Войти
Микробиология · Генетика микробов

Плазмиды

Плазмиды — это дополнительные автономные генетические элементы бактерий, представленные двухцепочечными молекулами ДНК. Они не являются жизненно необходимыми для клетки, но кодируют дополнительные функции, обеспечивающие бактериям селективные преимущества (например, устойчивость к антибиотикам или патогенность).

СтруктураДвухцепочечная ДНК, размер $10^3$ – $10^6$ пар нуклеотидов
ЛокализацияЦитоплазма бактериальной клетки (автономно или встроено в хромосому)
ЗначимостьКодируют неосновные, но полезные для выживания признаки
ПереносМогут передаваться между клетками (конъюгация)
4 мин чтенияДля студентов медвузовОбновлено 24.09.2026
Материал подготовила редакция Школы Сеченова по учебным методичкам платформыПроверил врач-редактор: Аулов А. А., врач-терапевт · 24.09.2026

Функции плазмид и их фенотипические признаки

Хотя бактерия способна выживать и размножаться без плазмид, их наличие дает микроорганизму серьезные бонусы в борьбе за существование. Плазмиды кодируют ряд важных свойств:

  • Резистентность: способность противостоять действию антибактериальных препаратов.
  • Патогенность: продукция токсинов, факторов адгезии и других молекул вирулентности, помогающих вызывать заболевания.
  • Антагонизм: выработка бактериоцинов (например, колицинов), которые подавляют рост конкурирующих микроорганизмов.
  • Метаболические особенности: способность ферментировать или расщеплять сложные органические молекулы.
  • Системы защиты: синтез ферментов рестрикции и модификации, защищающих ДНК.

Репликация, копийность и совместимость

Процесс удвоения плазмидной ДНК протекает независимо от бактериальной хромосомы, однако использует ферментативный аппарат самой клетки-хозяина.

По механизму контроля репликации выделяют два типа плазмид:

  1. Со строгим контролем: их удвоение синхронизировано с циклом деления хромосомы. В результате в клетке поддерживается низкая копийность (всего 1–2 копии плазмиды).
  2. Со слабым контролем: реплицируются относительно свободно, благодаря чему их копийность высока и может достигать от 10 до 200 штук на одну бактерию.

Важным понятием является совместимость репликонов. Две разные плазмиды считаются несовместимыми и не могут стабильно сосуществовать в одной клетке, если у них очень похожи механизмы регуляции репликации (они начинают конкурировать). Если же механизмы контроля разные, плазмиды совместимы и могут находиться в цитоплазме одновременно.

Проверьте себя по темеЗадания из банка курса «Микробиология» — ответ и разбор сразу.

Горизонтальный перенос (Трансмиссивность)

Плазмиды играют ключевую роль в обмене генетической информацией между бактериями. По способности к переносу они делятся на две группы:

  • Трансмиссивные (конъюгативные): это обычно крупные молекулы ДНК, содержащие специальный tra-оперон. Эти гены отвечают за синтез половых пилей и образование конъюгационного мостика, через который копия плазмиды передается реципиентной клетке.
  • Нетрансмиссивные (мобилизуемые): мелкие плазмиды без tra-оперона. Самостоятельно они передаваться не способны. Их перенос возможен (мобилизация) только в том случае, если в этой же клетке присутствует трансмиссивная плазмида, предоставляющая свой аппарат для конъюгации.

Медицинское значение плазмид

В клинической практике наличие плазмид у бактерий определяет тяжесть инфекции и сложность её лечения.

  • R-плазмиды (от Resistance): несут гены ферментов, инактивирующих антибиотики. Приобретение такой плазмиды может сделать бактерию устойчивой сразу к нескольким классам препаратов. Именно R-плазмиды, часто являясь трансмиссивными, отвечают за быстрое распространение множественной лекарственной устойчивости и формирование возбудителей внутрибольничных инфекций.
  • Плазмиды патогенности: детерминируют факторы вирулентности. Они характерны для возбудителей чумы, сибирской язвы, дизентерии (Шигеллы), иерсиниозов, боррелиоза. У кишечной палочки (E. coli) выделяют, например, Ent-плазмиду (отвечает за энтеротоксин) и Hly-плазмиду (синтез гемолизина).
  • Бактериоциногенные (например, Col-плазмиды): кодируют яды против бактерий других штаммов, обеспечивая преимущество при захвате ниши.

