جزيرة قدرة على الإمراض
جزر القدرة على الإمراض Pathogenicity islands (اختصاراً PAIs)، كمصطلح صيغ عام 1990، هي فئة متمايزة من الجزر الجينومية والتي استحوذت عليها العضيات الدقيقة عن طريق نقل الجينات الأفقي.[1][2] توجد جزر القدرة على الإمراض في كلاً من الممرضات الحيوانية والنباتية.[2] بالإضافة إلى ذلك، توجد جزر القدرة على الإمراض في كلاً الجراثيم إيجابية الگرام والجراثيم سلبية الگرام.[2] يتم نقلها عبر أحداث نقل الجين الأفقي مثل النقل عن طريق پلازميد، العثاثية أو الينقول الاقتراني.[3] ومن ثم، فقد تساهم جزر القدرة على الإمراض في قدرة العضيات الدقيقة على التطور.
هناك نوع من الجراثيم قد يكون لديه أكثر من جزيرة قدرة على الإمراض. على سبيل المثال، السالمونلا لديها خمسة جزر على الأقل.
البنية الجينومية التناظرية في الريزوبيا تصف الجزيرة التكافلية.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
الخصائص
جزر القدرة على الإمراض تكون متحدة سوياً في الجينوم أو الكروموسومات أو خارج الكروموسومات لدى الكائنات الحية المسببة للمرض وغالباً ما تكون غير موجودة لدى الكائنات الغير مسببة للأمراض والتي تكون من نفس النوع أو ذات صلة بنوعها.
من الممكن أن تتواجد على الكروموسوم الخاص بالجراثيم أو أن تنتقل ضمن الپلازميد، أو أن تتواجد على جينوم الجراثيم استخدام الكودونات والمحتوى الگوانين والسيتوسين (GC- content) لدى المسببات بالمرض – غالباً ما تختلف جزر القدرة على الإمراض عن باقي الجينوم فمن المحتمل أنها تقوم بمساعدة الكشف عنها في مقاطع محددة من المادة الوراثية حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين إلا في حالة واحدة وهي أن يكون المرسل والمستقبل لـ (PAI) يملك نفس محتوى الجوانين والسيتوسين (GC- content).
جزر القدرة على الإمراض هي وحدات منفصلة من الجينوم يحيط بها بشكل مباشر ومتكرر وحدات من الحمض الرايبوزي النووي الناقل(حمض نووي ريبوزي ناقل) أو سلاسل متدرجة والتي تكون بمثابة مواقع لإعادة تركيب الحمض النووي. قد تكون جينات الحركة الخفية ظاهرة أيضا مما يدل على أن مصدرها كناقل.
تحاط جزر القدرة على الإمراض بشكل مباشر ومتكرر بقواعد ثنائية على طرفي تتابع التسلل الخاص بها، وتحمل جينات وظيفية مثل إنزيمات النقل وإنزيمات الإدراج أو جزء من تسلسل الإدراج ليتمكن من الإدراج في الحمض النووي لدى الجسم المضيف. كما أنها غالبا ما ترتبط بجينات الحمض الرايبوزي النووي الناقل (حمض نووي ريبوزي ناقل) والتي تستهدف مواقع للقيام بعملية الإدماج, تتميز أيضا بأنه يمكن نقلها كوحدة واحدة إلى خلايا بكتيرية جديدة، وبالتالي منح السمية لسلالات حميدة أخرى
جزر القدرة على لاإمراض، هي نوع من العناصر الوراثية المتنقلة، تتراوح من 10-200 كيلو-قاعدة، وترميز الجينات التي تساهم في حدة الجراثيم من كل مسببات المرض. الجزر المرضية تحمل جينات ترميز واحد أو أكثر من عوامل حدة الجراثيم (virulence)، بما في ذلك، ولكن ليس على سبيل الحصر، نظم افراز (نظام الافراز الثالث)، adhesins ، والسموم، أو invasins. أنها قد تكون موجودة على كروموسوم البكتيريا أو يجوز نقلها داخل البلازميد. وGC-محتوى الجزر المرضية في كثير من الأحيان يختلف عن بقية الجينوم، ويحتمل أن تساعد في الكشف عنها ضمن تسلسل الحمض النووي معين. ويحيط الجزر المرضية عن التكرارات المباشرة؛ تسلسل القواعد في طرفي تسلسل إدراجه هو نفسه. أنها تحمل جينات وظيفية، مثل إنزيم مدمج، ترانسبوزاز، أو جزء من تسلسل الإدراج، لتمكين الإدراج في الحمض النووي المضيفة. غالبا ما ترتبط الجزر المرضية مع جينات الحمض النووي الريبوزي النقال(حمض نووي ريبوزي ناقل)، و المواقع المستهدفة عن هذا الحدث. يمكن نقلها كوحدة واحدة إلى خلايا بكتيرية جديدة، وبالتالي منح الحدة الجرثومية (virulence) لسلالات حميدة سابقاً.
