R-плазми́да , или R-фа́ктор ( англ. R-factor, R-plasmid) — плазмида резистентности , которые обеспечивает бактерии устойчивостью к антибиотикам . R-плазмиды были описаны примерно тогда же, когда антибиотики нашли широкое применение. Резистентность к новому лекарственному препарату может появиться в течение пяти лет после начала его применения. Появились и штаммы бактерий, обладающие резистентностью к нескольким антибиотикам одновременно; наиболее часто такие штаммы выявляются в больницах . Распространение множественной лекарственной устойчивости обусловлено широким применением антибиотиков в животноводстве и здравоохранении .

Строение

Как правило, R-плазмиды имеют кольцевую форму, но могут принимать и линейную. Их масса и копийность также варьирует. Большие плазмиды, состоящие из более чем 100 тысяч пар оснований , обычно имеются в клетке в количестве 1—2, а более мелкие плазмиды, имеющие размер от 3 до 10 тысяч пар оснований, могут содержаться в числе нескольких экземпляров. В большинстве случаев R-плазмиды находятся в клетке автономно, но иногда они в геном . R-плазмиды грамотрицательных бактерий — конъюгативные и содержат tra - оперон , отвечающий за аппарат конъюгации. Опероны, ответственные за резистентность к антибиотикам, обозначают r -оперонами. У грамположительных бактерий R-плазмиды не передаются при конъюгации. R-плазмиды могут передаваться даже между бактериями разных родов и видов : от Salmonella Typhimurium к Vibrio cholerae , S. marcesens и Yersinia pestis , а от Pseudomonas aeruginosa к Escherichia coli . Некоторые R-плазмиды могут даже мобилизовать конъюгативную передачу нуклеоида одной из клеток-конъюгантов. Плазмида, дающая устойчивость к многим антибиотикам, содержит несколько r -оперонов, каждый из которых обеспечивает резистентность к определённому антибиотику. В r -оперонах часто обнаруживаются транспозоны и . r -Опероны очень активно экспрессируются и обладают высокой копийностью. Однако на резистентность влияет также вид бактерии-хозяина: например, Shigella во много раз устойчивей к стрептомицину , чем E. coli .

Некоторые R-плазмиды неспособны к сосуществованию в одной клетке, из-за чего их разделяют на 4 группы несовместимости. Гены устойчивости часто находятся в мобильных элементах (транспозонах и интегронах). R-плазмиды могут постепенно встраивать интегроны с разными генами совместимости .

Функции и механизмы

Как правило, R-плазмиды имеются у патогенных бактерий , однако иногда их резервуарами могут быть и не патогенные бактерии, например, молочнокислые , которые служат промежуточным звеном в передаче R-плазмид между разными видами бактерий. Механизмы лекарственной устойчивости различны. Бактериальная клетка может менять проницаемость своей клеточной стенки , активно выводить молекулы антибиотика из себя, ферментативно модифицировать или разрушать его, изменять его мишень, обзаводиться новыми метаболическими путями , которые ингибируют антибиотик .

В таблице ниже перечислены механизмы резистентности к основным группам антибиотиков .

Антибиотик	Мишень и механизм действия	Механизм резистентности
Пенициллины , цефалоспорины	Ингибируют синтез клеточной стенки	Ферментативная инактивация β-лактамазой ; снижение количества или сродства пенициллин-связывающих белков
Хлорамфеникол	Блокировка центра бактериальной рибосомы	Инактивация при помощи
Макролиды и линкозамиды	Ингибирование работы бактериальной рибосомы (50S субъединицы)	N 6 -ди метилирование остатка аденина в
Сульфаниламиды	Конкурентное ингибирование дигидропрероатсинтазы	Замена чувствительного к сульфаниламиду фермента; Изменения в транспорте антибиотика
Триметоприм	Конкурентное ингибирование дигидрофолатредуктазы	Сверхпродукция дигидрофолатредуктазы
Тетрациклин	Ингибирование бактериальной рибосомы (30S субъединицы)	Изменения в транспорте антибиотика
Аминогликозиды (стрептомицин)	Ингибирование 30S-субъединицы рибосомы и образования мембран	Изменения в структуре рибосом, энергообеспечении мембран, модификация антибиотика ферментами
	Ингибирование синтеза белка (30S-субъединицы рибосомы)	Изменения в транспорте антибиотика
Неомицин , канамицин , гентамицин , тобрамицин	Ингибирование работы рибосомы	Изменения в транспорте антибиотика
Фузидовая кислота	Ингибирования	Непроницаемость клеток для антибиотика

Выявление

Изначально исследования R-плазмид основывались на изучениях фенотипов бактерий. Однако впоследствии стали применять молекулярные методы, например, скрининг антибиотикорезистентности , позволяющий выявить ответственные за неё гены. Для определения устойчивости к антибиотикам предлагается использование микрочипов .

Примечания

Литература

• Гигани О. Б. Плазмиды. — М. : РУСАЙНС, 2017. — 154 с. — ISBN 978-5-4365-1976-0 .
• Jeremy W. Dale, Simon F. Park. . — 4th Edition. — John Wiley & Sons, Ltd, 2004. — ISBN 0-470-85084-1 .