Қ. А. ЯСАУИ АТЫНДАҒЫ ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҚАЗАҚ-ТҮРІК УНИВЕРСИТЕТІ Зертханалық пәндер кафедрасы Тақырыбы: Микроорганизмдерді генетикалық бақылауы. Тұқымқуалаудың хромосомадан тыс факторлары: плазмидалар, транспозондар, Isтіркестер. Бактериялар және вирустардың генетикасы. Орындаған: Кулахметова Х. Б Тексерген: Байтұрсынов Қ. К. Түркістан, 2015 ж.
Жоспар: § Бактерия генетикалық аппаратының § § құрылысы Хромосомадан тыс тұқымқуалаушық аппараты Мутация Рекомбинация. Вирустар генетикасы
Бактериялардың генетикалық материалы мыналардан тұрады: 1. хромосома(бір тізбекті, сақина тәрізді) тәрізді 2. хромосомадан тыс тұқым қуалаушылық ақпараты • плазмидалар • транспозондар • IS-элементтер
Себептері: v Генетикалық анализ кезінде бактериялар мен вирустардың Вирустар мен бактериялар-жалпы генетикалық заңдылықтарды анықтау жиілігі 109 мутанттарын алуға болады. үшін қолданылатын негізгі зерттеу обьектілері. v Бактерияларда ДНҚ-ның ерекше Вирустар мен бактериялар аймақтары: плазмидалар, трансгенетикалық тәжірибе жасауға қажетті позондар мен Is-тіркестіктер қасиеттерімен ерекшеленеді. болады. Осы себептен олар молекулярлы генетиканың қалыптасуы мен дамуында маңызды рөл атқарды.
Вирус пен бактериялар-генетикалық тәжірибелер жасауға ыңғайлы. Себептері: v. Олар гаплоидты, яғни бір хромосомалы болғандықтан, доминанттылық болмайды. vӨте тез көбейеді, лабораторлық жағдайда бірнеше сағат ішінде миллиардтаған поуляциясын алуға болады. v. Жыныстық дифференциалды, бұл қасиеті донор және реципиент бактерия жасушаларының болуына негізделген.
Бактерия геномының құрылысы: • Бактерия геномы өздігінен репликациялануға қабілетті генетикалық элементрепликондардан тұрады. Репликонға бактериялардың хромосомалары мен плазмидалары жатады. • Бактериялардың тұқымқуалаушылық ақпараттары ДНҚ-да тіркестік түрінде сақталады. • Олар аминқышқылдарының ақуыздарға тіркестігін анықтайды. • Әр ақуызға өзінің гені сәйкес келеді. Бактерия хромосомасы O Бактерия хромосомасы екі тізбекті O O сақиналы ДНҚ молекуласы болып табылады. Бактериялардың ДНҚ-ның молекулалық массасы салыстырмалы түрде жоғары. Бактерия хромосомасы жинақы нуклеоидты құрайды. Нуклеоидтан басқа бактериялардың генетикалық материалы хромосомадан тыс элементплазмидаларда сақталады. Плазмидалар клетка цитоплазмасында автономды түрде болады.
(Фенотиптік өзгергіштік) Эвоюциялық бекітілген қоршаған орта жағдайының өзгеруіне қарай жауап берілетін микроорганизмдердің бейімделу реакциясы ДНҚ ның құрылысындағы өзгерістің нәтижесінде болады. Мутация кезінде кейбір қасиеттері жоғалады және ол қасиеттері тұқым қуалайды.
СПОНТАНДЫ Табиғи жағдайда өзінен-өзі болады. ИНДУКЦИЯЛАНҒАН Тиісті факторлар: O Физикалық O Химиялық әсерінен
Трансформация – донордың ДНҚ фрагменті арқылы рецепиентке генетикалық информация жеткізілу нәтидесінде бактерия қасиеттерінің өзгеруі. Трансдукция – донорлан реципиентке генетикалық информацияны әлсіз фаг арқылы жеткізу. Коньюгация – донор жасушадан реципиентке бактериялардың бірбірімен тікелей жанасқанда генетикалық инфомация берілуі.
Конъюгация Трансдукция Трансформация
Трансдукция Донор Реципиент E. Coli Lak+ E. Coli Lak- лактозаны ферменттейтін қабілеті бар Лактозаны ферменттей алмайды Рекомбинант 30 мин- 370 Эндо қоректік ортада лактоза мен фуксин бар. Әлсіз фаг жасуша ішінде күшейеді, шыққанда жасушаның бір ДНҚ сын алып шығып екінші жасушаға енгенде жаңа қасиет береді. 1)түссіз колониялар 1 2 өсіп шықты (рец) 2)Рекомбинант фагтың арқасында лактоза ыдырата алатын қасиетке ие болды, түсі қызыл колониялар өсіп шықты
Трансформация Донор Реципиент Staph. Aureus Str r Staph. Aureus Str s Стрептомицинге төзімді Стрептомицинге сезімтал Рекомбинант 30 мин- 370 Донор ДНҚ ы реципиентке еніп, антибиотикке қарсы төзімділік берді. 1)реципиент өспеді 1 2 2 Рекомбинант өсіп шықты, өйткені донордан антибиотикке қарсы төзімділік қасиет алды.
