Ti-плазмиды – это плазмиды, ответственные за образование опухолей
у некоторых представителей голосеменных и большинства двудольных
покрытосеменных растений. Эти плазмиды обнаружены в клетках виру-
лентных штаммов бактерий Agrobacterium tumefaciens, вызывающих ра-
ковое заболевание растений, получившее название «корончатый галл».
Ti-плазмиды – кольцевые молекулы ДНК длиной до 500 т. п. н. и моле-
кулярной массой в среднем 1,3·108 Д. Относятся к классу конъюгативных
плазмид.
После заражения растения бактериями Agrobacterium tumefaciens
Ti-плазмиды проникают из бактерий в клетки растения. Далее часть их
ДНК, так называемая Т-ДНК, встраивается в хромосому инфицируемого
растения. В таком состоянии Т-ДНК вызывает образование опухоли, ги-
перпродукцию фитогормонов, а также синтез ряда производных амино-
кислот, которые называются опинами. Опины, выделяемые клетками
опухоли, бактерии используют в качестве источников углерода и азота.
Многообразие плазмид не ограничивается вышеупомянутыми приме-
рами. Все они имеют существенное значение для клетки бактерий в том
смысле, что определяют ряд ее фенотипических свойств, позволяющих
более гибко и быстро реагировать на изменение условий окружающей
среды. Кроме того, плазмиды бактерий находят широкое применение
при теоретических исследованиях и выполнении ряда практических за-
дач:
1. Широко применяются в генетической инженерии. С их помощью
можно получить рекомбинантные молекулы ДНК, вероятность образова-
ния которых в природе крайне низка или возникновение их вообще не-
возможно.
2. Играют значительную роль в эволюции бактерий.
3. Представляют большую ценность как материал для исследования
структуры и функционирования генетического аппарата бактериальной
клетки.
4. Важны с учетом фенотипов, которые они детерминируют:
• наличие плазмид биодеградации позволяет бактериям развиваться в
средах, содержащих необычные или неприродные источники углерода.
Такие бактерии используют для биологической очистки сточных вод;
• бактериоциногенность, определяемая в основном наличием плаз-
мид, имеет большое значение для развития популяций бактерий. Бакте-
риоциногенные бактерии подавляют развитие других бактерий, преиму-
щественно обладающих сходными пищевыми потребностями (т. е. род-
ственные виды микроорганизмов), что обеспечивается бактериоцином,
который в норме продуцируют отдельные клетки бактериоциногенной
популяции. В результате синтеза бактериоцина эти клетки погибают, в то
время как большинство клеток сохраняет иммунитет к его действию и
вытесняет микроорганизмы других видов, чувствительных к нему. Таким
образом, бактерии, имеющие бактериоциногенные факторы, обладают
важным селективным преимуществом в условиях микробных ассоциа-
ций, естественно складывающихся в процессе эволюции. Эти селектив-
ные преимущества реализуются только на уровне популяции и обеспечи-
ваются ценой гибели отдельных ее особей.
Бактериоциногенные штаммы микроорганизмов используют в меди-
цинской практике для лечения заболеваний желудочно-кишечного трак-
та. Выпускаются бактериоциногенные препараты: колибактерин (высу-
шенная суспензия живых бактерий антагонистически активного штамма
E. coli М-17), бифидумбактерин (высушенная суспензия живых антаго-
нистически активных бифидобактерий), бификол (высушенная суспензия
живых антагонистически активных штаммов бифидобактерий и бактерий
E. coli М-17) и др. Такие препараты используют в тех случаях, когда ан-
тибиотики при чрезмерном их употреблении приводят к нарушениям ви-
таминного баланса, дисбактериозу (нарушению состава естественной
микрофлоры кишечника) и т. п.
Бактериоциногенные микроорганизмы используются для типиро-
вания штаммов бактерий;
• R-плазмиды обеспечивают бактериям, их содержащим, селектив-
ные преимущества по сравнению с бесплазмидными;
• плазмиды, детерминирующие токсинообразование, и бактерии, об-
ладающие такими плазмидами, способны вызывать заболевания у чело-
века, животных и растений;
• Ti-плазмиды обеспечивают трансформацию нормальных клеток
растений в раковые. Этим они приносят вред сельскому хозяйству, осо-
бенно виноградарству.
|