Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






Організація генетичного матеріалу бактерії.

ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯГЕНЕТИКИ БАКТЕРІЙ.

ГЕНЕТИЧНІ РЕКОМБИНАЦІЇ.

МІНЛИВІСТЬ МІКРООРГАНІЗМІВ.

ОРГАНІЗАЦІЯ ГЕНЕТИЧНОГОМАТЕРІАЛУ БАКТЕРІЙ.

ТЕМА 5: ГЕНЕТИКА МІКРООРГАНІЗМІВ.

Генетика бактерій та вірусів - наука, що вивчає механізми успад­ковування генетичних ознак та їх фенотипні прояви.

Вона започаткована блискучими експериментами Грегора Менделя в 60-х роках минулого століття. Закони Менделя були підтверджені дослідами Г. де Фріза, К. Клорренса, Е. Чермака. Значний вклад у розвиток вчення про мінливість мікроорганізмів внесли К. Негелі (засновник теорії плеоморфізму - про безмежну мінливість бактерій), Р. Кох і Ф. Кон, які висунули ідеї мономорфізму, що стверджували постійність та незмінність бактерійних ознак, притаманних певним видам.

Значний внесок у вивчення законів мінливості мікроорганізмів зро­били Л. Пастер, І. Мечніков, Л. Ценковський, М. Вавілов, М. Тимофєєв-Ресоцький. У 1944 р. О. Ейвері, К Маклауд, М. Мак-Карті довели, що саме ДНК є речовиною, яка зберігає генетичну інформацію. Д. Уотсон і Ф. Крик, М. Уілкінсон у 1953 р. розшифрували генетичний код, встановивши особливості механізмів синтезу білка.

 

Як відомо, генетичний апарат прокаріотів побудовано з двоспі-ральної нитки ДНК, яка складається з 3x109 пар нуклеотидів і замк­нута в кільце. Вона суперспіралізована завдяки поліамінам (сперміну, спермідину), іонам магнію і на електронних мікрофотографіях має форму намиста.

ДНК складається з пуринових (аденін, гуанін) та піримідинових (тимін, цитозин) нуклеїнових основ - гетероциклічних азотистих сполук, до складу яких входить цукор дезоксирибоза. З'єднує поліме­ри фосфорна кислота. Між ланцюгами існують ковалентні та водневі зв'язки, тому молекули легко розпадаються. Кількість аденінових основ дорівнює тиміновим, а гуанінових - цитозиновим.

Хромосома у функціональному відношенні поділяється на фраг­менти, які називаються генами. Ген- елементарна одиниця спадко­вості, що контролює синтез специфічного поліпептидного ланцюга (структурний ген) або діяльність структурних генів (ген-регулятор, ген-оператор). Представлено його невеликими ділянками геномної або епісомної ДНК. Кожний ген складається з триплетів (кодонів) нуклеїнових основ, які кодують одну амінокислоту.

Гени, які відповідають за синтез сполуки, позначають рядковими літерами латинського алфавіту, які відповідають назві сполуки. Наприклад, his+ - гістидиновий ген, leu+ - лейциновий ген. Гени, що контролюють резистентність до антибіотиків, інших препаратів, позначаються літерою r (resistance - стійкість). Чутливі до препаратів бактерії позначаються літерою s (sensitive - чутливий). За цим прин­ципом позначення kanr, risr означає резистентні до канаміцину та ристоміцину штами, a kans, riss - чутливі. Фенотип батерій познача­ється аналогічно генотипу, однак прописними літерами.

Сукупність генів нуклеоїда та позахромосомних факторів спадко­вості зумовлюють генотипбактеріальної клітини. Фенотип- інди­відуальний вияв генотипу в конкретних умовах існування.

Існує певний механізм, за допомогою якого послідовність нуклеотидів у гені визначає послідовність амінокислот у білку.

Спочатку ДНК клітини деспіралізується, і на одній із її ниток, як на матриці, фермент ДНК-залежна РНК-полімераза за принципом комплементарності формує полірибонуклеотидний ланцюг, який на­зивається інформаційною або матричною РНК (і-РНК, м-РНК). Ця стадія синтезу білка називається транскрипція(transcriptio - переписую).

Інформаційна РНК переноситься клітиною в цитоплазму, де розташовані рибосоми. Розпочинаєтся наступний етап - трансляція(translatio - перенесення). Саме в цей період на рибосомах відбувається зчитування генетичного коду ІРНК та побудова поліпептидних ланцюгів.

У цитоплазмі клітини завжди існують особливі специфічні нуклеї­нові кислоти, які називаються транспортними РНК (тРНК). На одному -з кінців вони мають триплет нуклеотидів (антикодон), а на іншому -місце для з'єднання з відповідною амінокислотою (кодон). Вони достав­ляють необхідну амінокислоту до рибосоми, на якій відбувається елонгація (elongatio - подовження) поліпептидиого ланцюга.

