Episom , v oblasti genetiky, je molekula DNA, ktorá je schopná autonómne replikácie v cytoplazme hostiteľskej bunky, a to fyzicky integrované do chromozómu hostiteľskej bunky, a to aj replikuje ako jediné molekule (u ktoré nazývame kointegrované).
Epizóm sa preto dá interpretovať ako forma koexistencie, a nie ako druh replikónu. Pre niektorých autorov môžu byť transpozóny a inzerčné sekvencie v skutočnosti považované za epizómy, pretože sa účinne prenášajú na chromozóme hostiteľskej bunky, hoci v cytoplazme nikdy nemajú nezávislú a autonómnu existenciu.
Naproti tomu v eukaryotických bunkách sa epizóm týka skôr vírusových replikónov, ktoré koexistujú ako plazmidy v infikovaných bunkách, ako vírusov, ktoré sa môžu integrovať do genómu hostiteľskej bunky.
Toto nie je jediný prípad, v ktorom rovnaké slovo znamená rôzne veci v eukaryotoch a prokaryotoch (napríklad pojem transformácia). Epizómy majú bohatú históriu vo vývoji modernej genetiky, pretože pomohli rozlúštiť zaujímavé javy súvisiace s dedičnosťou.
Epizómy, ktoré sú bakteriofágmi
Iným z najznámejších príkladov epizómov je faktor plodnosti alebo plazmid F. Niekedy cirkulárny plazmid rekombinuje s homológnymi miestami prítomnými na chromozóme, v závislosti od nukleotidovej konštitúcie hostiteľskej baktérie (napr. E. coli). baktérie spôsobujúcej kointegrát.
To znamená, že plazmid sa môže replikovať v malom počte kópií v cytoplazme baktérie alebo, ak je integrovaný, môže sa replikovať ako celok v počte kópií, ktoré zodpovedajú číslu baktérie bez F (všeobecne jedna).
Vo svojom epizómovom stave F dáva baktérii schopnosť produkovať vysoký počet rekombinantov po procese konjugácie.
Baktéria F + (to znamená, že má autonómny plazmid F), ktorá podlieha inzercii tohto prvku, je označovaná ako Hfr (pre vysokú frekvenciu rekombinácie, pre jej skratku v angličtine), pretože pri konjugačnej udalosti je to teoreticky schopné „pretiahnuť“ celý bakteriálny chromozóm do baktérie F (to znamená, že chýba faktor plodnosti alebo plazmid F).
Všeobecne sú sekvencie, ktoré poskytujú homológiu (a preto podobnosť a komplementaritu) medzi plazmidom F a bakteriálnym chromozómom tak, aby bol overený miestne špecifický proces rekombinácie, ktorý vedie ku kointegrátu, sú inzerčné sekvencie.
Epizómy v eukaryotických bunkách
Z historických dôvodov bol termín epizóm (nad + telo) vždy spojený s pojmom plazmid, ktorý pôvodne pochádza zo sveta extrachromozomálnych prvkov v prokaryotoch.
Pri hľadaní podobných prvkov v eukaryotoch sa ich použitie prijalo na označenie molekúl vírusových genómov schopných samoreplikovať sa v tomto type infikovaných buniek s vlastnosťami, ktoré boli podobné vlastnostiam plazmidov v prokaryotoch.
To znamená, že v eukaryotických bunkách infikovaných vírusmi je možné v niektorých prípadoch nájsť, že vírus v rámci svojho replikačného cyklu koexistuje v bunke ako molekula cirkulárnej DNA podobná týmto iným replikónom opísaným napríklad v baktériách.
Najbežnejšie známe vírusy, ktoré môžu koexistovať ako autonómne sa replikujúce molekuly cirkulárnej DNA (z hostiteľského chromozómu), patria do čeľade Herpesviridae, Adenoviridae a Polyomaviridae.
Žiadny z nich však nie je integrovaný do hostiteľského genómu, preto sa dá predpokladať, že sa replikujú ako plazmidy a že nespĺňajú vnútornú kvalitu charakterizujúcu epizóm: integrujú sa do hostiteľského genómu.
Aj keď sa navrhlo odstránenie tohto termínu, možno to len prinesie zmätok k téme, ktorá je už sama osebe dosť komplexná.
závery
Stručne povedané, môžeme povedať, že epizóm, etymologicky povedané, je genetickým prvkom autonómnej replikácie, ktorý môže v bunke koexistovať ako voľná molekula DNA alebo je fyzicky integrovaný do hostiteľa.
Z hľadiska genetiky je však epizóm plazmid alebo vírus, ktorý sa môže integrovať do prokaryotického genómu, alebo môže byť jedným z typov plazmidov, ktoré môže eukaryotická bunka obsahovať.
Je zaujímavé, že vírusy, ktoré sa môžu vložiť do genómu eukaryotického hostiteľa (retrovírus), sa nepovažujú za epizómy.
Referencie
- Brock, TD 1990. Vznik bakteriálnej genetiky. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, MA, Spojené štáty americké.
- Griffiths, AJF, Wessler, SR, Carroll, SB a Doebley, J. Úvod do genetickej analýzy. WH Freeman & Co, McMillan Publishers. Londýn, Spojené kráľovstvo.
- Hayes, W. 1971. Genetika baktérií a ich vírusy, druhé vydanie. Blackwell Scientific Publications.
- Jacob, F. & Wollman, EL 1958. Les episomes, elements génétiques ajoutés. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris, 247 (1): 154–156.
- Levy, JA, Fraenkel-Conrat, H. & Owens, OS 1994. Virology, 3. vydanie. Prentice Hall. Englerwood Cliffs, NJ, Spojené štáty americké.