Коротко: ответы на вопросы по теме

Какие виды плазмид патогенности выделяют у кишечной палочки (E. coli) и за что они отвечают?

У кишечной палочки (Escherichia coli) выделяют специфические плазмиды патогенности, которые кодируют синтез факторов вирулентности.

  • Ent-плазмида — детерминирует синтез энтеротоксина.
  • Hly-плазмида — детерминирует синтез гемолизина.

Также у E. coli встречается Col-плазмида, отвечающая за бактериоциногению. Она кодирует синтез колицинов — веществ, убивающих бактерии других штаммов или близкородственных видов, что обеспечивает бактериям-носителям конкурентное преимущество при заселении экологических ниш.

Каков механизм действия ферментов рестрикции и модификации, которые кодируются плазмидами?

Механизм действия этих ферментов заключается в защите бактериальной клетки от чужеродного генетического материала путем его разрушения или изменения.

  • Эндонуклеазы (ферменты рестрикции) — расщепляют проникшую в клетку чужеродную ДНК. Они позволяют разрезать молекулы ДНК на фрагменты в строго определенных участках.
  • Метилазы (ферменты модификации) — модифицируют проникшую ДНК, делая ее устойчивой к разрушающему воздействию эндонуклеаз.

Какие классы антибиотиков чаще всего инактивируются ферментами, закодированными в R-плазмидах?

R-плазмиды содержат гены, кодирующие ферменты, которые разрушают или инактивируют антибактериальные препараты, и часто обеспечивают устойчивость сразу к нескольким семействам антибиотиков.

Ферментативная инактивация указана как ключевой механизм устойчивости для:

  • бета-лактамов;
  • тетрациклинов;
  • макролидов;
  • хлорамфеникола.

Также среди основных групп ферментов, инактивирующих антибиотики, выделяют:

  • β-лактамазы — разрушают β-лактамное кольцо;
  • аминогликозидмодифицирующие ферменты;
  • хлорамфениколацетилтрансферазу.

Гены таких ферментов могут локализоваться как в хромосоме, так и в плазмидах.

Что такое F-плазмида (F-фактор) и какова ее роль в конъюгации?

F-плазмида (плазмида фертильности) представляет собой внехромосомный генетический элемент молекулярной массой около $60 \cdot 10^6$ Д, который контролирует процесс конъюгации. Ее роль заключается в следующем:

  • Кодирует синтез половых ворсинок (F-пилей) у клеток-доноров, необходимых для передачи генетического материала.
  • В автономном состоянии обеспечивает собственный перенос в бесплазмидные клетки.
  • В интегрированном в хромосому состоянии (у Hfr-штаммов) инициирует направленный перенос хромосомных генов донора в клетку-реципиент, при этом сама трансмиссивная плазмида передается последней, замыкая цепь.

Вопросы с занятий и экзамена

В чем отличие эписомы от обычной плазмиды?

Эписома — это плазмида, способная к обратимой интеграции. Она может находиться автономно в цитоплазме, а может встраиваться в бактериальную хромосому и реплицироваться вместе с ней как единый репликон.

Как R-плазмиды защищают бактерию от антибиотиков?

Они содержат гены, на матрице которых синтезируются ферменты, способные разрушать или химически инактивировать молекулы антибактериальных препаратов.

Что такое tra-оперон и зачем он нужен?

Это комплекс генов, присутствующий у конъюгативных плазмид. Он кодирует аппарат переноса (включая половые пили), необходимый для передачи ДНК от одной бактерии к другой.

Что-то непонятно? Спросите нейросетьAI-тьютор прочитал материал по теме «Плазмиды» и объяснит простыми словами.

Что ещё разобрать по теме

  • Механизмы репликации ДНК у прокариот
  • Процесс бактериальной конъюгации
  • Ферменты рестрикции и модификации
  • Виды бактериальных токсинов и факторов вирулентности
  • Использование плазмид в качестве векторов в генной инженерии

Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»

Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.

  • Полная методичка по теме «Плазмиды» и ещё 4 383 страниц предмета
  • Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
  • AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
  • 141 видеоуроков по предмету

Другие темы раздела «Генетика микробов»

Весь раздел «Генетика микробов»

Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.

Смотреть уроки

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.