Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии Каз. НМУ

Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии Каз. НМУ Факультет «Общая медицина» Лекция 3 Генетика микроорганизмов. Генетический контроль факторов патогенности и токсигенности. .

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Ген – это фрагмент молекулы ДНК, контролирующий синтез одного белка. Вся сумма генов микроба называется генотип. Вся сумма внешних признаков микроба называется фенотип. Генетический материал у бактерий сконцентрирован в 2 структурах: нуклеоид плазмиды

Нуклеоид – кольцевая двухнитчатая молекула ДНК, расположенная в цитоплазме. Содержит жизненноважную генетическую информацию бактерии. Это прототип ядра эукариот, но не ограниченный ядерной мембраной.

Плазмиды– внехромосомный фактор наследственности Свойства: n Это необязательные структуры n Имеют кольцевое строение n Чаще до 30 копий на клетку n Репликация происходит независимо от хромосомы n Трансмиссивность – передача свойств бактерии с помощью плазмид другим бактериям n Могут элиминировать (исчезать), мутировать, рекомбинировать, интегрировать (соединяться с хромосомой, образуя эписомы).

Изменчивость микроорганизмов – изменение свойств под влиянием различных факторов Изменчивость микроорганизмов Фенотипическая Генотипическая (не наследуемая) (наследуемая) Морфологические Культуральные Биохимические Генетические мутации диссоциации свойства Рекомбинации трансдукция конъюгация трансформация

МОДИФИКАЦИИ Фенотипические изменения какого-либо признака или нескольких признаков микроорганизма называют модификациями. Они не сопровождаются изменениями первичной структуры ДНК и вскоре утрачиваются. Возникают как адаптивные реакции микробных клеток на изменяющиеся условия окружающей среды.

Мутация- изменения в первичной структуре ДНК, выражающиеся в наследственно закрепленной утрате или изменении какого-либо признака По происхождению: ―спонтанные – редкие (1 на 10 млрд. клеток) ―индуцированные – под влиянием мутагенов (УФО, а/б, 5 бромурацил) По протяженности: – Генные (точечные) - утрачивается или изменяется один ген – Хромосомные (крупные) – утрачиваются или изменяются несколько генов

По влиянию на жизнеспособность бактерий: – Летальные - полная утрата способности синтезировать жизненно важные ферменты – Нейтральные - утраченное свойство не препятствует размножению микробов – Условно-летальные- изменение, но не утрата функции клетки

Все мутации происходят в результате ошибок синтеза молекулы ДНК n Делеция – выпадение (гена или его участка) n Инверсия – поворот участка ДНК на 180 0 n Дупликация – повторение определенного участка ДНК или гена n Трансформация – перемешивание генов

Генетические рекомбинации – обмен генами между бактериями, в котором участвует 2 клетки: донор (отдающий) и реципиент (принимающий) n Конъюгация – через половые пили генетический материал передается в другую бактериальную клетку и встраивается в ее хромосому n Трансформация – передача генетического материала от донора к реципиенту при помощи изолированной ДНК n Трансдукция - передача генетического материала от донора к реципиенту при помощи умеренного фага (неспецифическая, абортивная)

Генетическая инженерия новая форма биотехнологии Объект изучения: живые клетки (животно го растительного , или микробного происхождения) их биологически активные метаболиты, хозяйственно ценные породы животных и сорта растений

n со времени появления биотехнологического производства в промышленном масштабе БТ определяют как науку о методах и технологиях производства, транспор тировки, хранения и переработки сельскохозяйственной и другой продукции с использованием животных, растений и микроорганизмов.

n Европейская биотех нологическая федерация определяла БТ как совместное использование биохимических, микробиологических и хи мических технологий для промышленного применения по лезных качеств микроорганизмов и культур тканей

n биотехнология как научная дисциплина и производственная технология акцентируется на исследовании биопродуцирующей активности живой клетки, на целенаправленной работе по совершенствованию, созданию новых биологических объектов, обладающих более качественной продуцирующей способностью и используемых в самых различных отраслях

Отрасли: n сельскохозяйственная биотехнология, n вете ринарнаябиотехнология, n медицинская биотехнология, n эко логическаябиотехнология, n промышленная биотехнология и др

Медицинская биотехнология. n антибиотики, их получе ние в лабораторных условиях и производство в промыш ленныхмасштабах n гормональ ные препараты n биоло гически активные вещества n генно инженерные вакцины n диагностикумы на ос нове моноклональных антител, n тест системы для детек ции нуклеиновых кислот