Конъюгация Донор Реципиент E. Coli Hfr Ura+ E. Coli F- Ura- His+ Str s Стриптомицинге сезімтал, уроцилібар, гистидині бар Str r Гистидині жоқ, урацилі жоқ, Стрептомицинге төзімді Рекомбинант 30 мин- 370 Қоректік орта минимальді және стрептимицин қосылған. 1)Донор өспеді 1 2 себебі 3 стрептомицинге сезімтал 2)Реципиент өспеді, себебі оның гистидині мен урацилі жоқ 3)Рекомбинант өсті. Себебі урацил бар , гистидин бар, стрептомицинге төзімділік қасиетін алып алған.
транспозондар плазмидалар Is-тіркестіктер Хромосомадан тыс тұқымқуалаушылық факторлары
Хромосомадан тыс тұқымқуалаушылық факторлары ДНҚ молекулалары болып табылады. Олардың бір-бірінен мынадай ерешеліктері бойынша ажыратамыз: q Молекулалық массасы q Автономды репликациялануға қабілеттілігі q Оларда кодталған генетикалық информацияның көлемі
Ғ Жыныстық плазмида R Төзімді плазмида Col Колицин синтездеу қасиеті бар плазмида Ent Энтеротоксиндерді синтездейтін плазмида Гемолизиндерді синтездейтін плазмида Биорганикалық және органикалық байланыстарын бұзатын плазмидалар Hly Биодеградативті
Плазмидалардың • ДНҚ метаболизмі бұзылған функциялары: кезде оны компенсациялайды. реттеуші кодтаушы • Плазмида бұзылған геномның құрамына еніп, оның функциясын қайта қалпына келтіреді. • Бактерия клеткасына жаңа, бұрын кездеспеген ақпаратты енгізеді. • Мысалы, антибиотиктерге резистенттілік, бактериоциндердің бөлінуі
Плазмидалардың бөлінуі: Хромосомада орналасуына қарай Коньюгация процесіне байланысты Автоном ды Трансми ссивті Интеграл данған Трансми ссивті емес
Плазмида гендері кодтайтын белгілі бір қасиеттеріне орай олар мынадай топтарға бөлінеді: Rплазмида лар Fплазмида лар Биодеграда циялық плазмида Colплазмида лар Патогенді плазмида
Транспозондар транспозицияға қажетті генетикалық ақпарат тасмалдайтын , 2000 нан 20500 жұп нуклеотиттен тұратын тіркесімдер. Бактерия ДНҚ сына тіркелгенде олар дупликациялар, жылжып ауысқанда – делециялар мен инверсиялар тудырады. Транспорендер бос кезде репликациялануға қабілетсіз сақиналы молекула түрінде болады. Ол тек қана бактерия хромосомасында репликацияланады. Ранспозондар адамдар мен жануарлардың жасушасына интеграцияланған кезде олар хромосомалар құрамында орналасатын провирустармен керемет ұқсастыққа ие болады.
(Ағылшынша insertion- үстеме, seguence- тіркесім)- транспозондалатын элементтер және де оларды «негіз тізбегінің тіркелімі» деп атайды. Бұның ұзындығы 100 жұп нуклеотидтерден тұратын ДНҚ фраг: Is- тіркесімдерде ДНҚ ның әр түрлі аймағына ауысуға, яғни транспозицияға қажетті ақпарат сақталады. Осындай ауысу нәтижесінде тіркесімдер бірқатар қызметтер атқарады: Транспозондардың, плазмидалардың және әлсіз фагтардың бірімен және де бактерия жасушаларының хромосомасымен өзара әсерлеуін және олардың рекомбинациясын қамтамасыз ету. Is- тіркесімдер интеграциясы болған жағдайда гендердің белсенділігін төмендетеді немесе бактериялық хромосомаға белгілі ретпен қосылған жағдайда промотарлық қызмет атқарады. Промотр реттеуші қызмет атқара отырып, тиісті гендердің трансклипциялануын жүгізеді немесе тоқтатады. Орын ауыстыру және дупликация бактерия хромосомасына 5 -6 жұп нуклеотидтердің қосылуы кезінде мутациясы делеция немесе инверция типіндегі индуцирлеу.
IS-тіркестіктер • • Репликонның бір аймағынан екішісіне толық немесе репликондар арасында ауысатын ДНҚ аймағы. Мөлшері-1000 ж. н. IS-тіркестіктерде олардың транспозициясына, яғни ДНҚ-ның түрлі аймақтарына қозғалуына қажетті ақпарат сақталады. IS-тіркестіктердің ұштарында инвертирленген қайталамалары болады. Оларды транспозаза ферменті таниды. Транспозаза қозғалғыш элементтің екі жағында орналасқан ДНҚ тізбегінің бір тізбекті үзілістерін қамтамасыз метеді.
IS-тіркестіктердің функциялары v Транспозондар, плазмидалардың бір- бірімен және бактерия хромосомасымен өзара байланысын координациялайды, олардың рекомбинациясын қамтамасыз етеді. v Өзі тіркескен ДНҚ аймақтарындағы гендердің инактивациясын тудырады. v Транскрипцияны реттейтін промотор ретінде қызмет атқарады. v Делеция, инверсия, дупликация секілді мтацияларды индуцирлейді.
Пайдаланған әдебиеттер: • “Медициналық микробиология”-Рамазанова, Құдайбергенұлы • Медицинская микробиология, вирусология, иммунология Москва 2002 • Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии С А Ефремова • Фохридина, Покровский Медицинская микробиология Москва 2006
Скачать презентацию Қ А ЯСАУИ АТЫНДАҒЫ ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҚАЗАҚ-ТҮРІК УНИВЕРСИТЕТІ Зертханалық
Bakterialar_zh_1241_ne_virustardy_1187_genetikasy.ppt