Оренбургский государственный университет ВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ МИКРООРГАНИЗМОВ Лекция № 1 для студентов специальности «Микробиология» Лектор: Давыдова Ольга Константиновна, к. б. н. , доцент
Сотрудник кафедры: Количество и фамилии закрепленных студентов 10 МБ Дерябин 1 (Инчагова) Каримов 1* (Самкова) Мисетов Сизенцов 4 (Балкин, Овчаренко, Ракитина, Хамидуллин) Давыдова 1* (Гавриш) Алешина 2* (Романова, Дюзельбаева) Дроздова 2* (Косых, Полякова)
План работы: Вид работ: Аудиторная работа Самостоятельная работа Итоговая аттестация МГИМ ГМ 16 (2+6 пар) 16 (8 пар) 32 32 Зачет (31. 05. 13) Экзамен
Лекции: Темы § § занятий: § § § Введение в генетику микроорганизмов Организация генетического аппарата. Репликация бактериальной хромосомы Внехромосомные и мигрирующие генетические элементы Регуляция активности генов Мутации у микроорганизмов. Репарация повреждений Механизмы рекомбинации Формы переноса генетического материала Генетические аспекты селекции микроорганизмов Лабораторные работы: § § § Основные физико-химические свойства ДНК Спектрофотометрия ДНК Выделение ДНК Амплификация ДНК Трансформация бактерий Электрофорез ДНК
Рекомендуемая литература: §Жимулев, И. Ф. Общая и молекулярная генетика: учеб. пособие для вузов - Новосибирск : Сибирское ун-ое издво, 2006. - 479 с. §Современная микробиология. Под редакцией Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля М. : Издательство «Мир» , Т. 1. , 2005 §Генетика: учеб. пособие для вузов. Под ред. А. А. Жученко. - М. : Колос. С, 2006. - 480 с. §Коничев А. С. , Севастьянова Г. А. Молекулярная биология. – М. , Изд. Центр «Академия» , 2005. §Генетика: учеб. для вузов / В. И. Иванов [и др. ]; под ред. В. И. Иванова. - М. : Академкнига, 2006. - 638 с. §Сингер М. , Берг П. Гены и геномы. . – М. : Мир, 1998. – В 2 х томах: Т. 1 – 373 с. , Т. 2 – 391 с. §Льюин Б. Гены: Пер. с англ. – М. : Мир, 1987. . – 544 с.
§ Темы рефератов и § презентаций: § Организация генома прокариот и его нестабильность Молекулярные механизмы репликации Пути обмена генетической информации у микроорганизмов § Молекулярные механизмы возникновения мутаций § § Механизмы репарации ДНК § Генетические аспекты селекции микроорганизмов § Краткие ответы на вопросы по дисциплине + иллюстрации Механизмы рекомбинации Системы рестрикции и модификации ДНК Транскрипция и регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции
План лекции: § История развития генетики микроорганизмов. Место генетики микроорганизмов в системе генетических дисциплин § Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот § Основные структурные элементы ДНК и РНК. Первичная структура нуклеиновых кислот. Модель Уотсона-Крика. Альтернативные двуспиральные структуры ДНК § Основные физико-химические свойства ДНК
История: § Главные функции нуклеиновых кислот состоят в хранении и передаче генетической информации. § Однако, период между открытием единиц наследственности и выявлением их материальной сущности был довольно длительным (примерно 80 лет). Большинство исследователей считало гены белками. § Второй период развития генетики характеризовался переходом к изучению явлений наследственности на клеточном уровне. § Следующий этап развития отражает достижения молекулярной биологии и связан с использованием методов и принципов точных наук в изучении явлений жизни на уровне молекул.
История: § § Мендель (Mendel) Грегор Иоганн ( 1822 -1884) § § Открытие Г. Менделем (1865) дискретности (делимости) наследственных факторов и разработка правил скрещивания организмов и учета признаков у их потомства. Менделевские законы наследственности заложили основу теории гена — величайшего открытия естествознания XX в. , а генетика превратилась в быстро развивающуюся отрасль биологии. 1901 -1903 гг. де Фриз выдвинул мутационную теорию изменчивости. Изучение В. Иоганнсеном закономерностей наследования, предложил называть менделевские “наследственные факторы” словом ген, дал определения понятий “генотип” и “фенотип”.
История: Т. Г. Морган и его сотрудниками на примере плодовой мушки дрозофилы установили, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке, образуя группы сцепления с полом. Морган (Morgan) Томас Хант (1866— 1945)
Доказательства генетической роли НК Опыты Ф. Гриффитса (1928) Опыты О. Эвери, К. Маклеод и М. Маккарти (1944)
Доказательства генетической роли НК Эксперимент А. Херши и М. Чейз (1952)
История § § Фрэнсис Крик указывает Джеймсу Уотсону на металлическую модель ДНК, которую они собрали 7 марта 1953 года В 1950 американец Э. Чаргафф показал, что количество аденина в молекуле ДНК равно количеству тимина, а количество гуанина – количеству цитозина. Получили структурную формулу ДНК Дж. Уотсон и Ф. Крик в 1953 г. Они же впервые указали и на способ ее воспроизведения. § В 1958 г М. Мезелсон и Ф. Сталь убедительно доказали именно полуконсервативный характер репликации ДНК. § В 1941 г. Г. Бидл и Э. Татум показали, что одна мутация приводит к потере метаболической активности только одного фермента (белка) и установили закономерность: один ген – один белок.
Строение ДНК § Нуклеиновые кислоты являются нерегулярными полимерами, мономеры которых – нуклеотиды. § § § Нуклеотид = нуклеозид + фосфорная кислота = азотистое основание+ пентоза+фосфорная кислота. В РНК пентоза - рибоза. В ДНК - дезоксирибоза. Номенклатура нуклеотидов Азотистые основания Нуклеозиды Нуклеотиды полное название сокращенное аденин аденозинмонофосфат АМФ гуанин гуанозинмонофосфат ГМФ цитозин цитидинмонофосфат ЦМФ урацил уридинмонофосфат УМФ тимин тимидинмонофосфат ТМФ
Строение ДНК Кроме водородных связей между комплементарными основаниями Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания в одной плоскости (копланарные связи), в ДНК существуют взаимодействия между основаниями в параллельных плоскостях – стопочные или Вандер-ваальсовы взаимодействия. Комплементарные азотистые основания
Принципы строения ДНК § Нерегулярность. Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены азотистые основания. Их чередование нерегулярно. § Антипараллельность. ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, ориентированных антипараллельно. 3`-конец одной расположен напротив 5`конца другой. § Комплементарность (дополнительность). Каждому азотистому основанию одной цепи соответствует строго определенное азотистое основание другой цепи. Соответствие задается химией. Пурин и пиримидин в паре образуют водородные связи. В паре A-Т две водородные связи, в паре Г-Ц - три. § Наличие регулярной вторичной структуры. Две комплементарные, антипараллельно расположенные полинуклеотидные цепи образуют правые спирали с общей осью.
Строение ДНК Значения спиральных параметров и структурные особенности A-DNA Параметр B-DNA Z-DNA Спираль Типичная последовательность Правая GGGGGG G-богатые Правая AAAAAA A- богатые Левая GCGCGC Poly-(GC) Пар на виток h, Å шаг на моном. диаметр спирали, Å шаг на виток 11 2. 6 26 28 10 3. 4 20 34 12 3. 8 18 45 Большая бороздка Малая бороздка Узкая, глубокая Широкая, мелкая Широкая, глубокая Узкая, глубокая Выпуклая Узкая, глубокая
Скачать презентацию Оренбургский государственный университет ВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ МИКРООРГАНИЗМОВ Лекция
Лекция 1ГМ.ppt