Генетична інформація клітини може бути закодована як хромо­сомними генами, так і генами, які знаходяться у позахромосомному стані, тобто відмежовані від хромосоми, але здатні до тривалого підтримання та відтворення в такій формі. їх виявлено у бактерій багатьох родів. Позахромосомні елементи спадковості представлено плазмідами, транспозонами, Is-елементами та фагами.

Найдрібнішими за своїми розмірами є Is-послідовності (insertion sequenses - вставлені послідовності). Вони складаються з 1000 пар нуклеотидів і не несуть інших генів, крім генів, що відповідають за їх переміщення у різні ділянки бактеріальної ДНК. В усіх випадках вони пов'язані з хромосомною або плазмідною нуклеїновою кислотою і не здатні до самостійної реплікації. Вони виконують координуючу роль, пов'язуючи між собою всі елементи спадковості клітини, регулятор­ну функцію, а також здатні індукувати мутації типу делеції чи інверсії.

Транспозони(transposition - переміщення) є нуклеотидними послі­довностями, які крім генів, що відповідають за транспозицію, можуть нести гени, кодуючі інші функції. Довжина їх сягає 2000-20000 нуклеотидних основ. Вони можуть існувати самостійно у вигляді кільцевої молекули ДНК, не здатної до реплікації, або бути включеними до складу бактерійних геномів і плазмід. Вони можуть нести інформацію про синтез, наприклад, бактеріальних ентеротоксинів, ферментів, руйнуючих антибіотики.

Транспозони виявлено у клітинах дріжджів, бактерій, рослин, комах, хребетних і навіть людей. Найважливіша їх властивість - здат­ність до міграції з одного реплікона до іншого. За рахунок цього вони виконують регулюючу, кодуючу функції, здатні індукувати генні мутації.

Плазміди - кільцеві молекули ДНК молекулярною масою до 106-108 Д з 1,5-400 тис пар основ. Вони можуть існувати в цитоплазмі у вільному стані або бути інтегрованими з клітинною хромосомою. Тоді їх називають епісомами. Плазміди містять у своєму складі tra-оперон (transfer - перенос), який забезпечує їх здатність до передачі, і гени, які кодують якусь ознаку. їх називають трансмісивними,якщо вони самостійно передаються іншим клітинам за допомогою кон'югації, і нетрансмісивними,коли не мають власного апарату передачі, а пе­реносяться разом трансмісивними або при трансдукції. Вони можуть існувати в клітині у декількох копіях.

Плазміди виконують регуляторну та кодуючу функції. Регулятор­ний ефект їх полягає в здатності представляти власні реплікони при порушенні функціонування клітинних генів; кодуюча роль - у внесенні в клітину нових ознак, які надають їй певних переваг при взаємодії з організмом хазяїна.

Сьогодні відомо декілька десятків різноманітних плазмід. Серед них найдетальніше вивчено плазміди F, Col, R, Ent, Hly, бактеріоциногенності, біодеградації. Плазміди F забезпечують перенос бакте­ріальної хромосоми при кон'югації. R-плазміди є факторами множин­ної резистентності до лікарських засобів. Вони кодують стійкість до 10 антибіотиків та солей важких металів (Ni, Cu, Hg). Col-плазміди забезпечують синтез коліцинів - білків з летальною активністю проти коліформних мікроорганізмів. Hly-плазміди зумовлюють утворення гемолізинів у золотистих стафілококів, Ent-плазміди забезпечують ентеротоксиренну активність штамів кишкової палички. Плазміди біодеградації надають мікроорганізмам здатність утилізувати незвичні субстрати: Cam-плазміда - камфору, Oct-плазміда - октану тощо.

Про плазмідну локалізацію гена можуть свідчити високі темпи втрати ознаки спонтанно, а також підсилення її під впливом підви­щеної температури, хімічних речовин (акридинові барвники), спільна втрата і спільне набуття декількох ознак.

Сприяти проявам мінливості бактерій можуть деякі помірні та дефектні бактеріофаги. За своїми біологічними властивостями вони подібні до плазмід, можуть самостійно існувати в цитоплазмі бакте­ріальних клітин. При інтеграції з хромосомою мікроба вони можуть надавати йому нові ознаки.

Таким чином, плазміди убіквітарні. Вони не мають вирішального значення для забезпечення існування бактерійних клітин, однак віді­грають чи не найважливішу роль у створенні розмаїття генетичного матеріалу при природному відборі.


Читайте також:

  1. II. Організація і проведення спортивних походів
  2. II. Організація перевезень
  3. II. Організація перевезень
  4. III. Повторення вивченого матеріалу.
  5. III. Сприйняття й засвоєння учнями навчального матеріалу
  6. IV. Вивчення нового матеріалу – 20 хв.
  7. IV. Вивчення нового матеріалу.
  8. IV. Вивчення нового матеріалу.
  9. IV. Виклад інформаційного матеріалу
  10. IV. Виклад інформаційного матеріалу
  11. IV. Подання нового матеріалу
  12. IV. Сприйняття та усвідомлення навчального матеріалу




Переглядів: 2967

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Васteria | Мінливість мікроорганізмів.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.013 сек.