Mycobacterium smegmatis A Mycobacterium tuberculosis tenyészete
Uralkodik | Baktériumok |
---|---|
Ág | Actinobaktériumok |
Rendelés | Actinomycetales |
Alosztály | Corynebacterineae |
Család | Mycobacteriaceae |
Mycobacterium smegmatis egysaválló baktérium fajoka törzs actinobacteriumok és a nemzetség Mycobacterium . Ez mikroba van 3 , hogy 5 um hosszúak , és az alakja a bacillus ; színezhető Ziehl-Neelsen módszerrel és fluoreszcens auramin-rodamin módszerrel . Először 1884 novemberében számolt be róla Lustgarten, aki talált egy bacillust a tubercle bacilus látszólagos festésével a szifilitikus cankerekben . Később Alvarez és Tavel a Lustgarten által leírtakhoz hasonló organizmusokat talált a genitális normális váladékban ( smegma ) is. Ezt a szervezetet később M. smegmatisnak nevezték el.
A M. smegmatist általában nem patogén mikroorganizmusnak tekintik; azonban nagyon ritka esetekben betegséget okozhat.
Az M. smegmatis hasznos más Mycobacteria fajok kutatási elemzéséhez laboratóriumi kísérletekben. Az M. smegmatist gyakran használják a Mycobacterium nemzetség munkájában, mert „gyorsan növekvő” típusú és nem patogén. Az M. smegmatis egyszerű modell, könnyen kezelhető, vagyis gyors megduplázási idővel, és csak egy biológiai biztonsági szintű laboratóriumra van szükség. A fajok kórokozóival való munkához szükséges idő és nehéz infrastruktúra arra késztette a kutatókat, hogy a M. smegmatist modellként használják mikobaktériumfajok. Ennek a fajnak több mint 2000 homológ génje van a M. tuberculosis- szal, és ugyanaz az egyedi sejtfalszerkezete van, mint a M. tuberculosisnak és más mikobaktériumfajoknak. A szén-monoxidot aerob módon is képes oxidálni, akárcsak a M. tuberculosis .
A plazmidok , fágok és mobil genetikai elemek felfedezése lehetővé tette dedikált rendszerek felépítését a gének és a génriporterek inaktiválására. Az M. smegmatis mc 2 155 törzs hipertranszformálható, és most a mikobaktériumok genetikájának munkalova. Ezenkívül könnyen termeszthető a legtöbb szintetikus vagy komplex laboratóriumi közegben, ahol látható telepeket képezhet 3-5 nap alatt. Ezek a tulajdonságok nagyon vonzó modellszervezetté teszik a M. tuberculosis és más mikobaktériumok kórokozói számára. A M. smegmatis mc 2 155 alkalmazható mikobakteriofágok tenyésztésére is . A teljes M. smegmatis genomot a TIGR szekvenálta , és a mikro-sugarakat a PFGRC program ( http://pfgrc.tigr.org/descriptionPages.shtml ) állította elő .
A transzformáció egy olyan folyamat, amelynek során egy baktériumsejt egy másik sejt által felszabadított DNS-t vesz fel a környező környezetbe, majd ezt a DNS-t homológ rekombinációval beépíti saját genomjába (lásd Transzformáció (genetika) ). A M. smegmatis törzsek rendelkeznek különösen hatékony DNS-javító mechanizmusokkal, amint azt az olyan szerek, mint az UV és a mitomicin C, DNS-károsító hatásaival szembeni nagyobb ellenálló képességük jelzi, amelyekről kiderül, hogy azok képesek leginkább átalakulni. Ez arra utal, hogy az M. smegmatis transzformációja DNS-helyreállítási folyamat, feltehetően rekombináns javítási folyamat, mint más baktériumfajok esetében.
A M. smegmatisban a házastársi DNS átviteléhez stabil és hosszan tartó kontaktusra van szükség a donor és a befogadó törzs között, ellenáll a DNáznak, és az átvitt DNS homológ rekombinációval beépül a befogadó kromoszómájába. A jól ismert E. coli Hfr konjugációs rendszertől eltérően azonban az M. smegmatis-ban a kromoszóma minden régiója összehasonlítható hatékonysággal kerül átadásra, és a mikobaktériumok konjugációja inkább kromoszóma, mint plazmid. Gray és mtsai. konjugáció eredményeként a szülői genomok jelentős keveredéséről számoltak be, és erre a keverékre emlékeztetett, mint ami a szexuális reprodukció meiotikus termékeiben megfigyelhető (lásd: A szexuális szaporodás eredete).
M. smegmatis a DNS károsodásának ellenállására a DNS helyreállítási útvonalain támaszkodik. A kettős szálú törések különösen veszélyeztetik a baktériumok életképességét. A M. smegmatisnak három lehetősége van a kettős szálú törések helyrehozására: homológ rekombináció (HR), végső nem homológ összekapcsolódás (NHEJ) és egyszálú hevítés (SSA, angolul : egyszálú annilálás ). A M. smegmatis RH útvonala az ionizáló sugárzással szembeni ellenállás és a DNS oxidatív károsodásának fő meghatározója. Ez az út magában foglalja az információcserét a sérült kromoszóma és ugyanazon sejt egy másik homológ kromoszómája között. A szálak cseréjét katalizáló RecA fehérjétől és a preszinaptikus nukleázként funkcionáló DNS fehérjétől függ. A homológ rekombináció (RH) precíz javítási folyamat, a logaritmikus növekedés során ez az előnyös út.
Az NHEJ útja a kettős szálú törések kijavításához magában foglalja a törött végek összekötését. Ez nem függ egy második homológ kromoszómától. Ehhez az úthoz a Ku-fehérje és egy speciális ATP-függő polifunkcionális DNS-ligáz (D-ligáz) szükséges. Az NHEJ hatékony, de pontatlan. A DNS tompa végeinek ligálása funkcionális génszekvenciába körülbelül 50% -os mutációs gyakorisággal történik. Az NHEJ az előnyös út az állófázisban, és megvédi a M. smegmatist a kiszáradás káros hatásaival szemben.
Az egyszálú hegesztési (SSA) mechanizmust javítási útként alkalmazzák, amikor a DNS-ben a közvetlen ismétlődő szekvenciák között kettős szálú törés történik. Az SSA magában foglalja az egyszálú reszekciót, az ismétlések gyűrűs rögzítését, a szárnyak eltávolítását, a tér kitöltését és a ligálást. A M. smegmatis, a SSA reakcióút függ a RecBCD helikáz-nukleáz.