Микоплазмы: размер генома

Хромосома всех молликут, как и других бактерий, представляет собой двунитевую кольцевую молекулу ДНК. Первые данные, позволившие оценить размер генома микоплазм, были получены методами, основанными на кинетике ренатурации ДНК ( Razin, 1978 , Razin, 1981 , Razin, 1985 ), уточнение размеров было связано с применением пульс-электрофореза в агарозном геле и с крупномасштабным картированием микоплазменных геномов ( Pyle et al., 1988 ; Neimark, Lange, 1990 ; Барлев, Борхсениус, 1991 ; Heirmann, 1992 ).

Размеры геномов микоплазм представлены практически непрерывным рядом значений от менее чем 600 до 2200 т. п. о. Размеры генома организмов рода Mycoplasma колеблются от 580 для M. genitalium до 1380т. п. о. для M. mycoides subsp. mycoides LC . Представители рода Spiroplasma обладают геномами размером от 780 у S. platyhelix до 2220 т. п. о. - у S. ixodetis .

Размер генома микоплазм не может быть использован в качестве критерия различия таксонов внутри класса Mollicutes ( Razin, 1985 ). Тем не менее, как правило, представители родов Acholeplasma и Spiroplasma, признаваемые филогенетически более древними молликутами, обладают более крупными геномами по сравнению с Mycoplasma и Ureaplasma, которых относят к поздним молликутам. Это согласуется с представлением о редуктивном характере эволюции микоплазм, сопровождавшейся утратой генетического материала.

Размеры генома варьируют не только внутри родов, но и внутри штаммов одного вида. Одной из причин такой вариабельности являются часто обнаруживаемые в геномах микоплазм повторяющиеся элементы, входящие в состав генов кодирующих белки, а также инсерционные ( IS) элементы . Внутривидовая вариабельность размеров генома может быть связана и с интеграцией в хромосому микоплазм вирусных последовательностей. Например, в геноме S. citri выявлены вирусные последовательности размером до 150 т. п. о., что составляет 1/12 размера генома этой спироплазмы.

Существует ли корреляция между размером генома и способностью микоплазм расти в условиях in vitro? Больший геном и большее число генов могли бы обеспечить организму лучшую приспособляемость к условиям культивирования in vitro, однако имеющиеся данные этого не подтверждают. Так, S. ixodetis - спироплазма с самым крупным геномом - культивируется гораздо труднее, чем спироплазмы с меньшими геномами. Что же касается так называемых "некультивируемых" фитоплазм, то небольшое число имеющихся данных заставляет относить их к молликутам с малыми геномами: такова, например, одна из фитоплазм с геномом 670 т. п. о. Можно заключить, что простой корреляции между размером генома и культивируемостью не существует. Интересно, что облигатно- внутриклеточные бактерии Chlamydia trachomatis, Rickettsia prowazekii и Chlamydia bumetii обладают геномами в 1000, 1100 и 1600 т. п. о. соответственно (см. обзор: Maniloff, 1996 ). Эти значения больше, чем известные для микоплазм, способных к независимой саморепликации, что подтверждает отсутствие прямой зависимости между размером генома и способностью к росту на аксеничной среде.

Ссылки: