Was ist ein Episom?
Ein Episom ist ein unabhängiges DNA-Segment, das sich an Bakterien oder Zellen anlagern und sich in das Genom integrieren kann. Episomen bieten ihren Wirten Vorteile und sind leicht übertragbar, um diese Vorteile an andere Mitglieder derselben Art weiterzugeben. Sie sind für Forscher von Interesse, da sie eine Rolle bei der bakteriellen Virulenz spielen und als Vektoren für die Insertion von genetischem Material in Bakterien für Forschungszwecke nützlich sein können.
Jedes Episom enthält eine kurze Reihe potenziell nützlicher DNA, die einen Vorteil wie Arzneimittelresistenz oder die Fähigkeit zum Gedeihen in rauen Umgebungen bieten könnte. Wenn sich ein Episom an ein Bakterium bindet, kann es sich zusammen mit dem Rest des Organismus vermehren und der nächsten Generation von Organismen das gleiche genetische Erbe liefern. Es kann sich auch dem bakteriellen Genom hinzufügen und ein dauerhafter Bestandteil davon werden.
Bakterien können Episomen und andere Stränge unabhängiger DNA wie Plasmide miteinander austauschen. Dies ermöglicht es ihnen, Vorteile zu teilen, ohne auf die nächste Generation warten zu müssen, und es kann einen Mechanismus bereitstellen, mit dem sich Resistenz und Haltbarkeit schnell über eine Bakterienpopulation verbreiten lassen. Bakterien ohne dieses DNA-Segment könnten als Reaktion auf Antibiotika oder raue Bedingungen absterben, aber die Überlebenden werden gedeihen und sich vermehren, um die Lücke zu füllen, die ihre gefallenen Gefährten hinterlassen.
Ein Beispiel für ein Episom ist ein Virus. Viren sind keine lebenden Organismen im herkömmlichen Sinne, sondern enthalten genetisches Material, mit dem sie Zellen entführen und zur Reproduktion von Kopien des Virus zwingen können. Dabei zerstört das Virus tatsächlich die Zelle, die es übernimmt, aber zu diesem Zeitpunkt hat es bereits das Ziel erreicht, sich selbst zu replizieren. Kollateralschäden durch Viren und Virusreplikation können von einer kurzen Erkältung bis zu einer schweren Krankheit reichen.
Die Forscher untersuchen Episomen und ähnliche unabhängige DNA-Stränge, um zu verstehen, wie sich Bakterien im Laufe der Zeit entwickeln und verändern und wie sie verschiedene Vorteile weitergeben. Dies kann für die Untersuchung einer Epidemie oder eines Ausbruchs von Bedeutung sein, bei der die Rückverfolgung des genetischen Erbes den Forschern dabei helfen kann, die Bekämpfung der Krankheit zu verstehen. Episomen können auch in der Forschung vorteilhaft eingesetzt werden, indem genetisches Material in Zellen oder ganze Organismen eingeschleust wird. Die Forscher können die DNA so konstruieren, dass die Segmente erhalten bleiben, an denen sich das Episom anlagern und vermehren kann, und sie können unnötige Abschnitte ausschneiden und neue einfügen.