Aby se zajistilo, že do plazmidu byla zabudována správná DNA, může být DNA sekvence sekvenována.

Odkaz na učení

Podívejte se na animaci molekulárního klonování z DNA Learning Center.

Zkontrolujte své porozumění

Molekulární klonování pomocí konjugace nebo transdukce

Bakteriální proces konjugace (viz Jak asexuální prokaryoti dosahují genetické rozmanitosti) lze také manipulovat pro molekulární klonování. F plazmidy nebo plasmidy plodnosti se přenášejí mezi bakteriálními buňkami procesem konjugace. Rekombinantní DNA může být přenesena konjugací, když jsou bakteriální buňky obsahující rekombinantní F plazmid smíchány s kompatibilními bakteriálními buňkami bez plazmidu. F plazmidy kódují povrchovou strukturu zvanou F pilus, která usnadňuje kontakt mezi buňkou obsahující F plazmid a buňkou bez F plazmidu. Při kontaktu se mezi dvěma buňkami vytvoří cytoplazmatický můstek a buňka obsahující F-plazmid replikuje svůj plazmid a přenáší kopii rekombinantního F plazmidu do buňky příjemce. Jakmile přijme rekombinantní F plazmid, může přijímající buňka produkovat svůj vlastní F pilus a usnadnit přenos rekombinantního F plazmidu do další buňky. Použití konjugace k přenosu rekombinantních F plazmidů do buněk příjemce je dalším účinným způsobem, jak zavést molekuly rekombinantní DNA do hostitelských buněk.

Alternativně lze bakteriofágy použít k zavedení rekombinantní DNA do hostitelských bakteriálních buněk prostřednictvím manipulace s transdukčním procesem (viz Jak asexuální prokaryoti dosahují genetické rozmanitosti). V laboratoři mohou být požadované fragmenty DNA upraveny do fagemidů, což jsou plazmidy, které mají fágové sekvence, které umožňují jejich zabalení do bakteriofágů. Bakteriální buňky pak mohou být infikovány těmito bakteriofágy, takže rekombinantní fagemidy mohou být zavedeny do bakteriálních buněk. V závislosti na typu fága může být rekombinantní DNA integrována do hostitelského bakteriálního genomu (lysogeny) nebo může existovat jako plazmid v cytoplazmě hostitele.

Zkontrolujte své porozumění

  • Jaká je původní funkce restrikčního enzymu?
  • Jaké dva procesy se využívají k získání rekombinantní DNA do bakteriální hostitelské buňky?
  • Rozlišujte použití genu rezistence na antibiotika a reportérového genu v plazmidovém vektoru.

Vytvoření genomické knihovny

Molekulární klonování lze také použít ke generování genomové knihovny. Knihovna je úplná (nebo téměř úplná) kopie genomu organismu obsažená jako rekombinantní DNA plazmidy upravené do jedinečných bakteriálních klonů. Mít takovou knihovnu umožňuje výzkumnému pracovníkovi vytvářet velká množství každého fragmentu pěstováním bakteriálního hostitele pro tento fragment. Tyto fragmenty lze použít ke stanovení sekvence DNA a funkce přítomných genů.

Jedním ze způsobů generování genomové knihovny je ligace jednotlivých genomových fragmentů natrávených restrikčním enzymem do plazmidových vektorů štěpených stejným restrikčním enzymem (obrázek 12.6). Po transformaci na bakteriálního hostitele každá transformovaná bakteriální buňka pohltí jeden rekombinantní plazmid a vyroste do kolonie buněk. Všechny buňky v této kolonii jsou identické klony a nesou stejný rekombinantní plazmid. Výsledná knihovna je souborem kolonií, z nichž každá obsahuje fragment genomu původního organismu, které jsou oddělené a odlišné a které lze každý použít pro další studium. To vědcům umožňuje prověřit tyto různé klony, aby objevili ten, který obsahuje požadovaný gen z genomu původního organismu.

Zkonstruovat genomovou knihovnu s použitím větších fragmentů genomové DNA, an E-coli bakteriofág, jako je lambda, lze použít jako hostitele (obrázek 12.7). Genomická DNA může být stříhána nebo enzymaticky štěpena a ligována do předem štěpeného bakteriofágového lambda DNA vektoru. Poté mohou být tyto molekuly rekombinantní fágové DNA zabaleny do fágových částic a použity k infekci E-coli hostitelské buňky na talíři. Během infekce v každé buňce si každý rekombinantní fág vytvoří mnoho svých kopií a lyzuje E-coli trávník, tvořící plaketu. Každý plak z fágové knihovny tedy představuje jedinečný rekombinantní fág obsahující odlišný genomový fragment DNA. Plaky lze poté dále skrínovat, aby se hledaly geny, které nás zajímají. Jednou výhodou produkce knihovny pomocí fágů místo plazmidů je, že fágová částice obsahuje mnohem větší inzert cizí DNA ve srovnání s plazmidovým vektorem, což vyžaduje mnohem menší počet kultur, aby plně reprezentovaly celý genom původního organismu.

Aby se vědci zaměřili na exprimované geny v organismu nebo dokonce ve tkáni, vytvářejí knihovny s využitím spíše messengerové RNA (mRNA) organismu než jeho genomové DNA. Zatímco všechny buňky v jediném organismu budou mít stejnou genomovou DNA, různé tkáně exprimují různé geny a produkují různé doplňky mRNA. Například genomová DNA všech lidských buněk obsahuje gen pro inzulín, ale pouze buňky v pankreatu exprimují mRNA směřující k produkci inzulínu. Protože mRNA nelze klonovat přímo, musí být v laboratoři mRNA použita jako templát retrovirovou enzymovou reverzní transkriptázou pro vytvoření komplementární DNA (cDNA). Plný komplement buňky mRNA může být reverzně transkribován do cDNA molekul, které mohou být použity jako templát pro DNA polymerázu k vytvoření dvouřetězcových kopií DNA, tyto fragmenty mohou být následně ligovány buď do plazmidových vektorů, nebo do bakteriofága za vzniku cDNA knihovny. Výhodou cDNA knihovny je, že obsahuje DNA pouze z exprimovaných genů v buňce. To znamená, že introny, kontrolní sekvence, jako jsou promotory, a DNA, které nejsou určeny k translaci na proteiny, nejsou v knihovně zastoupeny. Zaměření na přeložené sekvence znamená, že knihovnu nelze použít ke studiu sekvence a struktury genomu jako celku. Konstrukce genomové knihovny cDNA je znázorněna na obrázku 12.8.

Zkontrolujte své porozumění

Představujeme rekombinantní molekuly eukaryotickým hostitelům

Použití bakteriálních hostitelů pro genetické inženýrství položilo základ pro technologii rekombinantní DNA, vědci se však také zajímali o genetické inženýrství eukaryotických buněk, zejména rostlin a zvířat. Zavedení molekul rekombinantní DNA do eukaryotických hostitelů se nazývá transfekce. Geneticky upravené rostliny, nazývané transgenní rostliny, jsou významným zájmem pro zemědělské a farmaceutické účely. První komerčně prodávanou transgenní rostlinou byla rajčata Flavr Savr se zpožděným dozráváním, která byla uvedena na trh v roce 1994. Úspěšně byla také produkována geneticky upravená hospodářská zvířata, která vyústila například u prasat se zvýšenou nutriční hodnotou 1 a koz, které vylučují farmaceutické výrobky v jejich mléko. 2

Elektroporace

Ve srovnání s bakteriálními buňkami mají eukaryotické buňky tendenci být méně přístupné jako hostitelé molekul rekombinantní DNA. Vzhledem k tomu, že eukaryoty obvykle nejsou schopny přijímat cizí DNA ani nejsou schopny udržovat plazmidy, je transfekce eukaryotických hostitelů mnohem náročnější a vyžaduje pro úspěch náročnější techniky. Jedna metoda používaná pro transfekci buněk v buněčné kultuře se nazývá elektroporace. Krátký elektrický puls indukuje tvorbu přechodných pórů ve fosfolipidových dvojvrstvách buněk, kterými může být gen zaveden. Současně elektrický puls generuje krátkodobý pozitivní náboj na jedné straně vnitřku buňky a záporný náboj na opačné straně rozdíl nábojů přitahuje negativně nabité molekuly DNA do buňky (obrázek 12.9).

Mikroinjekce

Alternativní metoda transfekce se nazývá mikroinjekce. Protože eukaryotické buňky jsou obvykle větší než buňky prokaryot, mohou být fragmenty DNA někdy přímo injikovány do cytoplazmy pomocí skleněné mikropipety, jak je znázorněno na obrázku 12.10.

Genové zbraně

Transfekce rostlinných buněk může být pro jejich silné buněčné stěny ještě obtížnější než buňky živočišné.Jeden přístup zahrnuje ošetření rostlinných buněk enzymy k odstranění jejich buněčných stěn za vzniku protoplastů. Poté se použije genová zbraň k vystřelení částic zlata nebo wolframu potažených molekulami rekombinantní DNA do protoplastů rostlin při vysokých rychlostech. Příjemce protoplastových buněk se pak může zotavit a použít k vytvoření nových transgenních rostlin (obrázek 12.11).

Shuttle vektory

Další způsob transfekce rostlin zahrnuje kyvadlové vektory, plazmidy, které se mohou pohybovat mezi bakteriálními a eukaryotickými buňkami. Nádor indukující (Ti) plazmidy pocházející z bakterie Agrobacterium tumefaciens se běžně používají jako kyvadlové vektory pro zabudování genů do rostlin (obrázek 12.12). V přírodě je Ti plazmidy o A. tumefaciens způsobí, že se u rostlin vyvinou nádory, když se přenesou z bakteriálních buněk do rostlinných buněk. Vědci dokázali manipulovat s těmito přirozeně se vyskytujícími plazmidy, aby odstranili jejich geny způsobující nádory a vložili žádoucí fragmenty DNA. Výsledný rekombinantní Ti plasmidy mohou být přeneseny do rostlinného genomu přirozeným přenosem Ti plazmidy z bakterie k hostiteli rostliny. Jakmile se dostane do rostlinné hostitelské buňky, požadovaný gen se rekombinuje do genomu rostlinné buňky.

Virové vektory

Virové vektory lze také použít k transfekci eukaryotických buněk. Ve skutečnosti se tato metoda často používá v genové terapii (viz Genová terapie) k zavedení zdravých genů do lidských pacientů trpících chorobami, které jsou výsledkem genetických mutací. Virové geny mohou být odstraněny a nahrazeny genem, který má být doručen pacientovi 3 virus poté infikuje hostitelskou buňku a dodá cizí DNA do genomu cílové buňky. Adenoviry se často používají k tomuto účelu, protože mohou být pěstovány na vysoký titr a mohou infikovat nedělící i dělící se hostitelské buňky. Použití virových vektorů pro genovou terapii však může pro pacienty představovat určitá rizika, jak je popsáno v Gene Therapy.

Zkontrolujte své porozumění

  • Jaké jsou metody používané k zavedení vektorů rekombinantní DNA do zvířecích buněk?
  • Porovnejte a porovnejte kyvadlové vektory a virové vektory.

Poznámky pod čarou

    Liangxue Lai, Jing X. Kang, Rongfeng Li, Jingdong Wang, William T. Witt, Hwan Yul Yong, Yanhong Hao a kol. "Generování klonovaných transgenních prasat bohatých na omega-3 mastné kyseliny." Přírodní biotechnologie 24 Ne. 4 (2006): 435–436. Raylene Ramos Moura, Luciana Magalhães Melo a Vicente José de Figueirêdo Freitas. "Produkce rekombinantních proteinů v mléce transgenních a netransgenních koz." Brazilský archiv biologie a technologie 54 Ne. 5 (2011): 927–938. William S.M. Wold a Karoly Toth. "Vektory adenoviru pro genovou terapii, očkování a genovou terapii rakoviny." Současná genová terapie 13 Ne. 6 (2013): 421.

Jako spolupracovník společnosti Amazon vyděláváme na kvalifikovaných nákupech.

Chcete citovat, sdílet nebo upravovat tuto knihu? Tato kniha je licencí Creative Commons Attribution 4.0 a musíte přiřadit atribut OpenStax.

    Pokud distribuujete celou knihu nebo její část v tištěném formátu, musíte na každou fyzickou stránku uvést následující uvedení zdroje:

  • Pomocí níže uvedených informací vygenerujte citaci. Doporučujeme použít citační nástroj, jako je tento.
    • Autoři: Nina Parker, Mark Schneegurt, Anh-Hue Thi Tu, Philip Lister, Brian M. Forster
    • Vydavatel / web: OpenStax
    • Název knihy: Mikrobiologie
    • Datum vydání: 1. listopadu 2016
    • Umístění: Houston, Texas
    • URL knihy: https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    • Sekce URL: https://openstax.org/books/microbiology/pages/12-1-microbes-and-the-tools-of-genetic-engineering

    © 20. srpna 2020 OpenStax. Obsah učebnic produkovaný OpenStax je licencován pod licencí Creative Commons Attribution License 4.0. Název OpenStax, logo OpenStax, obálky knih OpenStax, název OpenStax CNX a logo OpenStax CNX nepodléhají licenci Creative Commons a nelze je reprodukovat bez předchozího a výslovného písemného souhlasu Rice University.


    Transdukce

    Viry, které infikují bakterie (bakteriofágy), mohou také přenášet krátké kousky chromozomální DNA z jedné bakterie na druhou v procesu zvaném transdukce (viz Obrázek 6,9 palce Virový životní cyklus). Připomeňme, že při generalizované transdukci může být jakýkoli kousek chromozomální DNA přenesen do nové hostitelské buňky náhodným zabalením chromozomální DNA do fágové hlavy během fágové montáže. Naproti tomu specializovaná transdukce je výsledkem nepřesné excize lysogenního profága z bakteriálního chromozomu, takže s sebou nese kousek bakteriálního chromozomu z kterékoli strany místa integrace fága do nové hostitelské buňky. Ve výsledku může hostitel získat nové vlastnosti. Tento proces se nazývá lysogenní přeměna. Z lékařského hlediska může lysogenní fág nést gen virulence svému novému hostiteli. Po vložení do chromozomu nového hostitele může nový hostitel získat patogenitu. Několik patogenních bakterií, včetně Corynebacterium diphtheriae (původce záškrtu) a Clostridium botulinum (původce botulismu), jsou virulentní kvůli zavedení genů kódujících toxiny lysogenními bakteriofágy, což potvrzuje klinický význam transdukce při výměně genů podílejících se na infekčním onemocnění. Archaea mají své vlastní viry, které přenášejí genetický materiál z jednoho jedince na druhého.

    • Jaké je činidlo transdukce prokaryotických buněk?
    • Odkud pochází transdukční část DNA ve specializované transdukci ?:

    Představujeme rekombinantní molekuly eukaryotickým hostitelům

    Použití bakteriálních hostitelů pro genetické inženýrství položilo základ pro technologii rekombinantní DNA, vědci se však také zajímali o genetické inženýrství eukaryotických buněk, zejména rostlin a zvířat. Zavádí se zavedení molekul rekombinantní DNA do eukaryotických hostitelů transfekce. Geneticky upravené rostliny, tzv transgenní rostliny, mají velký zájem pro zemědělské a farmaceutické účely. První komerčně prodávanou transgenní rostlinou byla Flavr Savr rajčata se zpožděným dozráváním, která byla uvedena na trh v roce 1994. Úspěšně byla také produkována geneticky upravená hospodářská zvířata, jejichž výsledkem jsou například prasata se zvýšenou nutriční hodnotou [1] a kozy, které vylučují ve svém mléku farmaceutické výrobky. [2]

    Elektroporace

    Ve srovnání s bakteriálními buňkami mají eukaryotické buňky tendenci být méně přístupné jako hostitelé molekul rekombinantní DNA. Vzhledem k tomu, že eukaryoty obvykle nejsou schopny přijímat cizí DNA ani nejsou schopny udržovat plazmidy, je transfekce eukaryotických hostitelů mnohem náročnější a vyžaduje pro úspěch náročnější techniky. Jedna metoda používaná pro transfekci buněk v buněčné kultuře se nazývá elektroporace. Krátký elektrický puls indukuje tvorbu přechodných pórů ve fosfolipidových dvojvrstvách buněk, kterými může být gen zaveden. Zároveň elektrický impuls generuje krátkodobý kladný náboj na jedné straně vnitřku buňky a záporný náboj na opačné straně rozdíl náboje vtahuje negativně nabité molekuly DNA do buňky (obrázek 8).

    Obrázek 8. Elektroporace je jedna laboratorní technika používaná k zavedení DNA do eukaryotických buněk.

    Mikroinjekce

    Obrázek 9. Mikroinjekce je další technika pro zavedení DNA do eukaryotických buněk. Mikroinjekční jehla obsahující rekombinantní DNA je schopna proniknout jak do buněčné membrány, tak do jaderného obalu.

    Alternativní metoda transfekce se nazývá mikroinjekce. Protože eukaryotické buňky jsou obvykle větší než u prokaryot, mohou být fragmenty DNA někdy přímo injikovány do cytoplazmy pomocí skleněné mikropipety, jak je znázorněno na obrázku 9.

    Genové zbraně

    Transfekce rostlinných buněk může být pro jejich silné buněčné stěny ještě obtížnější než buňky živočišné. Jeden přístup zahrnuje ošetření rostlinných buněk enzymy k odstranění jejich buněčných stěn za vzniku protoplastů. Pak genová zbraň se používá k vystřelení částic zlata nebo wolframu potažených molekulami rekombinantní DNA do protoplastů rostlin při vysokých rychlostech. Příjemce protoplastových buněk se pak může zotavit a použít k vytvoření nových transgenních rostlin (obrázek 10).

    Obrázek 10. Částice těžkých kovů potažené rekombinantní DNA se pomocí genové zbraně střílí do rostlinných protoplastů. Výsledné transformované buňky se nechají regenerovat a mohou se použít ke generování rekombinantních rostlin. (a) Schéma genové zbraně. (b) Fotografie genové zbraně. (zápočet a, b: úprava díla JA O & # 8217Brien, SC Lummis)

    Shuttle vektory

    Další způsob transfekce rostlin zahrnuje vektory raketoplánu, plasmidy, které se mohou pohybovat mezi bakteriálními a eukaryotickými buňkami. The indukující nádor (T.i) plazmidy pocházející z bakterie Agrobacterium tumefaciens se běžně používají jako kyvadlové vektory pro inkorporaci genů do rostlin (obrázek 11). V přírodě je Ti plazmidy o A. tumefaciens způsobí, že se u rostlin vyvinou nádory, když se přenesou z bakteriálních buněk do rostlinných buněk. Vědci dokázali manipulovat s těmito přirozeně se vyskytujícími plazmidy, aby odstranili jejich geny způsobující nádory a vložili žádoucí fragmenty DNA. Výsledný rekombinantní Ti plasmidy mohou být přeneseny do rostlinného genomu přirozeným přenosem Ti plazmidy z bakterie k hostiteli rostliny. Jakmile se dostane do rostlinné hostitelské buňky, požadovaný gen se rekombinuje do genomu rostlinné buňky.

