Tom 51, 2002
Numer 3 (256)
Strony 353 364
RENATA WOLINOWSKA1,2, ALEKSANDER MASNY1 i ANDRZEJ PŁUCIENNICZAK1
1
Instytut Biotechnologii i Antybiotyków
StaroS
cińska 5, 02-516 Warszawa
[e-mail]
2
Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej
Akademia Medyczna
Oczki 3, 02-007 Warszawa
INTEGRONY
Integrony są elementami genetycznymi, nicą, że kaseta nie ma zdolnoS
ci autonomicznej
które zaobserwowano stosunkowo niedawno replikacji w komórce, a ramka odczytu znaj-
w genomach kilku różnych rodzajów bakterii dująca się w kasecie nie posiada promotora
Gram-ujemnych, są one związane z obecnoS
cią transkrypcji. Włączenie kasety do struktury in-
genów opornoS
ci na antybiotyki i S
rodki de- tegronu nadaje jej zdolnoS
ć replikacji i umożli-
zynfekcyjne. Od lat poS
więca się wiele uwagi wia ekspresję ramki odczytu, którą niesie kase-
zjawisku narastania lekoopornoS
ci u bakterii, ta. Mobilnym elementem integronu jest więc
ukazuje się wiele prac opisujących geny wa- kaseta genowa, a jednoczeS
nie wszystkich
runkujące to zjawisko. Zaobserwowano, że funkcji niezbędnych do jej ekspresji i utrzyma-
geny nadające komórkom opornoS
ć na różne nia się w komórce dostarcza integron. Kaseta
antybiotyki, zlokalizowane w plazmidach, w w formie kolistej, która nie zostanie włączona
obszarze transpozonów lub po prostu w chro- do struktury integronu, jest nieuchronnie gu-
mosomalnym DNA bakterii, posiadają w swo- biona w trakcie podziałów komórkowych. Nie-
im otoczeniu silnie homologiczną sekwencję. które opisane integrony mają zdolnoS
ć trans-
Analiza otoczenia genów opornoS
ci doprowa- pozycji, inne lokują się w obrębie transpozo-
dziła do odkrycia struktur, które w 1989 r. na- nów, wiele integronów znaleziono w plazmi-
zwano integronami. dach koniugacyjnych. Cechy te sprawiają, że
Integrony opisuje się jako elementy gene- integrony lokują się na skrzyżowaniu zjawisk
tyczne zdolne do włączania kaset genowych związanych z narastaniem lekoopornoS
ci
przez umiejscowioną rekombinację (ang. site- szczepów bakteryjnych i poziomym przekazy-
specific recombination). Włączeanie to umo- waniem genów (ang. horizontal gene transfer),
żliwia enzym integraza, kodowany w obrębie w obszarze podlegającym bardzo intensyw-
integronu. Bardzo szczególną strukturą jest ka- nym badaniom. Dane uzyskane w ostatnich la-
seta genowa. Jest to mobilny element integro- tach wskazują, że poziome przenoszenie mate-
nu, może ona istnieć jako forma liniowa, riału genetycznego ma ogromne znaczenie dla
włączona do struktury integronu, lub jako koli- ewolucji genomów bakteryjnych i nie ograni-
sta, kowalencyjnie zamknięta cząsteczka, wy- cza się do nabywania nowych genów oporno-
stępująca w cytoplazmie komórki. Ta struktura S
ci na antybiotyki.
przypomina nieco plazmid, z tą wszakże róż-
354 RENATA WOLINOWSKA i współaut.
STRUKTURA INTEGRONU
Integron jest stosunkowo niewielką struk- Integraza występuje także w strukturach zwa-
turą genetyczną. Podstawowe jego składowe nych superintegronami, które zostaną omó-
to gen intI, kodujący integrazę, sekwencja attI wione w dalszej częS
ci pracy.
(ang. attachment site), która wiąże integrazę i Integraza kodowana przez gen intI należy
jest miejscem włączania kaset genowych oraz do rodziny rekombinaz tyrozynowych. Rodzi-
promotor Pc, który umożliwia ekspresję ramek na ta grupuje ponad 100 białek, w tym dobrze
odczytu kodowanych przez kasety (Ryc. 1). poznaną i często opisywaną integrazę bakterio-
INTEGRON KLASY 1
5 CS REGION ZMIENNY 3 CS
Pc P
intI1 attI1 qac E sulI
Pint
INTEGRON KLASY 3
Pc
attI3 intI3
Pint
otwarta ramka
attC
odczytu
Ryc. 1. Struktura integronów klasy 1 i 3. Opis w tekS
cie.
Kierunki ekspresji genu intI i promotora Pc są faga . Sekwencje aminokwasowe integraz ko-
odwrotne. Opisaną wyżej strukturę okreS
la się dowanych przez integrony różnych klas wyka-
jako 5 CS (ang. 5 conserved segment)  kon- zują identycznoS
ć sekwencji od 45 do 59%, a
serwowany segment końca 5 , jest to obszar podobieństwo sekwencji 46 72%. W obrębie
niezbędny i wystarczający dla aktywnoS
ci inte- poszczególnych klas integrazy są identyczne
gronu. Kolejne kasety włączane są w miejsce lub prawie identyczne. Dla klasy 1, gdzie anali-
attI tuż za genem intI. Opisano w literaturze zie poddano wiele genów, identycznoS
ć se-
wiele integronów, są to struktury bardzo zróż- kwencji wynosi 99% (HALL i współaut. 1999).
nicowane, gdyż w przyrodzie funkcjonuje wie- Geny kodowane przez integrazy poszczegól-
le kaset genowych, które mogą być włączane nych klas oznacza się jako intI z numerem gru-
do integronów w dowolnej kolejnoS
ci. Często py (intI1, intI2, itd.). AktywnoS
ć integraz pole-
opisuje się integrony niosące kilka kaset geno- ga na rekombinacji umiejscowionej między
wych, istnieją także tzw. integrony zerowe, nie miejscem integracji, zlokalizowanym w inte-
zawierające kaset. Największy opisany inte- gronie  attI i obszarem oznaczonym jako
gron zawierał w regionie zmiennym 9 kaset 59-be (ang. 59-base element)  element pięć-
(NAAS i współaut. 2001). Stabilnym elementem dziesięciodziewięciozasadowy, występującym
integronu jest gen intI, kodujący integrazę. Ro- w kasecie genowej (Ryc. 2).
dzaj integrazy decyduje o tym, do jakiej klasy Miejsca attI, występujące w strukturze inte-
zalicza się dany integron. Trudno podać aktu- gronów poszczególnych klas, różnią się od sie-
alną liczbę klas integronów, gdyż zmienia się bie. Oznacza się je jako attI z numerem klasy
ona szybko wraz z napływem nowych danych. (attI1, attI2, itd.). Poniżej opisany zostanie attI1,
Dobrze scharakteryzowano integrazy należące jako najlepiej scharakteryzowany. Kaseta geno-
do trzech klas. Lwią częS
ć opisanych dotych- wa jest precyzyjnie włączana międzyGi TTele-
czas integronów zalicza się do klasy pierwszej. mentu GTTRRRY (R oznacza resztę pirymidy-
Integrony tej klasy są najlepiej zbadane, częS
ć nową, Y oznacza resztę purynową) (Ryc. 2 i 3).
