Генетика мікроорганізмів. Мінливість бактерій. Мікробіологічні основи генної інженерії і біотехнології. ВНМУ ім. М. І. Пирогова Кафедра мікробіології
Організація генетичного апарату бактерій n Геном - вся сукупність генів у бактеріальній клітині. n Ген – це фрагмент молекули ДНК, що кодує послідовність амінокислот в поліпептидному ланцюзі, яким обумовлюється певна ознака окремої особини
n Генотип - індивідуальні спадкові властивості і ознаки мікроорганізму, зумовлені індивідуальним геномом n Фенотип – це зовнішні прояви результату взаємодії бактерії із оточуючим середовищем, які знаходяться під контролем генотипу (індивідуальний прояв генотипу)
Особливості генетики бактерій n Геном бактерій складається із хромосоми і позахромосомних елементів n Хромосома бактерій представлена кільцевою молекулою ДНК, що містить від 400 до 4000 генів (виключення –B. burgdorferi, хромосома якої є лінійною)
Позахромосомний генетичний матеріал бактерій n n n Плазміди – кільцеві молекули ДНК, які містять до 40 генів, і стабільно спадкуються клітиною в позахромосомному стані Транспозони- дрібні, не здатні до самовідтворення позахромосомні молекули ДНК, які містять від 4 до 10 генів Вставні послідовності (IS-елементи) – короткі ланцюги ДНК, які самостійно не реплікуються і не кодують фенотипових ознак, але здатні регулювати активність генів хромосоми, вільно пересуваючись з однієї її ділянки до іншої
Мінливість бактерій n Фенотипова (модифікаційна) мінливість або модифікації виникає під впливом факторів зовнішнього середовища і не супроводжується змінами у генетичному апараті n Генотипова мінливість (мутації і генетичні рекомбінації) зумовлена змінами у генетичному апараті бактерій
Генотипова мінливість Мутації – зміни в первинній структурі ДНК клітини, які супроводжуються стійкою стрибкоподібною зміною певної біологічної ознаки і стабільно успадковуються наступними поколіннями n Генетичні рекомбінації – зміни в генотипі бактерій, які зумовлені передачею фрагменту геному однієї клітини (донор) до іншої (реципієнт), і супроводжуються появою нових ознак у рекомбінанта n
Генетичні рекомбінації – це обмін генетичною інформацією між двома спорідненими бактеріальними геномами Види рекомбінацій: 1. Трансформація 2. Кон'югація 3. Трансдукція
Трансформація це процес включення у геном клітини реципієнту поглинутих фрагментів донорської ДНК (хромосомної або плазмідної) Умови для здійснення: n n компетентність реципієнту гомологічність донорської ДНК (близька генетична спорідненість донора і реципієнта) наявність двохниткового фрагменту ДНК велика молекулярна маса фрагменту ДНК
Кон'югація Кон’югація – процес обміну генетичним матеріалом при безпосередньому контакті клітини донора (F+ або Hfr+) і реципієнта Умови для здійснення: n наявність у клітини донора Fплазміди або Hfr-фактора n як правило, спорідненість генотипу донора і реципієнта
Генетика вірусів Особливості вірусного геному: 1. Містить тільки один тип нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) 2. Гаплоїдність, що зумовлює негайне потрапляння мутантів під контроль природного відбору (диплоїдний геном мають тільки ретровіруси і реовіруси) 3. Мала ємкість геному (від 3 до 200 генів). 4. Існування різних механізмів підвищення ємкості вірусного геному (перекривання геному, наявність декількох рамок зчитування, сегментація та інше)
Генофонд вірусних популяцій поповнюється і змінюється внаслідок: 1. Мутацій (напр. , антигенний дрейф у вірусів грипу) 2. Рекомбінацій між спорідненими РНК вірусами із сегментованим геномами (напр. , антигенний шифт у вірусів грипу) 3. Рекомбінацій в межах геному двохниткових ДНК вірусів 4. Рекомбінацій з геномом клітини хазяїна (можливо для онкогенних вірусів, які вбудовують власний геном у геном інфікованої клітини)
Скачать презентацию Генетика мікроорганізмів Мінливість бактерій Мікробіологічні основи генної інженерії
3_мед_2к_Генетика.ppt