هناك مجموعات مختلفة من التنظيم التي تنطوي على الجزر المرضية. المجموعة الأولى تضم الجزر المرضية التي تحوي الجينات لتنظيم الجينات الفوعة المشفرة على جزر القدرة على الإمراض. أما المجموعة الثانية فتضم الجزر المرضية التي تحتوي على جينات لتنظيم الجينات خارج الجزيرة المرضية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجينات التنظيمية خارج جزر القدرة على الإمراض قد تنظم الجينات الفوعة في الجزيرة المرضية. والجينات التنظيمية المشفرة على جزر القدرة على الإمراض تشمل على AraC مثل البروتينات والمنظمات ثنائية المكون.
يمكن اعتبار جزر القدرة على الإمراض على أنها حمض نووي (DNA) غير مستقر لأنها عرضة للحذف أو التعبئة. وقد يكون ذلك بسبب هيكل PAIs ، مع تكرار مباشر، وتسلسل الإدراج بالتعاون مع حمض (حمض نووي ريبوزي ناقل)التي تمكن الحذف والتعبئة على ترددات أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحذف من الجزر المرضية وإدراجها في الجينوم والتي تؤدي إلى تعطيل حمض (tRNA) وبالتالي تؤثر على عملية التمثيل الغذائي للخلية .
أمثلة
- جزيرة P. fimbriae في الإشريشيا المعوية.[4]
- جزيرة القدرة على الإمراض اليرسينيا الطاعونية.
- السالمونيلا، الموقعين SP1 وSP2 .[5]
- Rhodococcus equi virulence plasmid pathogenicity island encodes virulence factors for proliferation in macrophages.
- The SaPI family of Staphylococcus aureus pathogenicity islands, mobile genetic elements, encode superantigens, including the gene for toxic shock syndrome toxin, and are mobilized at high frequencies by specific bacteriophages.[6]
- Phage encoded Cholera toxin of Vibrio cholerae, Diphtheria toxin of Corynebacterium diphtheriae, Neurotoxins of Clostridium botulinum and Cytotoxin of Pseudomonas aeruginosa.[3]
- H. pylori has two strains, one being more virulent than the other due to the presence of the Cag pathogenicity island.[3]
المصادر
- ^ Hacker, J; Bender, L; Ott, M; Wingender, J; Lund, B; et al. (1990). "Deletions of chro- mosomal regions coding for fimbriae and hemolysins occur in vivo and in vitro in various extraintestinal Escherichia coli iso- lates". Microb. Pathog. 8: 213–25.
- ^ أ ب ت Hacker, J; Kaper, JB (2000). "Pathogenicity islands and the evolution of microbes". Annu Rev Microbiol. 54: 641–679. doi:10.1146/annurev.micro.54.1.641. PMID 11018140.
- ^ أ ب ت Hacker, J.; Blum-Oehler, G.; Muhldorfer, I.; Tschape, H. (1997). "Pathogenecity islands of virulent bacteria: structure, function and impact on microbial evolution". Molecular Microbiology. 23 (6): 1089–1097. doi:10.1046/j.1365-2958.1997.3101672.x. PMID 9106201.
- ^ Nakano M. et al. 2001 Structural and sequence diversity of the pathogenicity island of uropathogenic Escherichia coli which encodes the USP protein
- ^ خطأ استشهاد: وسم
<ref>غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماةGroisman_1996 - ^ Lindsay, JA; Ruzin, A; Ross, HF; Kurepina, N; Novick, RP (Jul 1998). "The gene for toxic shock toxin is carried by a family of mobile pathogenicity islands in Staphylococcus aureus". Molecular Microbiology. 29 (2): 527–43. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.00947.x. PMID 9720870.