autorów ma skłonnoS
ć do zawężania pojęcia Sekwencja GTTRRRY jest jedynym S
ladem ho-
integronu do integronów tej klasy. Opisano kil- mologii między attI i 59-be, dwiema sekwen-
ka integronów klasy 2, jeden integron klasy 3. cjami wykorzystywanymi przez integrazę w
Integrony 355
59-be
cyrkularna kaseta
genowa
GTTRRRY
attI1
gttrrry
59-be
intI1 attI1 3 CS
integron bez kasety
59-be
integraza
(IntI1)
attI1
gTTRRRY Gttrrry
59-be
intI1 attI1 3 CS
integron z kasetą
Ryc. 2. Schemat integracji kasety genowej do miejsca attI1 integronu.
Sekwencja GTTRRRY jest miejscem włączenia kasety, duże lub małe litery oznaczają pochodzenie sekwencji od-
powiednio z kasety genowej lub obszaru attI1 integronu. 3 CS oznacza element stały występujący w integronach
klasy 1.
59-be w obrębie kolistej kasety genowej
1L 2L 2R 1R
5pz 17-111pz 6pz
RYYYAAC X A T G TTRRRY
LH RH
59-be/attC
1L 2L 2R 1R
17-111pz
G ttrrry
attI1
obszar wiązania miejsce proste
12 3 4
G TTRRRY
około 60 pz
2R 1R
G TTRRRY
59-be/attC w formie
struktury szpilki do włosów
2L 1L
Ryc. 3. Struktura elementu 59-be, 59-be/attC i attI1.
Na rysunku zaznaczono zasady konserwowane w obrębie miejsc wiązania integrazy, X oznacza dodatkową zasa-
dę obecną w 2L. Strzałka w obrębie sekwencji GTTRRRY oznacza miejsce łączenia sekwencji integronu z
cząsteczką kasety genowej.
356 RENATA WOLINOWSKA i współaut.
trakcie włączania lub wycinania kasety. Miej- szar ten funkcjonuje jako wzmacniacz (ang. en-
sce proste (ang. simple site), do którego wiąże hancer) procesu wiązania integrazy. W obrę-
się integraza, składa się z dwóch odcinków o bie miejsc wiążących integrazę stwierdza się
długoS
ci 7 pz (par zasad), stanowiących odwró- obecnoS
ć sekwencji GTT, tak jak w obszarze in-
cone powtórzenia (Ryc. 3). W obrębie prawej tegracji kasety. Sekwencje wiążące integrazę
sekwencji zachodzi włączanie kasety. Oprócz mają charakter krótkich sekwencji powtórzo-
miejsca prostego istnieją jeszcze dwie sekwen- nych i prawie nigdy nie są idealnymi powtórze-
cje o długoS
ci 7 pz wiążące integrazę, pierwsze niami. Cały fragment ma wielkoS
ć ok. 60 pz,
okreS
la się jako  mocne , drugie jako  słabe choć opisano także formy mniejsze, o wielko-
(na Ryc. 3 oznaczone odpowiednio 1 i 2). Ob- S
ci ok. 35 pz.
KASETY GENOWE
Kasety genowe należą do najmniejszych lacji) jest odległy zaledwie o 7 pz od struktury
znanych ruchomych elementów genetycz- 59-be. Kodon terminacyjny (oznaczający ko-
nych. Ich wielkoS
ć waha się od 400 pz do 1 kpz niec ramki odczytu) leży zwykle bardzo blisko
(tysiąc par zasad). Mają bardzo zwartą budowę, lub nawet wewnątrz elementu 59-be. Ekspresja
składają się z otwartej ramki odczytu i obszaru białka kodowanego przez kasetę zależy więc
oznaczonego jako 59-be, który stanowi miejsce od zewnętrznego promotora. Jeżeli integracja
rekombinacji ze strukturą attI integronu. Kase- kasety nastąpi do integronu, to promotorem
ty są unikalną ruchomą strukturą genetyczną, tym jest Pc, leżący w obrębie genu integrazy. Z
która nie koduje enzymów zaangażowanych w tego powodu istotny jest kierunek integracji
integrację kasety do DNA bakterii ani enzy- kasety. Tylko w jednej, prawidłowej orientacji
mów aktywnych przy wycinaniu kaset. Ich in- może dojS
ć do ekspresji genu kodowanego w
tegracja jest zależna od tego, czy w komórce obrębie kasety. W nielicznych przypadkach ka-
bakteryjnej znajduje się aktywny gen integrazy. sety zawierają własne sygnały translacyjne i
Kasety genowe występują w formie liniowej, transkrypcyjne. Takim wyjątkiem jest gen
jako element integronu, ale można też wykazać cmlA, kodujący gen opornoS
ci na chloramfeni-
ich istnienie w cytoplazmie komórki jako ko- kol. Stwierdza się tutaj obecnoS
ć zarówno pro-
walencyjnie zamkniętej struktury kolistej. motora, jak i sekwencji zaangażowanej w ate-
Struktury te są formą tymczasową istnienia ka- nuację (przedwczesną terminację transkryp-
set, gdyż nie mają zdolnoS
ci autonomicznej re- cji), która jest zależna od obecnoS
ci chloramfe-
plikacji (RECCHIA i HALL 1995). nikolu.
W zbadanych dotąd integronach wykryto Nazwa element 59-be fragmentu kasety ge-
ponad 70 różnych kaset genowych. Kodują nowej, odpowiedzialnego za wiązanie integra-
one białka nadające bakteriom opornoS
ć na an- zy i włączanie w strukturę integronu, opisuje
tybiotyki wszystkich podstawowych grup: �-la- wielkoS
ć tego obszaru, zaobserwowaną w
ktamy, aminoglikozydy, makrolidy, trimeto- pierwszych analizowanych kasetach. Opisane
prim, rifampicynę i chloramfenikol oraz do tej pory struktury 59-be mają długoS
ć od 57
czwartorzędowe związki amoniowe. Szczegól- pz do 141 pz i charakteryzują się ogromną róż-
nie często stwierdza się obecnoS
ć kaset ko- norodnoS
cią sekwencji. Elementy wspólne dla
dujących opornoS
ć na aminoglikozydy i trime- tej struktury to dwa regiony o wielkoS
ci 25-30
toprim. W obrębie kaset stwierdzono kilka- pz, zlokalizowane na dwóch końcach 59-be,
krotnie obecnoS
ć ramek odczytu o nie ustalo- oznaczane jako RH i LH (ang. right hand, left
nej funkcji. hand). Każdy z nich stanowi tzw. simple site,
Uważa się, że elementem kasety może być wiążące integrazę i zawiera dwie sekwencje o
każda ramka odczytu. Kasety na ogół zawierają długoS
ci 7 pz, stanowiące odwrócone powtó-
jedną ramkę odczytu, choć w nielicznych przy- rzone sekwencje drugiego elementu (Ryc. 3).