    Obrázek 11. Kliknutím zvětšíte obrázek. Ti plazmid z Agrobacterium tumefaciens je užitečný kyvadlový vektor pro příjem požadovaných genů do rostlinných buněk. Požadovaný gen je klonován do T.i plazmid, který je poté zaveden do rostlinných buněk. Požadovaný gen se poté rekombinuje do genomu rostlinné buňky, což umožňuje produkci transgenních rostlin.

    Virové vektory

    Virové vektory lze také použít k transfekci eukaryotických buněk. Ve skutečnosti se tato metoda často používá v genová terapie (viz Genová terapie) k zavedení zdravých genů do lidských pacientů trpících chorobami, které jsou výsledkem genetických mutací. Virové geny mohou být odstraněny a nahrazeny genem, který má být dodán pacientovi [3], virus poté infikuje hostitelskou buňku a dodá cizí DNA do genomu cílové buňky. Adenoviry se často používají k tomuto účelu, protože mohou být pěstovány na vysoký titr a mohou infikovat nedělící i dělící se hostitelské buňky. Nicméně použití virové vektory genová terapie může pro pacienty představovat určitá rizika, jak je popsáno v Gene Therapy.

    Přemýšlejte o tom

    • Jaké jsou metody používané k zavedení vektorů rekombinantní DNA do zvířecích buněk?
    • Porovnejte a porovnejte kyvadlové vektory a virové vektory.

    Klíčové koncepty a shrnutí

    • Biotechologie je věda o využívání živých systémů ve prospěch lidstva. V posledních letech schopnost přímo pozměnit genom organismu genetickýinženýrství bylo umožněno díky pokroku v technologie rekombinantní DNA, což umožňuje výzkumníkům vytvářet rekombinantní molekuly DNA s novými kombinacemi genetického materiálu.
    • Molekulární klonování zahrnuje metody používané ke konstrukci rekombinantní DNA a usnadnění jejich replikace v hostitelských organismech. Mezi tyto metody patří použití restrikční enzymy (rozřezat cizí DNA i DNA plazmidové vektory), ligace (vložit fragmenty DNA dohromady) a zavedení rekombinantní DNA do hostitelského organismu (často bakterií).
    • Modro-bílý screening umožňuje výběr bakteriálních transformantů, které obsahují rekombinantní plazmidy pomocí fenotypu a reportér gen který je deaktivován vložením fragmentu DNA.
    • Genomické knihovny lze připravit klonováním genomových fragmentů z jednoho organismu do plazmidových vektorů nebo do bakteriofága.
    • cDNA knihovny mohou být generovány tak, aby představovaly molekuly mRNA exprimované v buňce v daném bodě.
    • Transfekce eukaryotických hostitelů lze dosáhnout různými způsoby elektroporace, genové zbraně, mikroinjekce, vektory raketoplánu, a virové vektory.

    Několik možností

    Co z toho je požadováno pro opravu fosfodiesterové kostry DNA během molekulárního klonování?

    [odhalit-odpověď q = & # 8221273214 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [skrytá odpověď a = & # 8221273214 & # 8243] Odpověď d. DNA ligáza je nutná pro opravu fosfodiesterové kostry DNA během molekulárního klonování. [/ Skrytá odpověď]

    Všechny následující jsou procesy používané k zavedení molekul DNA do bakteriálních buněk až na:

    [odhalit-odpověď q = & # 8221194664 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [skrytá odpověď a = & # 8221194664 & # 8243] Odpověď c. Přepis je ne používá se k zavedení molekul DNA do bakteriálních buněk. [/ skrytá odpověď]

    Enzym, který používá RNA jako šablonu k vytvoření kopie DNA, se nazývá:

    1. restrikční enzym
    2. DNA ligáza
    3. reverzní transkriptáza
    4. DNA polymeráza

    [odhalit-odpověď q = & # 8221950574 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [skrytá odpověď a = & # 8221950574 & # 8243] Odpověď c. Enzym, který používá RNA jako šablonu k vytvoření kopie DNA, se nazývá reverzní transkriptáza. [/ Skrytá odpověď]

    Co při modro-bílém screeningu představují modré kolonie?

    1. buňky, které nepřijaly plazmidový vektor
    2. buňky s rekombinantními plazmidy obsahujícími nový inzert
    3. buňky obsahující prázdné plazmidové vektory
    4. buňky s nefunkčním lacZ gen

    [odhalit-odpověď q = & # 8221778158 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [skrytá odpověď a = & # 8221778158 & # 8243] Odpověď c. Modré kolonie představují buňky obsahující prázdné plazmidové vektory. [/ Skrytá odpověď]

    Ti plasmid se používá k zavedení genů do:

    [odhalit-odpověď q = & # 8221275311 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [skrytá odpověď a = & # 8221275311 & # 8243] Odpověď b. Ti plasmid se používá k zavedení genů do rostlinných buněk. [/ skrytá odpověď]

    Pravda / nepravda

    Rekombinace je proces, který se v přírodě obvykle nepozoruje.

    [odhalit-odpověď q = & # 8221593192 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [hidden-answer a = & # 8221593192 & # 8243] False [/ hidden-answer]

    Obecně je jednodušší zavést rekombinantní DNA do prokaryotických buněk než do eukaryotických buněk.

    [odhalit-odpověď q = & # 8221137757 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [hidden-answer a = & # 8221137757 & # 8243] Pravda [/ hidden-answer]

    Vyplň prázdná místa

    Proces zavádění molekul DNA do eukaryotických buněk se nazývá ________.

    [odhalit-odpověď q = & # 8221946405 & # 8243] Zobrazit odpověď [/ odhalit-odpověď]
    [skrytá odpověď a = & # 8221946405 & # 8243] Proces zavádění molekul DNA do eukaryotických buněk se nazývá transfekce. [/ skrytá odpověď]

    Přemýšlejte o tom

    1. Pojmenujte tři prvky začleněné do plazmidového vektoru pro účinné klonování.
    2. Kdy by vědec chtěl generovat knihovnu cDNA namísto genomové?
    3. Jaká je výhoda generování genomové knihovny pomocí fágů místo plazmidů?
    4. Je biotechnologie vždy spojena s genetickým inženýrstvím? Vysvětli svoji odpověď.
    5. Co je efektivnější: klonování na tupý konec nebo klonování na lepivý konec? Proč?
    1. Liangxue Lai, Jing X. Kang, Rongfeng Li, Jingdong Wang, William T. Witt, Hwan Yul Yong, Yanhong Hao a kol. „Generace klonovaných transgenních prasat bohatých na omega-3 mastné kyseliny.“ Přírodní biotechnologie 24 Ne. 4 (2006): 435–436. & crarr
    2. Raylene Ramos Moura, Luciana Magalhães Melo a Vicente José de Figueirêdo Freitas. „Produkce rekombinantních proteinů v mléce transgenních a netransgenních koz.“ Brazilský archiv biologie a technologie 54 Ne. 5 (2011): 927–938. & crarr
    3. William S.M. Wold a Karoly Toth. „Vektory adenoviru pro genovou terapii, očkování a genovou terapii rakoviny.“ Současná genová terapie 13 Ne. 6 (2013): 421. & crarr

    Molekulární klonování pomocí transformace

    Nejběžněji používaným mechanismem pro zavedení upravených plazmidů do bakteriální buňky je proměna, proces, při kterém bakterie přijímají volnou DNA ze svého okolí. Volná DNA v přírodě obvykle pochází z jiných lyzovaných bakteriálních buněk v laboratoři, volná DNA ve formě rekombinantních plazmidů se zavádí do okolí buňky.

    Některé bakterie, jako např Bacilspp., jsou přirozeně kompetentní, což znamená, že jsou schopni přijímat cizí DNA. Ne všechny bakterie jsou však přirozeně kompetentní. Ve většině případů musí být bakterie uměle vytvořeny v laboratoři zvýšením propustnosti buněčné membrány. Toho lze dosáhnout chemickým ošetřením, které neutralizuje náboje na buněčné membráně, nebo vystavením bakterií elektrickému poli, které vytváří v buněčné membráně mikroskopické póry. Tyto metody poskytují chemicky kompetentní nebo elektrokompetentní bakterie.

    Podle transformačního protokolu se bakteriální buňky umístí na médium obsahující antibiotikum, aby se inhiboval růst mnoha hostitelských buněk, které nebyly transformovány plazmidem, který uděluje rezistenci na antibiotikum. Technika zvaná modro-bílý screening se pak používá pro lacZ-kódující plazmidové vektory, jako je pUC19. Modré kolonie mají funkční beta-galaktosidázový enzym, protože lacZ Gen je nepřerušovaný a do místa polylinkeru není vložena žádná cizí DNA. Tyto kolonie jsou obvykle výsledkem štěpeného, ​​linearizovaného plazmidu, který se sám na sebe zřizuje. Bílým koloniím však chybí funkční beta-galaktosidázový enzym, což indikuje vložení cizí DNA do místa polylinkeru plazmidového vektoru, čímž naruší lacZ gen. Bílé kolonie vzniklé tímto modro-bílým screeningem tedy obsahují plazmidy s inzertem a lze je dále skrínovat, aby charakterizovaly cizí DNA. Aby se zajistilo, že do plazmidu byla zabudována správná DNA, může být DNA sekvence sekvenována.

    Podívejte se na animaci molekulárního klonování z DNA Learning Center.


    Jak nepohlavní prokaryoti dosahují genetické rozmanitosti - geovědy

    Společnost Lrnr integrovala učebnici mikrobiologie OpenStax s intuitivními nástroji pro osobní učení, adaptivním hodnocením, vzdělávacími aktivitami, přizpůsobenými učebními cestami, obsahem poskytovaným instruktorem a akčními analytikami, aby bylo studium a učení mikrobiologie efektivnější, efektivnější a poutavější - s měřitelně zlepšenými výsledky studentů.

    Lrnr provede každého studenta osobním procesem učení a zorganizuje prezentaci mikrobiologie OpenStax způsobem, který je stimulován, sekvenován a optimalizován pro každého studenta na základě jeho individuálních znalostí, potřeb a schopností. Lrnr také poskytuje přesnou analytiku učení v reálném čase, která pomáhá instruktorům určit problémové oblasti studentů a poskytnout příslušnou nápravu. Lrnr je cloudová platforma pro doručování a personalizaci vzdělávacího obsahu, která běží ve webovém prohlížeči.

    Vylepšete mikrobiologii OpenStax svým obsahem kurzu

    Lrnr může integrovat vaše přednášky, prezentace, poznámky, audio, video a osnovy s učebnicí mikrobiologie OpenStax, aby vašim studentům poskytl kompletní osobní kurz nakonfigurovaný podle vašich požadavků.


    Další metody regulace u bakterií: Útlum a Riboswitche

    Ačkoli většina genové exprese je u prokaryot regulována na úrovni iniciace transkripce, existují také mechanismy pro řízení jak dokončení transkripce, tak i současné translace. Od jejich objevu se ukázalo, že tyto mechanismy řídí dokončení transkripce a translace mnoha prokaryotických operonů. Protože tyto mechanismy spojují regulaci transkripce a translace přímo, jsou specifické pro prokaryoty, protože tyto procesy jsou fyzicky odděleny v eukaryotech.

    Jedním z takových regulačních systémů je útlum, přičemž sekundární struktury kmenové smyčky vytvořené na 5 'konci přepisované mRNA určují, zda dojde k transkripci k dokončení syntézy této mRNA a zda bude tato mRNA použita k translaci. Kromě již diskutovaného mechanismu transkripční represe útlum také řídí expresi trp operon v E-coli (Obrázek 7). The trp regulační oblast operonu obsahuje vedoucí sekvenci nazvanou trpL mezi operátorem a prvním strukturním genem, který má čtyři úseky RNA, které se mohou navzájem párovat v různých kombinacích. Když se vytvoří terminátorová kmenová smyčka, transkripce se ukončí a uvolní RNA polymerázu z mRNA. Když se však vytvoří antiterminátorová kmenová smyčka, zabrání se tím tvorba terminátorové kmenové smyčky, takže RNA polymeráza může přepsat strukturní geny.

    Obrázek 7. Klepnutím zobrazíte větší obrázek. Když je tryptofanu mnoho, překlad krátkého vedoucího peptidu kódovaného trpL pokračuje, tvoří se terminátorová smyčka mezi oblastmi 3 a 4 a transkripce končí. Když jsou hladiny tryptofanu vyčerpány, translace krátkých vedoucích peptidů se zastaví v oblasti 1, což umožní oblastem 2 a 3 vytvořit antiterminátorovou smyčku a RNA polymeráza může přepsat strukturní geny trp operon.

    Souvisejícím mechanismem souběžné regulace transkripce a translace u prokaryot je použití a riboswitch, malá oblast nekódující RNA nalezená na 5 'konci některých prokaryotických molekul mRNA (obrázek 8). Riboswitch se může vázat na malou intracelulární molekulu, aby stabilizoval určité sekundární struktury molekuly mRNA. Vazba malé molekuly určuje, která struktura kmenové smyčky se tvoří, a tím ovlivňuje dokončení syntézy mRNA a syntézy proteinů.

    Obrázek 8. Kliknutím zvětšíte obrázek. Riboswitche nalezené v prokaryotických molekulách mRNA se mohou vázat na malé intracelulární molekuly, stabilizovat určité struktury RNA a ovlivňovat buď dokončení syntézy samotné molekuly mRNA (vlevo), nebo protein vyrobený pomocí této mRNA (vpravo).


    Moje, oh, meióza

    Protože většina eukaryot vytváří nové organismy pohlavním rozmnožováním, jsou zapotřebí dvě mateřské buňky neboli gamety (vajíčka a sperma). Vznikají během meiózy, zvláštního typu buněčného dělení, kdy jedna buňka produkuje čtyři gamety, z nichž každá má polovinu původního buněčného genetického materiálu. To přímo ovlivňuje rozmanitost dvěma způsoby. V první fázi meiózy si páry chromozomů mohou vyměňovat sekce během „křížení“ nebo rekombinace. O něco později dojde k nezávislému sortimentu. Páry chromozomů se oddělují náhodně, takže genetický materiál, který končí v každé gametě, není totožný s genetickým materiálem původní buňky.


    Mikrobiologie (Procházet)

    Fermentované potraviny a nápoje
    Včasné představy o nemoci, nákaze a zadržování
    Eukaryotické mikroorganismy
    Sada nástrojů pro mikrobiologii
    Zrození mikrobiologie
    The Science of Taxonomy
    Vyvíjející se stromy života (fylogeneze)
    Role genetiky v moderní taxonomii
    Co je binomická nomenklatura?
    Prokaryotické mikroorganismy

    Pozorování mikroskopického světa

    Interakce světla
    Objektivy a lom světla
    Mikroskopie temného pole
    Mikroskopy s fázovým kontrastem
    Dva fotonové mikroskopy
    Elektronová mikroskopie
    Využití mikroskopie ke studiu biofilmů
    Mikroskopie skenovací sondy
    Příprava vzorků pro světelnou mikroskopii
    Gramové barvení
    Kyselinově rychlé skvrny
    Barvení endospór
    Flagellovo barvení
    Barvení tobolek
    Využití mikroskopie k diagnostice syfilisu
    Mikroskopie a odolnost vůči antibiotikům
    Příprava vzorků pro elektronovou mikroskopii

    Teorie spontánní generace
    Vyvrácení spontánní generace
    Počátky teorie buněk
    Endosymbiotická teorie
    The Germ Theory of Disease
    Unikátní vlastnosti prokaryotických buněk
    Společné morfologie a uspořádání buněk
    Endospores
    Membránové transportní mechanismy
    Buněčná zeď
    Glykokalyly a S-vrstvy
    Cytoplazmatické inkluze
    Plazmová membrána
    Fimbriae a Pili
    Co je Flagella?
    Jádro
    Přístroj Golgi
    Peroxisomy
    Cytoskeleton
    Mitochondrie
    Membránové transportní mechanismy
    Jedinečné vlastnosti eukaryotických buněk
    Ribozomy
    Chloroplasty
    Extracelulární matice
    Flagella a Cilia

    Stanoviště a funkce prokaryota
    Symbiotické vztahy
    Projekt lidského mikrobiomu
    Alphaproteobacteria
    Betaproteobakterie
    Gammaproteobakterie
    Deltaproteobakterie
    Epsilonproteobakterie
    Spirochety
    Cytophaga, Fusobacterium a Bacteroides
    Fototrofní bakterie
    Actinobacteria: bakterie s vysokým G + C grampozitivním účinkem
    Co je Clostridia?
    Lactobacillales
    Bacily
    Mykoplazmata
    Hluboce se rozvětvující bakterie
    Crenarchaeota
    Euryarchaeota

    Eukaryoty mikrobiologie

    Charakteristika protistů
    Améby
    Chromalveolata
    Excavata
    Nematoda (škrkavky)
    Platyhelminths (Flatworms)
    Vymýcení Guinejského červa
    Charakteristiky hub
    Houbová rozmanitost
    Eukaryotické patogeny v eukaryotických hostitelích
    Co jsou to řasy?
    Řasová rozmanitost
    Lichenová charakteristika

    Viry
    Hostitelé a přenos virů
    Boj proti bakteriím s viry
    Virové struktury
    Lytický cyklus
    Lysogenní cyklus
    Transdukce
    Životní cyklus virů se zvířecími hostiteli
    Latentní infekce
    Životní cyklus virů s hostiteli rostlin
    Pěstování virů
    Nesmrtelná buněčná linie Henrietty postrádá
    Detekce viru
    Hemaglutinační test
    Viroids
    Prionové
    Klasifikace a taxonomie virů

    Prvky v živých buňkách
    Organické molekuly a izomerismus
    Makromolekuly
    Monosacharidy: Sladké
    Polysacharidy
    Mastné kyseliny a triacylglyceridy
    Isoprenoidy a steroly
    Aminokyseliny a peptidové vazby
    Struktura bílkovin
    Primární struktura bílkovin
    Využití biochemie k identifikaci mikroorganismů

    Klasifikace organismů podle uhlíku a zdroje energie
    Nosiče energie: NAD +, NADP +, FAD a ATP
    Struktura a funkce enzymu
    Inhibitory enzymů
    Glykolýza
    Přechodná reakce, koenzym A a Krebsův cyklus
    Elektronový transportní systém
    Chemiosmóza, protonová hnací síla, oxidační fosforylace
    Fermentace
    Identifikace bakterií pomocí testovacích panelů API
    Fotosyntéza
    Kyslíková a anoxygenní fotosyntéza
    Reakce nezávislé na světle
    Uhlíkový cyklus
    Dusíkový cyklus
    Sírový cyklus
    Fotosyntetické struktury v eukaryotech a prokaryotech
    Co je bioremediace?

