Файл: Шарипова Сабрина дслд202.pptx

Шарипова Сабрина ДСЛД-202

ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА У БАКТЕРИЙДНК = нуклеоид (бактериальная «хромосома») – кодирует жизненно важные признакивнехромосомные факторы наследственности:

- Плазмиды,

- Транспозоны,

- IS-последовательности

кодируют признаки, дающие преимущество.

Единицей наследственности является ГЕН = участок ДНК, в котором зашифрована последовательность аминокислот в полипептидной цепочке, контролирующая отдельный признак особи.

Гены:

Структурные = обуславливают синтез определенного белка (фермента), при мутации образуется белок измененного состава,Ген-регулятор = определяет синтез белковой молекулы-репрессора, подавляющего деятельность структурных генов в отсутствии субстрата,

= при наличии субстрата репрессор временно инактивируется и структурные гены, освобожденные от его влияния, начинают функционировать,

Ген-оператор = посредник между геном-регулятором и структурными генами,

= расположен рядом со структурными генами.

Совокупность генов, сосредоточенных в нуклеоиде («Хромосоме») бактерий называется генотип.Фенотип – совокупность всех признаков микроорганизма, сформировавшаяся в результате взаимодействия генотипа с внешней средой. Генетические элементы, способные самостоятельно реплицироваться наз-ся репликонами = ДНК и плазмиды.

ДНК

ДНК («хромосома»)

двухцепочечная кольцевая молекула, сод-т до 5 тыс. генов, имеет молекулярную массу 1,7-2,8х109 дальтон, включает 3-5х106 пар оснований, имеет гаплоидный набор генов, расположена в цитоплазме клетки в многократно свернутом и плотно упакованном виде, содержит гены, обуславливающие жизненно-важные для бактерий признаки.

Генетическая карта

= это схематическое изображение всех генов микроорганизма. Гены, отвечающие за определенный признак, обозначают строчными буквами латинского алфавита со знаком + (например, гистидиновый ген – his+), отсутствие гена знак – «–»

---

ВНЕХРОМОСОМНЫЕ ФАКТОРЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

автономные – являются репликоном

плазмиды

неавтономные - реплицируются только в составе репликона (нуклеоида или плазмиды):

Транспозоны,
IS-последовательности, умеренные фаги.

ВСТРАИВАНИЕ В НУКЛЕОИД ВНЕХРОМОСОМНЫХ ФАКТОРОВ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

в гомологичных участках

Плазмиды,
Умеренные фаги.

в любых участках

Транспозоны,
IS-последовательности.

ПЛАЗМИДЫ

внехромосомные факторы наследственности у бактерий,

двухцепочечные молекулы ДНК, несут 40-50 генов, не являются жизненно важными для бактерии, обусловливают признаки, позволяющие лучше приспособиться к условиям обитания.
возможные состояния

автономное (в цитоплазме)
интегрированное (в нуклеоиде). В этом случае плазмида называется ЭПИСОМА.

ПЛАЗМИДЫ

функции

регуляторная – компенсирует нарушение функции ДНК нуклеоида, кодирующая – вносит в генотип новую информацию.

содержание tra-оперона

Трансмиссивные (конъюгативные) - содержат
Нетрансмиссивные (неконъюгативные) - не содержат

ПЛАЗМИДЫ

контроль репликации плазмид со стороны нуклеоида

строгий (делятся синхронно с нуклеоидом)  1-2 копии на клетку (большие плазмиды), ослабленный (делятся чаще нуклеоида)  10-30 копий на клетку (малые плазмиды).

совместимость

 20 групп несовместимости, объединяющих родственные плазмиды.

ФУНКЦИИ TRA-ОПЕРОНА

детерминирует образование конъюгативных пилей, мобилизирует на перенос:

саму конъюгативную плазмиду (F+), другую, неконъюгативную, плазмиду (RTF), участок нуклеоида (Hfr).

Фенотипические признаки, сообщаемые бактерии плазмидами

устойчивость к антибиотикам, образование бактериоцинов, продукция факторов патогенности, способность к синтезу антибиотиков, расщепление сложных органических веществ, образование ферментов рестрикции и модификации.

---

F- плазмида = половой фактор – контролирует синтез половых ворсинок,

= бывает: - автономной→ бактерия наз-ся F+ штаммом

- интегрированной → Hfr – штамм,

= конъюгативная

R-плазмида (resistance - устойчивость) – обусловливает синтез ферментов, разрушающих антибиотики, сульфаниламиды и др., в результате бактериальная клетка становится устойчивой к лекарственным препаратам,

- в 1 плазмиде м.б. 3-10 детерминант устойчивости.

Col-плазмиды - обусловливают синтез бактериоцинов ( = белки, задерживающие рост других штаммов бактерий того же вида). Бактерии, несущие такие плазмиды, обладают преимуществом при заселении биотопа.  Плазмиды патогенности – определяют: синтез энтеротоксинов (Ent-) ферментов патогенности (Hly-), поверхностного антигена вирулентности ( Vir-).   Плазмиды биодеградации – несут информацию об утилизации органических соединений, которые бактерии используют в качестве источника углерода и энергии.

ТРАНСПОЗОНЫ

определение

= нуклеотидные последовательности (от 2 000 до 20000 пар нуклеотидов), способные менять место своей локализации в молекуле ДНК и мигрировать из одной молекулы ДНК в другую.

состояние в бактериальной клетке

интегрированное в репликон (реплицируется вместе с ним), автономное (замыкается в кольцо и не реплицируется).

ТРАНСПОЗОНЫ

Состав:

особые концевые структуры, которые отличают транспозон от др. фрагментов ДНК (маркеры транспозона),
гены транспозиции,
гены, детерминирующие синтез


- токсинов,

- ферментов, обеспечивающих устойчивость к антибиотику,

- белков, обеспечивающих др. признаки.

IS-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

определение

=вставки нуклеотидных последовательностей (порядка 1 000 пар нуклеотидов),

содержат только гены, необходимые для собственного перемещения:

= ген, кодирующий фермент транспозазу – обеспечивает исключение IS-элемента из ДНК и его интеграцию в новый локус,

= ген, обуславливающий синтез репрессора, регулирующего весь процесс перемещения,

не способны реплицироваться самостоятельно.

IS-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

отличия от транспозонов

содержат только гены транспозиции, не обнаружены в свободном состоянии.

---

Функции IS-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

координация взаимодействия внехромосомных факторов наследственности между собой и с бактериальной хромосомой для обеспечения их рекомбинации, регуляторная - регуляция транскрипции генов путём их «включения/выключения», индукция мутаций - инверсии, дупликации на протяжении 5-9 пар нуклеотидов.

МУТАЦИИ У БАКТЕРИЙ

Определение

Изменения в первичной структуре ДНК, которые выражаются в наследственно закреплённой утрате или изменении какого-либо признака (-ов).

Классификация мутаций по происхождению

спонтанные – трудно или невозможно связать с действием определённого фактора (мутагена)

ошибки в работе ДНК-полимеразы при репликации ДНК
инсерционные – при встраивании в нуклеоид внехромосомных факторов наследственности

индуцированные – в эксперименте под воздействием мутагена

Классификация мутаций по количеству мутировавших генов:

Генные затрагивают один ген:

- замена одной пары азотистых оснований другой,

- вставка дополнительных нуклеотидов,

- утрата «-«→ замена одной аминокислоты другой или нонсенс-мутация = бессмысленная,

Хромосомные затрагивают несколько генов. Важную роль играют мигрирующие генетические элементы: Is- последовательности и Tn- транспозоны = биологические мутагены.

---