ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ. Генетика микроорганизмов студентка Камилжан Сарбиназ
 Скачать 383.04 Kb.
|
ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВСтудентка: Камилжан СарбиназНаследственный аппарат бактерийБактерии — гаплоидные организмы, т. е. они имеют 1 хромосому. В связи с этим при наследовании признаков отсутствует явление доминантности, т.е. мутация всегда передается в следующее поколение (вертикальная передача генов) Хромосома бактерий — это молекула ДНК, суперспирализована в петли и свернута в кольцо, которое в одной точке прикреплено к цитоплазматической мембране. На бактериальной хромосоме располагаются отдельные гены. Функциональными единицами генома бактерий, кроме хромосомных генов, являются: • IS-последовательности; • транспозоны; • плазмиды. (горизонтальная передача генов) IS-последовательности — короткие фрагменты ДНК. Они не несут структурных генов, а содержат только гены, ответственные за транспозицию (способность ISпоследовательностей перемещаться по хромосоме и встраиваться в различные ее участки). Самостоятельно не реплицируются. Функции: активация и инактивация генов Транспозоны — это молекулы ДНК, более крупные, чем ISпоследовательности. Помимо генов, ответственных за транспозицию, они содержат и структурный ген, кодирующий тот или иной признак. Транспозоны легко перемещаются по хромосоме. Транспозоны могут существовать вне хромосомы, автономно, но неспособны к автономной репликации. Функции: кодируют образование токсинов и ферментов, разрушающих антибиотики.ПлазмидыПлазмиды — кольцевые суперспиралевидныеМолекулы ДНКПлазмиды содержат структурные гены и способны наделять клетку следующими признаками: • лекарственной устойчивостью (R-плазмиды); • способностью синтезировать бактериоцины; • передавать генетическую информацию (F-плазмиды); • синтезировать токсины; •разрушать тот или иной субстрат (плазмиды биодеградации ) Плазмиды могут быть интегрированы в хромосому (в отличие от ISпоследовательностей и транспозонов, встраиваются в строго определенные участки), а могут существовать автономно. В этом случае они обладают способностью к автономной репликации. Многие плазмиды имеют в своем составе гены трансмиссивности и способны передаваться от одной клетки к другой при конъюгации (обмене генетической информацией). Фенотипическая и генотипическая изменчивость • Генотип – общая сумма генов, которыми обладает микробная клетка. • Фенотип – общий комплекс морфологических признаков и физиологических свойств микроорганизма, и служит внешним проявлением генотипа. • Наследственность – способность живых организмов сохранять определенные признаки на протяжении многих поколений. • Изменчивость – приобретение новых признаков, отличающих их от других поколений под влиянием факторов внешней среды. • У бактерий различают 2 вида изменчивости — фенотипическую и генотипическую. • Фенотипическая изменчивость — не затрагивает генотип. Модификации не передаются по наследству и с течением времени затухают, т. е. возвращаются к исходному фенотипу через большее (длительные модификации) или меньшее (кратковременные модификации) число поколений. • Генотипическая изменчивость затрагивает генотип. В ее основе лежат мутации и рекомбинации.Генотипическая изменчивость1. Мутации Возникновение под действиемфизических химических и биологических мутагенов2. Рекомбинации: Конъюгация Трансдукция ТрансформацияМутации: Рекомбинации: Вертикальная передача генов Горизонтальная передача генов• Вертикальная передача генов – от «родителя» к потомству. • Горизонтальная передача генов происходит между двумя различными микроорганизмами.F- F+ Мутации Горизонтальная передача генов ЭволюцияРазнообразие бактериального генома Мутации бактерий
Рекомбинации (обмен генетическим материалом) у бактерийF- F+ 1. Конъюгация 2. Трансдукция 3. ТрансформацияКонъюгацияКонъюгация — обмен генетической информацией у бактерий путем передачи ее от донора к реципиенту при их прямом контакте. После образования между донором и реципиентом конъюгационного мостика одна нить ДНК клетки-донора поступает по нему в клеткуреципиент. Донорской функцией обладают F+-клетки (содержащие плазмиду фертильности).F- F+ Трансдукция Перенос фрагмента ДНК одной бактерии в другую с помощью бактериофагаТрансдукция Переносятся любые Переносятся определенные гены. гены, захваченные Вблизи от них встраивается и умеренный бактерофагНеспецифическая Бактериофагом специфическая Лизогенная конверсия Вследствие интеграции генов умеренного бактериофага в хромосому бактерии, изменяется ее генотип и бактерия приобретает новые свойства Трансформация Это передача генетической информацией путем введения фрагмента свободной растворимой ДНК, выделенной из клетки-донора в бактериальную клетку-реципиент. Чаще всего передача генетической информации происходит при культивировании реципиента на питательной среде, содержащей ДНК донора. При трансформации передаются единичные признаки. Трансформация является самым объективным свидетельством связи ДНК или ее фрагментов с тем или иным фенотипическим признаком, поскольку в реципиентную клетку вводится чистый препарат ДНК. Условия, необходимые для трансформации Трансформация зависит от : - самих бактерий и их способности быть реципиентами: понятие компетентности Компетентность – это способность клеток поглощать ДНК бактерии-донора и включать ее в состав своей хромосомы - Вводимой ДНК и ее свойств Трансформирующая ДНК и ДНК бактерии-реципиента должны быть схожи. Трансформация возможна только между бактериями одного вида и родственных видов. |