 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Летальные мутации – приводят к полной утрате способности синтезировать жизненно важный фермент. Часто возникают при делециях
Результатами мутаций могут быть: утрата морфологических (жгутики, пили, КС, капсула) и биохимических (способность синтезировать ферменты, углеводы, аминокислоты, витамины) признаков, возникновение лекарственной устойчивости.
Диссоциации.
Форма изменчивости бактерий, выраженная в способности спонтанно формировать два типа бактериальных клеток, отличающихся по типу образуемых ими колоний.
R-колонии отличаются неровными краями и шероховатой поверхностью, S-колонии – круглые и гладкие.
Диссоциация обычно протекает в направлении от S- к R-форме. Большинство патогенных бактерий растут в S-форме. В R-форме – микобактерии туберкулеза, иерсинии чумы, сибиреязвенные бактерии. Мутации S R возникают после встраивания в бактериальную хромосому внехромосомных факторов наследственности.
Биологическое значение – в приобретении селективных преимуществ: устойчивость R-форм в окружающей среде, S-форм – к фагоцитозу.
Мутагены.
Факторы химической или физической природы, вызывающие мутации в ДНК.
Азотистая кислота – вызывает дезаминирование азотистых оснований, цитозин превращается в урацил, аденин – в гипоксантин. Поскольку урацил спаривается не с гуанином, а с аденином, происходит замена ГЦ на АТ.
Акридиновые красители комплексируются с ДНК и вызывают выпадения или вставки азотистых оснований.
Нитрозосоединения (супермутагены) обладают множественным эффектом и повышают частоту мутаций.
УФ-лучи вызывают образование тиминовых димеров в ДНК, что препятствует процессу репликации
Репарации.
Бактерии обладают репарационными системами для восстановления поврежденного генетического материала. Репарации поврежденной ДНК осуществляются ферментами, синтез которых детерминируется специальными генами. Фотореактивация – восстановление повреждений ДНК, вызванных УФ-лучами. Система темновой репарации осуществляет восстановление повреждений ДНК в отсутствие видимого света.
Система репарации подразделяется на дорепликативную и пострепликативную.
Дорепликативная репарация:
1) обнаружение и надрезание поврежденного участка
ДНК эндонуклеазой;
Удаление поврежденного фрагмента
ДНК-полимеразой I;
Синтез нуклеотидов на неповрежденной нити
ДНК-полимеразой I или III;
4) сшивание нового фрагмента с репарируемой нитью ДНК лигазой.
При утрате способности к темновой репарации действует система пострепликативной репарации, основанной на процессе рекомбинации. Дефектный участок заполняется фрагментами неповрежденной ДНК.
Генетические рекомбинации.
В отличие от размножения эукариот путем реципрокного (взаимного) обмена фрагментами хромосом, когда из двух рекомбинирующих образуются две рекомбинантные хромосомы, рекомбинация у прокариот происходит в результате внутригеномных перестроек или при внесении в клетку части ДНК клетки-донора. Образуется неполная зигота – мерозигота, содержащая одну рекомбинантную молекулу ДНК. Преобладает генотип реципиента + фрагмент ДНК донора.
Способность бактерий к рекомбинации определяется специальными rec-генами. Процесс рекомбинации осуществляется с помощью ферментов. Передача генетического материала у бактерий происходит путем трансформации, трансдукции и конъюгации.
Трансформация - Это непосредственная передача фрагмента ДНК от клетки-донора клетке-реципиенту.
Фазы трансформации бактерий:
1) адсорбция ДНК-донора на клетке-реципиенте;
2) проникновение ДНК внутрь клетки-реципиента;
3) соединение ДНК с гомологичным участком хромосомы реципиента с последующей рекомбинацией.
Трансформация характерна для многих видов бактерий. Обычно передается один ген. Процесс протекает эффективно у бактерий одного вида, но различных генотипов. Способностью трансформироваться обладают только компетентные клетки, появляющиеся в конце логарифмической фазы роста культуры бактерий.
Трансдукция - перенос генетического материала из одной бактериальной клетки в другую с помощью бактериофагов.
В процессе формирования дочерних частиц фага в зараженной бактериальной клетке в их состав могут попадать фрагменты клеточной ДНК. При этом фаг может утрачивать часть собственного генома и становиться дефектным. Фрагмент ДНК бактерии-донора может затем встраиваться в геном реципиента путем рекомбинации и сообщать ему новые свойства: способность синтезировать аминокислоты, азотистые основания, резистентность к антибиотикам.
Конъюгация.
Перенос генетического материала из клетки-донора в клетку-реципиента путем скрещивания
Донорами являются клетки, несущие F-плазмиду (половой фактор). Бактерии, у которых отсутствует F-плазмида –могут быть только реципиентами. При скрещивании донора и реципиента, от донора передается половой фактор к реципиенту. Частота передачи F-фактора близка к 100%.
F-плазмида способна включаться в состав бактериальной хромосомы и освобождаться из генома с захватом сцепленных с ней бактериальных генов. За счет этих генов у реципиента могут появляться новые признаки.
Этапы конъюгации: 1) прикрепление донора к реципиенту с помощью половых ворсинок (sex pili); 2) образование конъюгативного мостика; 3) перенос генетического материала (различные плазмиды, геномная ДНК).
При переносе геномной ДНК происходит разрыв одной цепи в месте интеграции плазмиды с участием эндонуклеазы.
5’-конец ДНК проникает через конъюгативный мостик в клетку реципиента, где достраивается до 2-нитевой структуры. Оставшаяся в клетке-доноре нить является матрицей для синтеза второй нити.
Поиск по сайту: