Микроорганизмдер генетикасы Жоспары І Кіріспе ІІ Негізгі

Микроорганизмдер генетикасы

Жоспары І. Кіріспе ІІ. Негізгі бөлім 1. Бактерия хромосомасы мен плазмидасы 2. Бактериядағы рекомбинациялар 3. Мутациялық және модификациялық өзгергіштіктер ІІІ. Қорытынды Пайдаланылған әдебиеттер

Микроорганизмдердің генетикасы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік ілімі ретінде құрылысы мен биологиясына сәйкес өзіне тән ерекшеліктері бар. Бактериялардың генетикасы көбірек зерттелген, олардың ерекшелік сипаты бактериалды жасушаның ұсақ өлшемі және көбеюінің жоғарғы жылдамдығы, мұның нәтижесі популяцияның үлкен санында қысқа уақыт аралығында генетикалық өзгрістерді анықтауға мүмкіндік береді.

Репликон-бактерия көбеюіне, репликациялануға қабілетті генетикалық элементтер. Ол плазмида мен хромосомадан тұрады. Бактерия хромосомасы- екі тізбекті сақиналы ДНҚ молекуласы, бұл жинақы нуклеотид болып табылады. Плазмида- екі тізбекті ДНҚ молекуласы, мөлшері 10 х3 -10 х6 н. п. Аса қажетті қызметтерді кодтамайды, тек қана қолайсыз жағдайға өшырағанда маңызды

Плазмидалар - антибиотикке тұрақтылық - колицин түзу - патогендік факторлардың өнімі - антибиотиктік қарсы заттардың синтезделуіне қарсы қабілеттілік - күрделі органикалық заттарды ыдыратуы - рестрикция мен модификациялық ферменттерді түзу

Бактерия хромосомасына тіркесіп жүретін плазмидалар интегративті немесе эписома деп аталады. Бір жасушадан келесі бір жасушаға ауысып жүретін плазмидалар трансмиссивті деп аталады. Трансмиссивті плазмидасы жоқ жасушамен жыныстық көпірше түзу арқылы плазмидалық ДНҚ келесі жаңа жасушаға берілуі конъюгациялық деп аталады. Антибиотикке тұрақтылық қасиет беретін плазмидалар R-плазмида (resistens) деп аталады

Плазмида- қабықшасы жоқ, ақуыз және энергия синтез болмайды, жасуша ішілік паразитке иелік бактерияға пайдалы зат бөлетін, ең қарапайым организм 2 жолмен тарайды 1. вертикалды- аналықтан балалық жасушаға 2. горизонтальды- бір бактериядан келесі бактерияға

«Плазмида» терминін ең алғаш бактериялардың жыныстық факторын белгілеу үшін американдық ғалым Дж. Ледерберг (1952) енгізді. Плазмидалар жасуша -иесі үшін қажетсіз гендерді тасымалдайды, және бактерияларға қоршаған ортаның арнайы жағдайларында плазмидасыз бактериялармен салыстырғандағы олардын уақытша артықшылығын қамтамасыз ететін қосымша қасиеттер береді.

Is - элементтер және транспозондар IS - элементтер (insertion -қою, seguence -кезектелу) транспозаза белогын кодтайтын гендерді тасиды, оның көмегімен IS элементтер ДНҚ-нын әр түрлі бөлімдеріне орын ауыстырады. Транспозондар (Tns) -инвертирленген IS элементтермен фланкирленген ДНҚ-нын ірі сегменттері. Олардың орын ауыстыруын қамтамасыз ететін гендермен қатар, олар химиопрепараттарға тұрақтылық гендерін tox - тендер және баска тасымалдайды. IS және Tns-тің орын ауыстыруы клеткалық геномның орын ауыстыру аймағында транскрипция және трансляцияның тоқталуынан гендердің инактивациясына әкеледі. Кейде олар транскрипсияны активтеуі мүмкін. Мутагендер - бұл құрылымды және регуляторлы гендердің кызметін активтеңдіруге немесе тежеуге қабілетті факторлар; сонымен қатар хромосоманың және плазмиданың ДНҚ-дарына әсер етеді.

Бактериялардағы рекомбинациялар. Рекомбинация /гр+лат. Combinatio- байланыс/ДНҚ молекуласының үзілуі мен қайтадан қалпына келуі нәтижесіндегі жаңа реттіліктің пайда болуы. Бактериялар ДНҚ-ның осындай өзгерістерінің нәтижесінде рекомбинантты штамдар деп аталатын немесе рекомбинанттар пайда болады. Бактериялардағы рекомбинация процесі олардың генетикалық ақпаратының ерекшеліктеріне, аумасу түріне байланысты бірқатар айырмашылықтарға ие.

Генетикалық рекомбинациялар 1. 2. 3. трансформация трансдукция коньюгация

Трансформация /латынша transformatio-айналыс/ бактериялардан бос ерітінді түрінде бөлінетін. ДНҚ-ы бактерия-рецепиентке берілуімен сипатталады. Трансформация кезінде бактериялардың ДНҚ-лы бірбіріне туыстас болса рекомбинация жүреді. Ең алғаш трансформация құбылысын Ф. Гриффитс 1928 ж сипаттады. Ол тышқандарға пневмококтың өлтірілген вирулентті капсулалы S-штамын енгізді. Өлген вирулентті пневмококк бөлінді. Нәтижесінде пневмококктың өлтірілген S-штамы тұқым қуалайтын капсула түзу қабілетін пневмококктың R–штамына берді. Трансформация жолымен әртүрлі белгілер берілуі мүмкін : капсула түзу, антибиотиктерге тұрақтылық, ферменттер синтезі т. б

Трансдукция /латынша transductioтасымал, басқа жерге апару/-ДНҚ-ның бактерия-донордан бактерия – реципиентке бактериофагтың қатысуымен тасымалдануы. Трансдукцияның екі түрі бар: бейспецификалық /жалпы/- мұндай жағдайда донор ДНҚ-ның кез-келген бөлігін тасымалдауы мүмкін, спицификалық- донор ДНҚ-ның арнайы бөлігі тек реципиент ДНҚ-ның арнайы бөлшегіне тасымалданады.

Коньюгация /латын conjugatio-байланыстыру/ ішік таяқшасының мутанттарымен жұмыс жасаған Дж. Ледербергпен Э. Татум сипаттаған. Бактериялардың коньюгациясы доноржасушаның /ер/ генетикалық материалы реципиент –жасушаға /әйел/ жасушалар бірбірімен жақындасқанда өтуі. Коньюгация кезінде генетикалық материалдың тек қана жартылай тасымалы жүреді, сондықтан басқа организмдердегі жыныстық процестерімен толығымен салыстыруға болмайды.

Микроорганизмдердің қасиеті кезкелген басқа организмдер сияқты олардың генотипімен анықталады. Микроорганимдерге қатысты /геном/ термині- /генотип/ ұғымына синоним болып келеді.

Фенотип дегеніміз генотип пен қоршаған ортаның өзара байланысының нәтижесі, яғни өмір сүрудің белгілі жағдайындағы генотиптің көрінісі болып табылады. Микроорганизмдердің фенотипі қоршаған ортаға тәуелділігіне қарамастан генотиппен бақыланады, себебі осы жасушаның фенотиптік өзгерістерінің сипаты мен мүмкіндік дәрежесі гендер жиынтығымен анықталады, олардың әрқайсылары ДНҚ молекуласының белгілі бөлшектерімен өкілденген.

Өзгергіштік әсер ететін факторларына байланысты тұқым қуалайтын және тұқым қуаламайтын болып бөлінеді. Тұқымқуаламайтын өзгергіштік – модификациялық деп аталады. Ол қоршаған орта жағдайларына байланысты болады. Тұқымқуалайтын өзгергіштік- мутациялық деп аталады. Мутацияның негізін ДНҚ-ғы нуклеотидтердің реттілігінің өзгерісі құрайды. Рекомбинациямен байланысқан тұқымқуалайтын өзгергіштік рекомбинациялық өзгергіштік деп аталады.

Генетикалық тасымалдану процесіне бактерия-реципиент және бактерия-донор қасысады. Олардың қатысу дәрежесі бірдей емес: реципиентті жасушаға тек бактерия-донордың экзогенді ДНҚ бөлшегі түседі, Бұл реципиенттің тұтас хромосомасымен өзара байланысып, нәтижесінде рекомбинанты түзу арқылы генетикалық метериалдың жартылай таралуы /рекомбинация/ өтеді. Бактериялардағы рекомбинацияның барлық кезеңдері сәйкесінше ферменттермен қамтамасыз етеді: рестриктазалар, лигазалар т. б.

Биологиялық ерекшеліктерінің өзгергіштері. Ауру қоздырғыш бактерияларға әр түрлі факторлардың әсер етуі барысында бұл қасиетін жоғалтады. Л. Пастер 1881 ж осы механизм бойынша күйдіргіге қарсы тірі вакцина алу жолын ашты. Осы күйдіргі бацилласын жоғары температурамен әсер ету арқылы аоды. Күйдіргі микробын 12 -24 күн аралығында 42 -43°С температурада өсіру барысында жануарларда ауру шақыру қабілеттілін сақтап қалады. Пастер Принціпімен Л. С. Ценковский 1883 ж күйдіргі бактериясыныі спорасынан әлсізделіп алынған, күйдіргіге қарсы тірі реакция алды. А. Кальмет және Ш. Герен 1919 ж Францияда өгізде құрт ауруын қоздырушы микробактерияны сары уыз және глицерин қосылған картофельді ортада бірнеше қайтара егу арқылы ауру қоздырғышы төмендетілген түрін алды. Бұл вакцинаны БЦЖ/франц ВСС құрт ауруына қарсы адамдарға егеді.

Тұқым қуаламайтын өзгергіштік Модификация өсу барасында әсерін тигізбейтін қоршаған әсерден пайда болған өзгергіштік. Модификация организмнің қалыпты физиологиялық тепе теңдіңділігін бұзбайды. И И Шмальгаузеннің айтуынша модификация қалыпты жағдайда қайталанып отыратын сыртқы тітіркенудің адаптивті реакциялары Белгілі бір бактериялар ортаның теріс әсерінен түрін өзгертіп L-формалық майда колонияларға айналады. Клеткалардың L- форма түзуі клетка қабығын синтездеу процесінің бұзылу салдарынан пайда болады. Мысалы дақылға пенциллин имундық сары сулар т. б.

Мутациялар –генотиптегі тұқымқуалайтын өзгеріс, рекомбинация құбылысына байланысты емес. Мутациялар ДНҚ нуклеотидтерінің реттілігінің өзгерісі әртүрлі процестердің нәтижесінде болуы мүмкін: репликация кезіндегі қателік, бөлшектердің түсіп қалуы делеция, жекелеген бөлшектердің басқаға қатысты жылжуы транслокация.

Мутациялардың әртүрлі типтері бар : шығу тегі бойынша мутациялар СПОНТАНДЫ немесе ИНДУКЦИЯЛАНҒАН болуы мүмкін. Біріншісі экспериментаторлардың қатысуынсыз пайда болады. Екіншісі бактериялардың популяциясына мутагендер әсерінің нәтижесінде, яғни мутацияны тудыруға қабілетті физикалық, биологиялық, химиялық факторлар. Мутагендерге радиацияның әртүрдері, температура, химиялық қосылыстар жатады.

Бағыты бойынша мутациялық өзгерістер тура және кері болып бөлінеді. Табиғи өмір сүру жағдайындағы бактериялардың геномында болатын мутациялар ТУРА деп аталады. Пайда болған даралар мутанттар деп аталады. Мутантты типмен қайтуымен сипатталатын мутациялар кері немесе реверсия деп аталады.

Назарларыңы зға рахмет!