Episom, v oblasti genetiky, je molekula DNA, která je schopná autonomní replikace v cytoplazmě hostitelské buňky, a to fyzicky integrovány do chromosomu hostitelské buňky, a to i replikuje jako jediné molekule (u které nazýváme kointegrované).
Epizom lze tedy interpretovat jako formu koexistence, nikoli jako typ replikonu. Ve skutečnosti pro některé autory lze transpozony a inzerční sekvence považovat za epizomy, protože jsou účinně přenášeny na chromozomu hostitelské buňky, ačkoli v cytoplazmě nikdy nemají samostatnou a autonomní existenci.
Naproti tomu v eukaryotických buňkách se epizom vztahuje spíše na virové replikony, které koexistují jako plazmidy v infikovaných buňkách, než na viry, které se mohou integrovat do genomu hostitelské buňky.
Toto není jediný případ, ve kterém stejné slovo znamená různé věci v eukaryotech a prokaryotech (například termín transformace). Epizomy mají bohatou historii ve vývoji moderní genetiky, protože pomohly odhalit zajímavé jevy související s dědičností.
Epizomy, které jsou bakteriofágy
Dalším z nejznámějších příkladů epizomů je faktor plodnosti nebo plazmid F. Někdy, v závislosti na nukleotidové konstituci hostitelské bakterie (např. E. coli), cirkulární plazmid rekombinuje s homologními místy přítomnými na chromozomu. bakterie, která vede ke kointegraci.
To znamená, že plasmid se může replikovat v malém počtu kopií v cytoplazmě bakterie, nebo je-li integrován, replikovat se jako celek v počtu kopií odpovídajícímu počtu bakterií bez F (obvykle jeden).
Ve svém epizomálním stavu dává F bakteriím schopnost produkovat vysoký počet rekombinantů po procesu konjugace.
Bakterie F + (tj., Která má autonomní plazmid F), která podléhá inzerci tohoto prvku, je označována jako Hfr (pro vysokou frekvenci rekombinace, pro její zkratku v angličtině), protože při konjugační události je to teoreticky je schopen „přetáhnout“ celý bakteriální chromozom do bakterie F (tj. chybí faktor plodnosti nebo plazmid F).
Obecně jsou sekvence, které poskytují homologii (a tedy podobnost a komplementaritu) mezi plazmidem F a bakteriálním chromozomem tak, že je ověřen místně specifický rekombinační proces, který vede ke kointegrátu, jsou inzerční sekvence.
Epizomy v eukaryotických buňkách
Z historických důvodů byl termín epizom (nad + tělo) vždy spojen s plazmidem, který původně pochází ze světa extrachromozomálních prvků v prokaryotech.
Při hledání podobných prvků v eukaryotech bylo použito stejné pro označení molekul virových genomů schopných samoreplikovat se v tomto typu infikovaných buněk s vlastnostmi podobnými vlastnostem plazmidů v prokaryotech.
To znamená, že v eukaryotických buňkách infikovaných viry můžeme v některých případech najít, že v rámci svého replikačního cyklu virus koexistuje v buňce jako molekula cirkulární DNA podobná těmto dalším replikonům popsaným například v bakteriích.
Nejběžněji známé viry, které mohou koexistovat jako autonomně se replikující cirkulární molekuly DNA (z hostitelského chromozomu), patří do čeledí Herpesviridae, Adenoviridae a Polyomaviridae.
Žádný z nich však není integrován do hostitelského genomu, a proto lze předpokládat, že se replikují jako plazmidy a že nesplňují vnitřní kvalitu, která charakterizuje epizom: integrují se do hostitelského genomu.
Ačkoli bylo navrženo odstranění tohoto termínu, možná to jen přidá zmatek k tématu, které je již samo o sobě docela složité.
Závěry
V souhrnu lze říci, že epizom, etymologicky řečeno, je genetický prvek autonomní replikace, který může v buňce koexistovat jako volná molekula DNA, nebo může být fyzicky integrován do hostitele.
Z hlediska genetiky je však epizom plazmid nebo virus, který se může integrovat do prokaryotického genomu, nebo může být jedním z typů plasmidů, které může eukaryotická buňka obsahovat.
Zajímavé je, že viry, které se mohou vložit do genomu eukaryotického hostitele (retrovirus), se nepovažují za epizomy.
Reference
- Brock, TD 1990. Vznik bakteriální genetiky. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, MA, Spojené státy americké.
- Griffiths, AJF, Wessler, SR, Carroll, SB a Doebley, J. Úvod do genetické analýzy. WH Freeman & Co, McMillan Publishers. Londýn, Spojené Království.
- Hayes, W. 1971. Genetika bakterií a jejich virů, druhé vydání. 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. vydání. Prentice Hall. Englerwood Cliffs, NJ, Spojené státy americké.