    Binární štěpení
    Růstová křivka
    Měření bakteriálního růstu
    Sériové ředění
    Nejpravděpodobnější číselná metoda
    Počítá se nepřímá buňka
    Alternativní vzorce buněčného dělení
    Struktura biofilmu
    Kyslíkové požadavky mikroorganismů
    Účinky pH na mikrobiální růst
    Přežití při nízkém pH žaludku
    Teplota a mikrobiální růst
    Krmení světa ... a světových řas
    Osmotický a barometrický tlak
    Nutriční požadavky na bakteriální růst
    Formace biofilmu
    Detoxikace reaktivních druhů kyslíku

    Biochemie genomu

    Mendelovy rostliny hrachu
    Mikroby a viry v genetickém výzkumu
    Griffithovy transformační experimenty
    Důkaz DNA Hershey a Chase jako genetického materiálu
    Objevování dvojité šroubovice
    Struktura DNA
    Dláždí cestu ženám ve vědě a ve zdravotnických profesích
    Funkce RNA v syntéze proteinů
    Genotyp versus fenotyp
    Nekódující DNA
    Extrachromozomální DNA
    Na velikosti genomu záleží
    Chromozomální teorie dědičnosti
    Nukleotidy DNA

    Mechanismy mikrobiální genetiky

    Replikace DNA
    Replikace DNA v bakteriích
    Replikace DNA extrachromozomálních prvků
    Transkripce RNA
    Přepis u eukaryot
    Genetický kód
    Ribozomy
    Přenosové RNA
    Mechanismus syntézy proteinů
    Účinky mutací na strukturu a funkci proteinů
    Příčiny mutací
    Oprava dimerů tyminu
    Amesův test
    Jak nepohlavní prokaryoti dosahují genetické rozmanitosti
    Klinické důsledky transdukce
    Konjugace F 'a Hfr buněk
    Funkce genetického materiálu
    Replikace DNA u eukaryot
    Transpozony DNA
    Regulace prokaryotických genů
    Trp operon: Repressible Operon
    Lac Operon: Inducible Operon
    Lac Operon: Aktivace proteinem aktivátoru katabolitu
    Útlum a Riboswitche

    Moderní aplikace mikrobiální genetiky

    Restrikční enzymy a ligázy
    Plazmidy
    Molekulární klonování pomocí konjugace nebo transdukce
    Vytvoření genomické knihovny
    Představujeme rekombinantní molekuly eukaryotickým hostitelům
    Sondování nukleových kyselin
    Elektroforéza na agarózovém gelu
    Analýza délky polymorfismu délky restrikčních fragmentů
    Southern Blot a modifikace
    Analýza Microarray
    Genomika, transkriptomika a proteomika
    Sekvenování DNA
    Technologie rekombinantní DNA a farmaceutická výroba
    Mechanismy a rizika genové terapie
    Polymerázová řetězová reakce (PCR)

    Kontrola mikrobiálního růstu

    Úrovně biologické bezpečnosti laboratoře
    Měřicí mikrobiální kontrola
    Tepelná metoda pro kontrolu mikroorganismů
    Autoklávy
    Co je pasterizace?
    Chlazení a zmrazování pro kontrolu mikroorganismů
    Co je vysychání?
    Radiační metoda pro řízení mikrobiálního růstu
    Ozářené jídlo: Snědli byste to?
    Co je to fenolika?
    Triclosan: Antibakteriální nadměrné množství?
    Těžké kovy jako dezinfekční prostředky a antiseptika
    Antimikrobiální aktivita halogenů
    Alkoholy jako dezinfekční prostředky a antiseptika
    Povrchově aktivní látky
    Správná technika mytí rukou
    Alkylační činidla
    Peroxygeny
    Chemické konzervanty potravin
    Testování účinnosti antiseptik a dezinfekčních prostředků

    První antimikrobiální léky
    Spektrální aktivita antimikrobiální chemoterapie
    Inhibitory biosyntézy buněčné stěny
    Inhibitory biosyntézy proteinů
    Inhibitory syntézy nukleových kyselin
    Dávkování a způsob podání antimikrobiální chemoterapie
    Inhibitory membránové funkce
    Inhibitory metabolických cest
    Antifungální léky
    Léčba plísňové infekce plic
    Antihelmintické léky
    Antiprotozoanové léky
    Zřeďovací testy antimikrobiálních látek

    Mikrobiální mechanismy patogenity

    Známky a příznaky nemoci
    Klasifikace nemocí
    Plísňová virulence
    Období nemoci
    Kochovy postuláty
    Molekulární Kochovy postuláty
    Patogenita a virulence
    Expozice patogenům
    Adheze patogenů
    Infekce patogenů
    Bakteriální exoenzymy a toxiny jako faktory virulence
    Exoenzymy
    Toxiny
    Faktory virulence pro přežití v hostitelském a imunním úniku
    Antigenní variace virů

    Používání GMO k zastavení šíření Ziky
    Analýza nemoci v populaci
    Vzory výskytu nemoci
    Úloha organizací veřejného zdraví
    Průkopníci epidemiologie
    Druhy epidemiologických studií
    Kontaktní přenos
    Přenos vozidla
    Vektorový přenos
    Co je to karanténa?
    Světová zdravotnická organizace (WHO)
    Vznikající a znovu se objevující infekční nemoci
    Vypuknutí a identifikace SARS

    Vrozená nespecifická obrana hostitele

    Kožní bariéra
    Mikrobiom
    Chemické a enzymové mediátory nalezené v tělních tekutinách
    Antimikrobiální peptidy
    Systém doplňků
    Cytokiny
    Zprostředkovatelé vyvolávající zánět
    Co je hematopoéza?
    Neutrofily (PMN)
    Přírodní zabijácké buňky
    Monocyty
    Extravazace (diapedéza) leukocytů
    Uznání patogenu
    Degradace patogenu
    Výsledek při selhání fagocytózy
    Co je akutní zánět?
    Co je to chronický zánět?
    Co je horečka?
    Sliznice
    Antigenní variace virů

    Adaptivní specifické obrany hostitele

    Antigeny
    Protilátky
    Třídy protilátek
    Interakce antigen-protilátka
    Hlavní histokompatibilní komplexní molekuly
    Prezentace antigenu s molekulami MHC II
    Produkce a zrání T buněk
    Receptory T-buněk
    Aktivace a diferenciace pomocných T buněk
    Aktivace a diferenciace cytotoxických T buněk
    Třídy T buněk

    Nemoci imunitního systému

    Autoimunitní Addisonova choroba
    Co je Myasthenia Gravis?
    Systémový lupus erythematosus
    Těžká kombinovaná imunodeficience
    Sekundární imunodeficience
    Diagnóza hypersenzitivit

    Laboratorní analýza imunitní odpovědi

    Produkce polyklonálních protilátek
    Klinické využití monoklonálních protilátek
    Produkce monoklonálních protilátek
    Precipitinové reakce
    Prstencový test na srážky
    Neutralizační test
    Imunoelektroforéza
    Immunoblot Assay: The Western Blot
    Imunoanalýza zprostředkovaná komplementem
    Co je to imunobarvení?
    Enzymově vázané imunosorbentní testy (ELISA)
    Imunofiltrace a imunochromatografické testy
    Techniky nepřímé fluorescenční protilátky
    Průtoková cytometrie
    Ouchterlonyho test

    Vrstvy kůže
    Normální mikrobiota kůže
    Infekce kůže
    Anatomie a mikrobiota oka
    Infekce oka
    Stafylokokové infekce kůže
    Povrchové stafylokokové infekce
    Streptokokové infekce kůže
    Celulitida, Erysipelas a Erythema Nosodum
    Nekrotizující fasciitida
    Infekce kůže Pseudomonas
    Akné
    Co je Anthrax?
    Bakteriální konjunktivitida
    Trachom
    Co je Impetigo?
    Papilomy
    Orální herpes
    Chronický edém
    Tineas
    Kožní aspergilóza
    Kandidóza kůže a nehtů
    Sporotrichóza
    Infekce Acanthamoeba
    Loiasis
    Roseola a pátá nemoc

    Infekce dýchacího systému

    Anatomie horního dýchacího systému
    Obrana dýchacího systému
    Streptokokové infekce
    Normální mikrobiota dýchacího systému
    Akutní zánět středního ucha
    Záškrt
    Haemophilus Pneumonia
    Mycoplasma Pneumonia (Walking Pneumonia)
    Tuberkulóza
    Pertussis (černý kašel)
    Legionářská nemoc
    Horečka Q
    Pneumokoková pneumonie
    Běžná chřipka
    SARS a MERS
    Zarděnky (německé spalničky)
    Plané neštovice a pásový opar
    Kokcidioidomykóza
    Chřipka
    Blastomykóza
    Aspergilóza
    Pneumocystis pneumonie
    Spalničky (Rubeola)
    Mucormykóza

    Infekce urogenitálního systému

    Anatomie močových cest
    Anatomie reprodukčního systému
    Obecné příznaky a příznaky urogenitálních infekcí
    Cystitida
    Leptospiróza
    Bakteriální vaginitida a vaginóza
    Kapavka
    Kryptokokóza
    Chlamydie
    Syfilis
    Chancroid
    Lidské papilomy
    Protozoální infekce urogenitálního systému
    Genitální herpes
    Plísňové infekce reprodukčního systému
    Nongonokoková uretritida (NGU)

    Infekce trávicího systému

    Anatomie a normální mikrobiota ústní dutiny
    Zubní kaz
    Orální drozd
    Periodontální nemoc
    Příušnice
    Stafylokoková otrava potravinami
    Shigellosis (bacilární úplavice)
    Anatomie a normální mikrobiota GI traktu
    Salmonelóza
    Tyfus
    Infekce E. coli
    Cholera a další vibria
    Campylobacter jejuni Gastroenteritida
    Peptické vředy
    Clostridium difficile
    Gastroenteritida způsobená rotaviry
    Hepatitida
    Giardiáza
    Kryptosporidióza
    Cyklosporiáza
    Měchovec
    Pinworms (Enterobiasis)
    Trichuriáza
    Tasemnice (Taeniasis)
    Hydatidová nemoc
    Flukes
    Amébiáza (Amebiasis)
    Trichinóza
    Askarióza

    Infekce oběhového a lymfatického systému

    Oběhový systém
    Lymfatický systém
    Infekce oběhového systému
    Syndrom toxického šoku
    Infekční artritida
    Osteomyelitida
    Revmatická horečka
    Strongyloidiáza
    Brucelóza
    Tularemie
    Bakteriální sepse, septický a toxický šok
    Bakteriální endokarditida a perikarditida
    Plynná gangréna
    Cat-Scratch Disease
    Mor
    Epidemický tyfus
    Myší (endemický) tyfus
    Skalní hora skvrnitá horečka
    Lyme nemoc
    Relapsující horečka
    Infekční mononukleóza a Burkittův lymfom
    Cytomegalovirové infekce
    Žlutá zimnice
    Horečka dengue
    Chikungunya Fever
    Virová nemoc ebola
    Hantavirus
    Virus lidské imunodeficience
    Malárie
    Toxoplazmóza
    Babezióza
    Leishmanióza
    Rat-Bite Fever
    Chagasova choroba
    Schistosomiáza
    Anaplazmóza

    Infekce nervového systému

    Centrální nervový systém
    Bariéra krevního mozku
    Buňky nervového systému
    Meningitida a encefalitida
    Bakteriální meningitida
    Meningokoková meningitida
    Pneumokoková meningitida
    Haemophilus influenzae typ b
    Tetanus
    Botulismus
    Listerióza
    Virová meningitida
    Infekce virem Zika
    Vzteklina
    Poliomyelitida
    Kryptokoková meningitida
    Amébová meningitida
    Lidská africká trypanosomiáza
    Neurotoxoplazmóza
    Neurocysticerkóza
    Novorozenecká meningitida
    Přenosné spongiformní encefalopatie
    Granulomatózní amébová encefalitida
    Hansenova nemoc (malomocenství)


    Podívejte se na video: Prokaryotic Vs. Eukaryotic Cells. Differences Animated