padkach stwierdzono obecnoS
ć dwóch ramek. Pomiędzy powtórzonymi sekwencjami, stano-
Zwykle jedna z nich koduje gen opornoS
ci na wiącymi miejsca proste, znajduje się odcinek
antybiotyk, a druga jest genem o nieznanej DNA o długoS
ci 5 pz dla LH i 5 lub 6 pz dla RH.
funkcji. Kasety mają zwykle bardzo zwartą bu- Odcinek oddzielający miejsca proste może
dowę. Są takie, w których kodon inicjacyjny mieć długoS
ć od 17 do 111 pz, to różnice jego
ATG (od którego rozpoczyna się proces trans- wielkoS
ci stanowią o zróżnicowaniu długoS
ci
Integrony 357
całego elementu 59-be. Obszar ten złożony jest zgubieniem. Jednak ekspresja genu kodowane-
z dwóch sekwencji stanowiących długie, od- go w kasecie może zajS
ć tylko wtedy, gdy w po-
wrócone, niedoskonałe powtórzenie (nie zo- bliżu znajdzie się aktywny promotor. Kaseta
stały one zaznaczone na Ryc. 3). Consensus se- taka nie może zostać wycięta z miejsca inkor-
kwencji w obrębie 59-be dla opisanych dotąd poracji, więc  wypada z puli kaset aktywnych
kaset genowych jest niewielki. Nieliczne zasa- w procesie integracji.
dy, które zawsze występują w obrębie 59-be, Rekombinazy z rodziny rekombinaz tyrozy-
zaznaczono na Ryc. 3. Wspólny i stały jest nato- nowych wymagają do swej aktywnoS
ci S
ciS
le
miast schemat budowy tego elementu, pole- okreS
lonej sekwencji nukleotydowej w DNA,
gający na istnieniu trzech par odwróconych se- który ma być włączany, i w miejscu docelo-
kwencji powtórzonych. Analiza licznych se- wym. Często przywoływanym przykładem ta-
kwencji 59-be wskazuje, że nacisk selekcyjny kiego procesu jest włączanie bakteriofaga  do
jest położony na utrzymanie dostatecznego genomu bakterii, co prowadzi do uzyskania
stopnia komplementarnoS
ci pomiędzy powtó- formy uS
pionej, zwanej profagiem. Włączanie
rzeniami, a nie na zachowanie okreS
lonej se- DNA fagowego wymaga istnienia tej samej, 15-
kwencji. Najwyższy stopień komplementarno- nukleotydowej sekwencji w DNA faga i bakte-
S
ci posiadają elementy 1L i 1R, mniejszy 2L i 2R, rii. Integraza IntI, kodowana przez integrony,
komplementarnoS
ć odwróconych powtórzeń, jest bardzo nietypową rekombinazą tyrozy-
położonych między LH i RH, jest najmniejsza. nową. Prowadzi rekombinację w miejscu o
Integraza przeprowadza proces włączania specyficznej sekwencji zasad, ale jest w stanie
kasety genowej do integronu przez połączenie rozpoznać wiele takich sekwencji. Szczególnie
sekwencji GTTRRRY obszaru attI i analogicznej wyrax
nie widać to w przypadku obszaru 59-be.
sekwencji elementu 59-be. W efekcie kolista ka- Jak wspomniano wczeS
niej, sekwencje nukle-
seta, występująca jako cząsteczka bytująca w cy- otydowe tego odcinka są bardzo zróżnicowa-
toplazmie, przechodzi w formę liniową (Ryc. 2). ne, a tak zwany consensus, czyli zasady, które
Sekwencja miejsca attI integronu, który włączył są zawsze obecne w miejscu włączania, to zale-
kasetę, zmienia się, gdyż 6 ostatnich zasad po- dwie kilka nukleotydów. Integraza może
chodzi z włączonej kasety. Sekwencja szeS
ciu sprawnie działać, jeżeli 59-be tworzy okreS
lony
zasad z 3 końca attI staje się końcowym obsza- układ odwróconych powtórzeń. Bardzo nie-
rem elementu 59-be po integracji. Włączenie wielkie jest też podobieństwo sekwencji mię-
kolejnej kasety sprawia, że proces się powtarza, dzy obszarem attI integronu i elementem
sekwencja attI jest ponownie nieco zmieniona. 59-be kasety. Nietypowa dla rekombinaz tyro-
Między dwoma włączonymi kasetami powstaje zynowych jest także ogólna struktura 59-be, za-
sekwencja oznaczana attC, będąca hybrydą mię- wierająca dwa miejsca proste zamiast jednego.
dzy elementami 59-be pierwszej i drugiej kase- Opublikowane dotychczas badania wskazują,
ty. Należy zwrócić uwagę, że w tym procesie nie że integraza IntI sama przeprowadza zarówno
dochodzi do duplikacji żadnego odcinka zaan- proces integracji, jak i wycinania bez udziału
gażowanego w proces integracji. Nie powstają innych enzymów. To także jest nietypowe,
typowe dla procesu transpozycji proste powtó- gdyż zwykle oprócz integrazy niezbędne są
rzenia. białka wspomagające, a proces wycinania pro-
Integraza w sposób preferencyjny włącza wadzi inny enzym. W przypadku faga  jest to
nową kasetę w miejsce attI. Możliwa jest jed- produkt genu xis, nazywany  ekscisionazą (od
nak także rekombinacja między dwoma ele- ang. excision  wycinanie).
mentami attC, a także między miejscami attI Transkrypcja otwartych ramek odczytu,
różnych integronów. Proces wycinania kaset, niesionych przez kasety, zachodzi z promoto-
usuwania ich z integronu, zachodzi z udziałem ra Pc. Pc ma charakter bardzo uniwersalnego
sekwencji attI i attC lub dwóch sekwencji attC. promotora, który może funkcjonować w ko-
Z niewielką częstoS
cią dochodzi do włączania mórkach bakterii wielu gatunków. Poszcze-
przez integrazę kasety genowej do DNA poza gólne integrony różnią się nieco sekwencją
integronem. Zachodzi to zwykle w miejscu o Pc, co skutkuje różną jego aktywnoS
cią. W
sekwencji GATT, między A i T. Funkcja tego przypadku niektórych integronów, zwłaszcza
procesu nie jest jasna. Kaseta może znalex
ć się tych o słabym promotorze Pc, stwierdza się
w wielu miejscach w genomie bakterii, gdyż obecnoS
ć dodatkowego, często silniejszego
krótka sekwencja GATT występuje wiele razy, promotora. Poziom ekspresji genu kodowane-
kaseta jest w ten sposób zabezpieczona przed go przez kasetę bardzo silnie zależy od jej po-
358 RENATA WOLINOWSKA i współaut.
zycji w regionie zmiennym integronu. Tran- nej retronem, którego elementem jest gen ko-
skrypcja zaczyna się od promotora Pc, a dujący odwrotną transkryptazę (DZIADEK i
długoS
ć powstających transkryptów jest róż- współaut. 1997). Opisano także przypadek
na. Stąd też najsilniejszej ekspresji podlega genu maturazy o aktywnoS
ci odwrotnej tran-
gen zajmujący pierwsze miejsce w regionie skryptazy, występującej w obrębie integronu
zmiennym. Przypuszcza się, że elementy (CENTRÓN i ROY 2002).
59-be, ze względu na swoją budowę tzw. szpil- Sekwencja 59-be mogłaby powstawać ra-
ki do włosów, mogą funkcjonować jako termi- zem z ramką odczytu, jako cDNA lub zostać
natory transkrypcji. W przypadku istnienia sil- póx
niej dodana do kasety. Jako struktury, od
nej presji antybiotycznej obserwowano reara- których mógłby się wywodzić 59-be, proponu-
nżacje w obrębie integronu, prowadzące do je się takie elementy genomu bakterii, które
przeniesienia potrzebnej kasety genowej na posiadają strukturę szpilki do włosów, a więc
miejsce tuż za promotorem Pc lub delecję czę- rho-niezależne sygnały terminacji transkrypcji
S
ci sekwencji z obszaru między promotorem a lub sekwencje repetytywne, takie jak REP i
genem niezbędnym bakterii do przetrwania ERIC (RECCHIA i HALL 1995). Elementy 59-be
(COLLIS i HALL 1995). Nieliczne kasety geno- wykazują ogromną różnorodnoS
ć. Wielokrot-
we niosą własne promotory. W przypadku in- nie opisywano identyczne lub prawie iden-
tegronu in53, zawierającego aż 9 ramek od- tyczne ramki odczytu, którym towarzyszą bar-
czytu, stwierdzono, że dwie z nich, położone dzo mało homologiczne sekwencje 59-be, co
w obszarze 3 częS
ci zmiennej, mają własne se- można interpretować jako przesłankę wska-
kwencje promotorowe. Jedną z tych ramek zującą na możliwoS
ć dodawania elementu
jest opisany wczeS
niej gen cmlA (NAAS i 59-be do ramki odczytu. W obrębie największe-
współaut. 2001). go opisanego dotąd integronu, niosącego 9 ra-
Pochodzenie kaset genowych pozostaje in- mek w obszarze zmiennym, znaleziono dwie:
trygującą zagadką. Ich zwarta budowa i brak sy- qac1 (nadającą opornoS
ć na czwartorzędowe
gnałów regulacyjnych nasuwa myS
l, że mogły sole amoniowe) i aacA6 (opornoS
ć na strepto-
powstać na drodze odwrotnej transkrypcji z mycynę) o identycznych elementach 59-be.
mRNA genów opornoS
ci (RECCHIA i HALL Być może S
wiadczy to o istnieniu wymiany
1997). W komórkach Enterobacteriaceae całych elementów 59-be pomiędzy kasetami
stwierdza się niekiedy obecnoS
ć struktury zwa- (NAAS i współaut. 2001).
INTEGRONY KLAS 1-3
Integronom klasy 1 poS
więcono bardzo tegronów klasy 1. Integron nie niosący żad-
wiele badań. Dane opisane powyżej w całoS
ci nych kaset, złożony tylko z częS
ci 5 CS i 3 CS
pochodzą z badań nad tą grupą integronów. Na okreS
la się jako integron zerowy  int0. Obec-
podstawie ograniczonej iloS
ci danych dostęp- noS
ć takich struktur stwierdza się w szczepach
nych na temat integronów klasy 2 i 3 wydaje klinicznych, a szczególnie często pojawiają się
się, że ich właS
ciwoS
ci są takie same lub zbliż- w szczepach izolowanych ze S
rodowiska. Re-
one. Integrony klasy 1, oprócz sekwencji stałej gion 3 CS opisuje się jako element stały, gdyż
na końcu 5 , mają także sekwencję konserwo- znajdowany jest często w integronach klasy 1,
waną na końcu 3 , oznaczaną 3 CS (ang. 3 con- nie jest jednak niezbędny do funkcjonowania
served segment). Znajdują się tam geny integronu. Opisano szereg przykładów inte-
qacE 1 i sul1: sul1 jest genem opornoS
ci na gronów klasy 1. pozbawionych całego regionu
sulfonamidy, gen qacE 1 jest pochodną genu 3 CS lub jego częS
ci (BROWN i współaut. 1996).
qacE1, który nadaje komórce opornoS
ć na Integrony związane są z mobilnymi ele-
czwartorzędowe sole amoniowe oraz bromek mentami genomu, tzn. mają zdolnoS
ć prze-
etydyny. Kasety niosące w pełni funkcjonalny mieszczania się w DNA gospodarza. Integron
gen qacE1 są znajdowane niekiedy w integro- oznaczony jako Tn402 (lub Tn5090) jest jedy-
nach. W genie qacE 1 stwierdza się niewielką nym opisanym przypadkiem integronu, który,
delecję (stąd litera w nazwie genu), gen ten oprócz elementów stałych dla integronów kla-
nadaje komórce nieznaczną opornoS
ć, mimo sy 1 zawiera geny niezbędne do transpozycji
że posiada własny promotor. Geny qacE 1 i (tniA, B, Q, R) (Ryc. 4). Struktura ta, będąca
sul1 są niemobilne i stanowią stały element in- zdolnym do transpozycji integronem, jest
Integrony 359
oznaczona Tn, tak jak oznacza się transpozony współaut. 1996). Struktura opisywanych inte-
(BROWN i współaut. 1996). Tn402 jest trans- gronów często wskazuje, że są one uszkadza-
pozonem, przenoszącym się z użyciem mecha- ne przez sekwencje insercyjne. ZależnoS
ć
nizmu replikacyjnego. Oznacza to, że w efek- między integronami a sekwencjami insercyj-
cie transpozycji powstają dwie kopie Tn402, nymi IS może być jednak inna, jak pokazano
jedna w miejscu wyjS
ciowym, druga w no- na Ryc. 4. Sekwencje IS26 i integron tworzą
wym locus. Jest to transpozon bardzo ruchli- strukturę o charakterze transpozonu złożone-
wy, wymagający bardzo niewielkiej homolo- go Tn2000. Enzym kodowany przez IS nadaje
gii sekwencji do transpozycji. W analizowa- strukturze możliwoS
ć ruchu, a integron niesie
nych szczepach rzadko znajduje się Tn402, geny opornoS
ci na antybiotyki oraz dostarcza
dużo częS
ciej integrony, które są pochodnymi zdolnoS
ci wychwytywania nowych kaset
Tn402. Na ogół oprócz częS
ci integronowych (NAAS i współaut. 2001).
zawierają one sekwencje IR (ang. inverted re- W przypadku niezdolnych do ruchu po-
peat) i częS
ć genów tni. Powodem utraty czę- chodnych Tn402 możliwa jest jeszcze inna stra-
S
ci sekwencji jest często aktywnoS
ć sekwencji tegia. Integrony takie inkorporują do czynnego
insercyjnych IS, które włączają się w obrębie transpozonu, jak w przypadku transpozonu
integronu, a następnie powodują delecje lub Tn21 (Ryc. 4). Integron ma budowę typową dla
Tn 402
IRi IRt
res
tniR
intI1 tniQ tniB tniA
5 CS RZ 3 CS
Tn 21
IRi IR IR IR IR IRt IRmer
res
tnpA tnpR tnpM
intI1 IS 1326 IS 1353 tniB 1 tniA
IRtnp
5 CS RZ 3 CS operon
mer
Tn 2000
IR IR IR IR
IS 26 intI1 IS 26
RZ 3 CS
(Region Zmienny)
Ryc. 4. Struktura transpozonów Tn402, Tn21, Tn2000.
Zaciemniono elementy stanowiące integron. Geny tniR, tniQ, tniA i res stanowią moduł transportowy Tn402.
tnpA, tnpR, tnpM, res kodują geny transpozycji Tn21, operon mer koduje opornoS
ć na jony miedzi. IS1326, IS353,
IS26 oznaczają sekwencje insercyjne.
rearanżacje jego struktury. Takie pochodne defektywnych pochodnych Tn402, posiada na
integronu Tn402 wciąż mogą podlegać trans- końcach sekwencje IR, otoczone prostymi po-
pozycji, jeżeli in trans dostarczony zostanie wtórzonymi sekwencjami, co wskazuje, że zna-
komplet niezbędnych białek. W miejscu inte- lazł się w obrębie transpozonu przez transpozy-
gracji takiego elementu można znalex
ć krót- cję. Obecne w obszarze integronu sekwencje IS
kie (5-10 pz) proste powtórzenie sekwencji, są prawdopodobnie odpowiedzialne za utratę
do której został włączony, oznacza to, że ele- częS
ci modułu tni. Tn21 jest transpozonem
ment zmienił miejsce na drodze transpozycji. typu Tn3, innym niż transpozony złożone,
Pochodne Tn402, jako niezdolne do ruchu, wspomniane powyżej. Posiada geny transpozy-
nie są klasyfikowane jako transpozony, ale cji, kodujące transpozazę (TnpA), białko odpo-
jako integrony, i oznaczane In (BROWN i wiedzialne za integrację Tn21 do nowego miej-
360 RENATA WOLINOWSKA i współaut.
sca i kilka białek wspomagających. Tn21 prze- Opisano dotychczas tylko jeden integron
nosi się stosując mechanizm replikacyjny, ma klasy 3, wyizolowany ze szczepu Serratia mar-
niewielkie wymagania co do sekwencji miejsca, cescens. Integron ten zawiera wszystkie ele-
w obrębie którego integruje (LIEBERT i menty obszaru 5 CS integronów klasy 1, z tym,
współaut. 1999). Transpozony z grupy Tn21 są że kierunek ułożenia elementów jest odwróco-
bardzo szeroko rozpowszechnione na całym ny (Ryc. 1). Kasety znajdujące się w tym inte-
S
wiecie, niosą bardzo różne geny opornoS
ci, za- gronie to blaIMP-1  kodująca �-laktamazę
równo na antybiotyki, sole metali ciężkich i rozkładającą karbopenemy i aacA4 nadająca
S
rodki dezynfekcyjne. Transpozony te są komórce opornoS
ć na aminoglikozydy. Obie
związane z dużymi plazmidami koniugacyjnymi kasety opisano wczeS
niej dla integronów klasy
o szerokim spektrum gospodarza. Opisany tutaj 1. WłaS
ciwoS
ci IntI3 co do włączania i wycina-
Tn21 został pierwotnie znaleziony w plazmi- nia kaset są analogicznie do opisanych dla IntI2.
dzie NR1, wyizolowanym w latach pięćdzie- Integrazy IntI2 i IntI3 wykazują 59% identycz-
siątych ze szczepów Shigella flexneri. NR1 za- noS
ci sekwencji aminokwasowej, ale wydaje
wiera w swojej strukturze jeszcze jeden trans- się, że każda z nich rozpoznaje tylko własną se-
pozon Tn10, jest to transpozon złożony, niosący kwencję attI (COLLIS i współaut. 2002). Na
gen opornoS
ci na tetracyklinę. podstawie niepełnych danych, dotyczących se-
Znane są cztery integrony klasy 2. Ich struk- kwencji otaczających opisany integron, można
tura jest analogiczna do obszaru 5 CS integro- sądzić, że on także jest częS
cią elementu trans-
nów klasy 1 i składa się z genu intI2, promotora pozonowego.
PinA1 i attI2. Żaden z tych elementów nie wy- Integrony wielokrotnie izolowano ze szcze-
kazuje silnej homologii z odpowiednimi struk- pów Escherichia coli, Klebsiella, Serratia, Sal-
turami integronów klasy 1, niemniej jednak po- monella, Pseudomonas, Acinetobacter. CzęS
ć
dobieństwo ogólnej struktury jest zachowane. integronów sama ma zdolnoS
ć ruchu, bardzo
IdentycznoS
ć sekwencji aminokwasowej IntI1 często lokują się one w plazmidach koniugacyj-
i IntI2 wynosi tylko 46%. Sekwencjonowanie nych o szerokim spektrum gospodarza, a po-
wykazało, że w połowie ramki odczytu, ko- nadto występują we wszędobylskich transpo-
dującej integrazę IntI2, znajduje się mutacja zonach, toteż nie dziwi fakt, że można je znale-
punktowa powodująca powstanie kodonu x
ć w szczepach bardzo różnych gatunków
stop, co oznacza przedwczesne zakończenie pałeczek Gram-ujemnych. Integrony klasy 1
translacji (HANSSON i współaut. 2002). Znacze- znaleziono także w szczepach Vibrio cholerae,
nie tego zjawiska nie jest znane. Być może w izolowanych w różnych krajach, od Włoch aż
naturze istnieją integrony klasy 2 z funkcjo- po Tajlandię i Wietnam. W tym także przypad-
nalną ramką odczytu, możliwe jest także, że in- ku integrony są zlokalizowane w plazmidach
tegrony tego typu funkcjonują w naturze w koniugacyjnych. Wysokolekooporny szczep V.
szczepach zdolnych do supresji mutacji non- cholerae, niosący integron w wielkim plazmi-
sense lub że białko o niepełnej długoS
ci pełni dzie (150 kpz) spowodował w latach
jakieS
funkcje regulacyjne. Integraza IntI1, 1996 1997 grox
ną epidemię na terenie Gwi-
mimo znacznych różnic w budowie, rozpozna- nei Bissau; o ruchliwoS
ci integronów może
je sekwencję attI2. Za pomocą manipulacji ge- S
wiadczyć fakt, że identyczny integron znale-
netycznych przekształcono kodon stop w se- ziono w szczepach Shigella izolowanych w
kwencji intI2 w trójkę kodującą kwas glutami- szpitalu geriatrycznym w Finlandii. Integron
nowy. Uzyskane w ten sposób białko miało był zlokalizowany w transpozonie Tn21, nie-
właS
ciwoS
ci zbliżone do IntI1. W genomie Aci- sionym przez inny plazmid (DALSGAARD i
netobacter baumannii znaleziono integron współaut. 2000).
klasy 2 jako fuzję z obszarem 3 CS klasy 1 (PLOY Opisany został przypadek znalezienia kom-
i współaut. 2000). Integrony klasy 2. znajdują pletnego integronu klasy 1 na plazmidzie Cory-
się w strukturze transpozonu Tn7. Tn7 wyko- nebacterium glutamicum. Integron wykazuje
rzystuje nie replikacyjny mechanizm transpo- bardzo wysoką homologię z integronem wcze-
zycji, jest często obserwowany w plazmidach S
niej opisanym u Pseudomonas aeruginosa.
koniugacyjnych. Kasety, których obecnoS
ć Jest to jeden z poS
rednich dowodów na istnie-
stwierdzono w transpozonie Tn7 i transpozo- nie w S
rodowisku transferu genów między
nach pokrewnych, to te same, które wczeS
niej bakteriami Gram-ujemnymi i Gram-dodatnimi.
znajdowano w integronach klasy 1 (HANSSON i WczeS
niej donoszono o stwierdzeniu obecno-
współaut. 2002). S
ci fragmentu genu integrazy klasy 1 w trans-
Integrony 361
pozonie Mycobacterium smegmatis i niewiel- Trzy nowe klasy integraz opisano anali-
kiej sekwencji homologicznej do Tn21 w geno- zując próbki ziemi i wody pobrane w Austra-
mie Rhodococcus erythropolis (NE`
VERA i lii. Dane uzyskane przy użyciu metody PCR
współaut. 1998). wskazują, że nie zidentyfikowane jeszcze bak-
Podawana w literaturze częstoS
ć występo- terie niosą integrony. Stosując primery kom-
wania integronów w szczepach bakterii plementarne do regionu attC wyizolowano
Gram-ujemnych jest bardzo zróżnicowana i liczne kasety genowe (NIELD i współut. 2001).
jest to związane z tym, jakiego rodzaju kolek- Na tym etapie badań trudno powiedzieć, czy
cję szczepów poddaje się analizie. Bardzo wy- mamy tu do czynienia z integronami, czy su-
soką częstoS
ć (80%) zanotowano dla klinicz- perintegronami. Na uwagę zasługuje jednak
nych szczepów Acinetobacter baumannii fakt, że próbki ziemi były pobierane z dala od
(PLOY i współaut. 2000). Ogólnie rzecz biorąc siedzib ludzkich, w rezerwatach przyrody, ko-
częstoS
ci są wysokie dla szczepów klinicz- palni srebra i gorących x
ródłach. Dane te po-
nych, zwłaszcza izolowanych w specjalistycz- kazują jednoznacznie, że integrony są natural-
nych szpitalach i na oddziałach intensywnej nym składnikiem genomu bakterii, natomiast
terapii (30 40%). Integrony stosunkowo zawartoS
ć regionów zmiennych, rodzaj kaset
łatwo znalex
ć w szczepach izolowanych ze S
ro- genowych, jakie tam występują, ma związek z
dowiska, choć tutaj częstoS
ci są wielokrotnie selekcją szczepów opornych na antybiotyki,
niższe, a znaczna częS
ć integronów to  puste do jakiej dochodzi na skutek działalnoS
ci
integrony zerowe. człowieka.
SUPERINTEGRONY
W genomie Vibrio cholerae, na jego mniej- towarzyszący kasetom, nazywany tutaj VCR
szym chromosomie, stwierdzono obecnoS
ć (ang. Vibrio cholerae repeat), ma strukturę
struktury o wielkoS
ci 120 kpz, niosącej 214 analogiczną do attC klasycznych integronów.
otwartych ramek odczytu, którą nazwano su- Opisanie struktury VCR, wielokrotnie powtó-
perintegronem. Podstawowe elementy struk- rzonej sekwencji, która może stanowić do 10%
tury superintegronu są analogiczne do opisa- całego DNA V. cholerae, doprowadziło do od-
nych wczeS
niej dla klasycznych integronów: krycia superintegronu. Sekwencja VCR ma
integraza, miejsce attI i kasety genowe (Ryc. 5). wielkoS
ć 121-123 pz i jest silnie konserwowa-
ponad 100 kaset genowych
rpIT attI4
intI4
otwarta ramka
VCR
odczytu
Ryc. 5. Struktura superintegronu V. cholerae.
Gen rplT nie wchodzi w skład superintegronu, koduje rybosomalne białko L20. Pozostałe opisy w tekS
cie.
Integraza, początkowo opisana jako IntI4, na. Sekwencje obserwowane w poszczegól-
oznaczana teraz VchintIA, ma typową dla inte- nych kasetach genowych wykazują 74% homo-
graz wielkoS
ć 312 aminokwasów i około 50% logii. VCR wykazuje silną homologię (90%) do
identycznoS
ci sekwencji z integrazami IntI1, elementu 59-be kaset genowych integronów
IntI2 i IntI3. Z podobną jak one częstoS
cią klasy 1 niosących gen blaP3 (opornoS
ć na kar-
włącza i wycina kasety genowe. Element 59-be benicylinę) i dfr5 (jeden z genów opornoS
ci na
362 RENATA WOLINOWSKA i współaut.
trimetoprim). W opisanym superintegronie czas niewiele wiadomo o sposobie funkcjono-
można wyróżnić co najmniej 179 kaset geno- wania superintegronu. Opisane wyżej do-
wych. Ramki odczytu mają różne kierunki eks- S
wiadczenie wskazuje, że podobnie jak w przy-
presji, natomiast element VCR jest skierowany padku integronów klasycznych kasety są mo-
zawsze w tym samym kierunku. Zdecydowana bilne, a ich ekspresja zależy od pozycji w obrę-
większoS
ć kaset niesie ramki odczytu o niezna- bie struktury integronu. WS
ród kaset V. chole-
nej wczeS
niej sekwencji i nieznanej funkcji. rae, które zsekwencjonowano, nie ma żadnych
Nieliczne kasety kodują toksyny  toksynę genów opornoS
ci na antybiotyki. Stwierdza się
ciepłostałą, hemaglutyninę i lipazę, w superin- niekiedy obecnoS
ć ramek odczytu wyka-
tegronie Xanthomonas campestris znaleziono zujących pewną homologię do genów oporno-
geny systemu restrykcja-modyfikacja (ROWE- S
ci. Eksperyment opisany powyżej wskazuje,
MAGNUS i współaut. 1999). Kasety, podobnie że mogą one nadawać komórkom efektywną
jak w przypadku klasycznych integronów, nie opornoS
ć. ObecnoS
ć superintegronów stwier-
zawierają promotorów transkrypcji. Trudno dzono w genomach szczepów bakterii kilku ga-
sobie wyobrazić, aby tak wielka struktura gene- tunków będących patogenami ludzi i zwierząt
tyczna ulegała ekspresji z jednego promotora. (Vibrio, Pseudomonas), roS
lin (Xanthomo-
Niektóre kasety zawierają dodatkową ramkę nas) oraz niepatogennych bakterii S
rodowi-
odczytu, dla której nie obserwuje się translacji. skowych (Nitrosomonas, Shewanella). WTa-
Struktury takie stwierdzono także w kasetach beli 1 przedstawiono dane o częS
ci superinte-
Tabela 1. Szczepy bakterii niosące superintegrony (wg ROWE-MAGNUSA i współaut. 2001)
Nazwa gatunkowa z oznaczeniem WielkoS
ć super- Nazwa genu Element 59-be
szczepu integronu (kpz) integrazy
Nazwa WielkoS
ć (pz)
Vibrio cholerae 569B 125 VchintIA VCR 121 123
Vibrio mimicus 101888T >100 VmiintIA VMiR 121 123
Vibrio metschnikovii A267 >100 VmeintIA VMeR 117 120
Vibrio parahaemolyticus 75.2T >100 VpaintIA VPR 119 120
Vibrio fischeri 103206T >100 VfiintIA VFR 119 120
Listonella pelagia 10276.2T >100 LpeintIA LPR 117 120
Shewanella oneidensis MR1 b.d. SonintIA b.d. b.d.
Shewanella putrefaciens 69.34 b.d. SpuintIB SPR 68 94
b.d. XCbR 53 54
Xanthomonas campestris pv. badrii XcaintIB
11672
Nitrosomonas europaea 103999
b.d. b.d. b.d.
NeuintIA
genowych klasycznych integronów. Możliwe gronów, zostały one zanalizowane w różnym
jest, że małe ramki odczytu są x
ródłem sekwen- stopniu, ale dostępne informacje są zbieżne z
cji promotorowej. Wykazano, że kasety geno- danymi opisanymi wyżej, które pochodzą z ba-
we superintegronu mogą być włączane do dań nad szczepem V. cholerae 569B. Integrazy
struktury integronu przez integrazę IntI1. wykazują zróżnicowany, ale na ogół duży sto-
Stworzono układ eksperymentalny, który po- pień identycznoS
ci sekwencji (VchintIA i
zwalał na przeniesienie, dzięki aktywnoS
ci VmiintIA  94%, VchintIA i VmeintIA  76%).
IntI1, przy użyciu plazmidu koniugacyjnego Elementy 59-be są bardzo konserwowane w
kasety genowej, kodującej opornoS
ć na chlo- obrębie gatunku (70 90%), a stopień homolo-
ramfenikol z superintegronu do komórki E. gii sekwencji między gatunkami, choć wysoki,
coli. Szczep V. cholerae, który niósł kasetę, był jest zróżnicowany, na ogół gatunki o podob-
wrażliwy na chloramfenikol, a ramka odczytu nych integrazach mają też silnie homologiczne
wykazywała 60% homologii sekwencji do zna- elementy 59-be (ROWE-MAGNUS i współaut.
nych genów opornoS
ci na ten antybiotyk. Po 2001). Porównując ramki odczytu znajdowane
ponownym wprowadzeniu kasety do V. chole- w superintegronach różnych gatunków nie
rae uzyskano szczep oporny na chloramfeni- znaleziono elementów wspólnych; wydaje się,
kol (ROWE-MAGNUS i współaut. 2002). Dotych- że każdy gatunek ma odrębny zestaw kaset.
Integrony 363
Analiza cech sekwencji nukleotydowej takich występujących w integronach klasycznych,
jak: stosunek par G-C do A-T, tzw. codon usage i może oznaczać, że pobierane były one z róż-
porównanie ich z cechami pozostałej częS
ci ge- nych x
ródeł. Znaleziono 12 kaset kodujących
nomu wskazuje, że geny integrazy i elementy geny opornoS
ci na antybiotyki, których ele-
59-be są stałym i starym składnikiem genomu, ment 59-be jest identyczny z odpowiednimi
natomiast znaczna częS
ć ramek odczytu została strukturami superintegronów. Można sobie
nabyta. Superintegrony okreS
la się niekiedy wyobrazić, że superintegrony ze swoim
jako integrony chromosomalne, jest to struktu- ogromnym zestawem kaset genowych, zawie-
ra stabilna, nie stwierdzono ich związku z ja- rającym geny w większoS
ci nie ulegające eks-
kimikolwiek elementami ruchomymi. presji, stanowią coS
w rodzaju ogromnego
Oprócz wielkich struktur, jakimi są super- składu, rezerwuaru genów. Istnienie mechani-
integrony i małych, ale bardzo zróżnicowa- zmu, pozwalającego na łatwe  żonglowanie
nych, jakimi są integrony klasyczne, opisano kasetami, sprawia, że system ten może stano-
strukturę poS
rednią. Została ona znaleziona w wić rodzaj warsztatu, pozwalającego bakterii
niepatogennym szczepie Pseudomonas alcali- modelować swój genom w odpowiedzi na
genes; okreS
lana jest jako superintegron. zmieniające się warunki S
rodowiska. System
Składa się on z 33 kaset genowych, ich ramki ten jest stary, stwierdza się jego obecnoS
ć u
odczytu są zorientowane w tym samym kierun- bakterii, których drogi ewolucyjne rozeszły się
ku, żadna nie jest genem opornoS
ci na antybio- 300 800 mln lat temu. WS
ród ramek odczytu,
tyki. Funkcja białek kodowanych na kasetach znajdowanych w superintegronach, te, które
nie jest znana, ale wydaje się, że połowa to mają homologię do genów opornoS
ci na anty-
białka związane z osłonami komórkowymi. Ele- biotyki, stanowią niewielką częS
ć. Stwierdza
ment 59-be, oznaczany tu PAR (ang. Pseudomo- się ich obecnoS
ć nawet w najstarszych izola-
nas alcaligenes repeat) jest bardzo konserwo- tach, jak na przykład szczep V. metschnikovii,
wany (90% homologii). WS
ród kaset znajdowa- pochodzący z 1888 r. Bakterie od dawna żyją w
nych w klasycznych integronach są takie, któ- sąsiedztwie grzybów, które wytwarzają sub-
rych element 59-be bardzo przypomina PAR stancje antybiotyczne, a stres antybiotyczny to
(VAISVILA i współaut. 2001). nie jedyny rodzaj zagrożenia, z jakim styka się
Wysunięto hipotezę, mówiącą, że klasyczne bakteria. Narzędzie, jakim jest integraza, w
integrony, występujące w komórkach bakterii połączeniu z dużym zestawem mobilnych ka-
Gram-ujemnych, powstały przez przeniesienie set, wydaje się bardzo przydatne do adaptacji
struktur superintegronu, czyli genu integrazy, do różnych zmian S
rodowiska. Fakt, że integro-
promotora obsługującego kasety i sekwencji ny klasyczne niosą głównie geny opornoS
ci na
attI do bakterii z rodzin Enterobacteriaceae i antybiotyki, jest pewnie pochodną rozwoju
Pseudomonadaceae. Analiza sekwencji po- przemysłu farmaceutycznego i szerokiego, nie
zwala na zgrupowanie genu integrazy intI2 z zawsze racjonalnego stosowania antybioty-
genem integrazy Shewanella, a genów intI1 i ków. Selekcjonuje to te szczepy, które zdobyły
intI3 z genem integrazy Xanthomonas stosowny gen i zdołały przetrwać. Dodatkowo
(ROWE-MAGNUS i współaut. 2001). Można by to narastająca lekoopornoS
ć szczepów klinicz-
interpretować jako wskazówkę mówiącą o nych sprawia, że szczególnie dużo uwagi po-
wielokrotnym przeniesieniu systemu integro- S
więca się elementom genetycznym związa-
nowego z superintegronu do innych bakterii. nym z tym zjawiskiem.
Bardzo silne zróżnicowanie kaset genowych,
INTEGRONS
S u mma r y
Accumulation of antibiotic resistance among tem that recognizes and captures mobile gene cas-
pathogenic bacteria has called attention to horizontal settes. More than 70 different antibiotic resistance
gene transfer that involves plasmids and transpozons. genes covering most classes of antimicrobials pres-
Integrons, usually placed on mobile genome ele- ently in use have been detected in gene cassettes.
ments, are very deeply engaged in the process of ori- Integrons are frequently found in clinical and envi-
gin of multiple-drug-resistant strains. Integrons are ronmental strains of gram-negative rods. The discov-
genetic elements that contain determinants of the ery of super-integrons, i.e. genetic structures gather-
components of the site-specific recombination sys- ing gene cassettes in a huge number, led to the con-
364 RENATA WOLINOWSKA i współaut.
ception of genome cassettes capture as an element of cation in response to changing environmental condi-
a broader phenomenon of bacterial genome modifi- tions.
LITERATURA
BROWN H. J., STOKES H. W., HALL R. M., 1996. The inte- and composite transposon-located integron of
grons In0, In2, and In5 are defective transposon Escherichia coli which carries an unusual array
derivatives. J. Bacteriol. 178, 4429 4437. of gene cassettes. J. Bacteriol. 183, 235 249.
CENTRÓN D., ROY P. H., 2002. Presence of a group II in- NE`
VERA J., HOCHMANNOV�J., P�TEK M., 1998. An inte-
tron in a multiresistant Serratia marcescens gron of class 1 is present on the plasmid pCG4
strain that harbors three integrons and a novel from Gram-positive bacterium Corynebacterium
gene fusion. Antimicrob. Agents Chemother. 46, glutamicum. FEMS Microbiol. Lett. 169, 391 395.
1402 1409. NIELD B. S., HOLMES A. J., GILLINGS M. R., RECCHIA G. D.,
COLLIS C. M., HALL R. M., 1995. Expression of antibiotic MABBUTT B. C., NEVALAINEN K. M. H., STOKES H. W.,
resistance genes in the integrated cassettes of inte- 2001. Recovery of new integron classes form envi-
grons. Antimicrob. Agents Chemother. 39, ronmental DNA. FEMS Microbiol. Lett. 195,
155 162. 59 65.
COLLIS C. M., KIM M.-J., PARTRIDGE S. R., STOKES H. W., PLOY M.-C., DENIS F., COURVALIN P., LAMBERT T., 2000.
HALL R. M., 2002. Characterization of the class 3 Molecular characterization of integrons in Acine-
integron and the site-specific recombination sys- tobacter baumannii: description of a hybrid class
tem it determines. J. Bacteriol. 184, 3017 3026. 2 integron. Antimicrob. Agents Chemother. 44,
DALSGAARD A., FORSLUND A., PETERSEN A., BROWN D. J., 2684 2688.
DIAS F., MONTEIRO S., M�LBAK K., AABY P., RODRIGUES RECCHIA G. D., HALL R. M., 1995. Gene cassettes: a new
A., SANDSTR�M A., 2000. Class 1 integron-borne, class of mobile element. Microbiology 141,
multiple-antibiotic resistance encoded by a 150- 3015 3027.
kilobase conjugative plasmid in epidemic Vibrio RECCHIA G. D., HALL R. M., 1997. Origins of the mobile
cholerae O1 strains isolated in Guinea-Bissau. J. gene cassettes found in integrons. Trends Micro-
Clin. Microbiol. 38, 3774 3779. biol. 5, 389 394.
DZIADEK J., BRZOSTEK A., PARNIEWSKI P., JAWORSKI A., ROWE-MAGNUS D. A., GU�ROUT A.-M., MAZEL D., 1999. Su-
1997. Retrony  retroelementy bakterii. Postępy per-integrons. Res. Microbiol. 150, 641 651.
Mikrobiologii 36, 1 17. ROWE-MAGNUS D. A., GUEROUT A.-M., MAZEL D., 2002.
HANSSON K., SUNDSTR�M L., PELLETIER A., ROY P. H., 2002. Bacterial resistance evolution by recruitment of
IntI2 integron integrase in Tn7. J. Bacteriol. 184, super-integron gene cassettes. Mol. Microbiol. 43,
1712 1721. 1657 1669.
HALL R. M., COLLIS C. M., KIM M.-J., PARTRIDGE S. R., ROWE-MAGNUS D. A., GUEROUT A.-M., PLONCARD P.,
RECCHIA G. D., STOKES H. W., 1999. Mobile gene cas- DYCHINCO B., DAVIES J., MAZEL D., 2001. The evolu-
settes and integrons in evolution. Ann. NY Acad. tionary history of chromosomal super-integrons
Sci. 870, 68 80. provides an ancestry for multiresistant integrons.
LIEBERT C. A., HALL R. M., SUMMERS A. O., 1999. Transpo- Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 652 657.
son Tn21, flagship of the floating genome. Micro- VAISVILA R., MORGAN R. D., POSFAI J., RELEIGH E., 2001.
biol. Mol. Biol. Rev. 63, 507 522. Discovery and distribution of super-integrons
NAAS T., MIKAMI Y., IMAI T., POIREL L., NORDMANN P., among Pseudomonads. Mol. Microbiol. 42,
2001. Characterization of In53, a class 1 plasmid- 587 601.