Генетика микроорганизмов

Генетический материал бактерий Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самостоятельной репликации - репликонов Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самостоятельной репликации - репликонов Репликонами являются бактериальные хромосомы и плазмиды (внехромосомная ДНК)Репликонами являются бактериальные хромосомы и плазмиды (внехромосомная ДНК) Подвижные генетические элементы (IS- элементы, транспозоны) – к самостоятельной репликации не способны Подвижные генетические элементы (IS- элементы, транспозоны) – к самостоятельной репликации не способны

Хромосома Бактериальная хромосома представлена одной двухцепочечной молекулой ДНК кольцевой формы Бактериальная хромосома представлена одной двухцепочечной молекулой ДНК кольцевой формы Бактериальная хромосома формирует компактный нуклеоид бактериальной клетки Бактериальная хромосома формирует компактный нуклеоид бактериальной клетки Размеры хромосом – 3,2 х 10 н.п.Размеры хромосом – 3,2 х 10 6 н.п. Кодирует жизненно важные для бактерии функции Кодирует жизненно важные для бактерии функции

Плазмида Двухцепочечные молекулы ДНКДвухцепочечные молекулы ДНК Размеры плазмид – от 10 3 до 10 6 н.п.Размеры плазмид – от 10 3 до 10 6 н.п. В основном кодируют функции, придающие бактерии преимущество в случае попадания в неблагоприятные условияВ основном кодируют функции, придающие бактерии преимущество в случае попадания в неблагоприятные условия Устойчивость к антибиотикам Устойчивость к антибиотикам Образование колицинов Образование колицинов Продукция факторов патогенности Продукция факторов патогенности Синтез антибиотических веществ Синтез антибиотических веществ

Формы изменчивости бактерий Мутации Мутации Все возможные типы мутаций под действием химических, физических и биологических мутагенов Все возможные типы мутаций под действием химических, физических и биологических мутагенов Рекомбинации Рекомбинации

Способы рекомбинации бактерий Генетическая рекомбинация – взаимодействие между двумя геномами, т.е. между двумя ДНК, обладающими различными генотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, т.е. формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей Генетическая рекомбинация – взаимодействие между двумя геномами, т.е. между двумя ДНК, обладающими различными генотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, т.е. формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей Конъюгация Конъюгация Трансдукция Трансдукция Трансформация Трансформация

КОНЪЮГАЦИ ЯКК КОНЪЮГАЦИЯ Клетка - донор Клетка- реципиент хромосома Плазмида - F-фактор Перенос ДНК плазмиды после репликации пили

ТРАНСДУКЦИЯ ЛИЗОГЕННАЯ КОНВЕРСИЯ неспецифическая специфическая Переносятся любые гены, захваченные бактериофагом Переносятся определение гены, вблизи которых встраивался умеренный бактериофаг в реципиентной клетке бактериофаг ДНК фага ДНК бактерии- донора ДНК бактерии- донора ДНК бактерии- реципиента ДНК бактерии- донора

ТРАНСФОРМАЦИЯ Трансформация - поступление свободной ДНК (после разрушения клетки - донора) в клетку - реципиент с помощью специальных мембранных белков - переносчиков, интеграция поглощенной ДНК в хромосому (за счет рекомбинации) и изменение свойств клетки-реципиента. Хромосома клетки реципиента Клетка - реципиент чувствительная к стрептомицину ДНК разрушенной клетки-донора, устойчивой к стрептомицину Поглощение чужой ДНК Интеграция поглощенной ДНК в хромосому Трансформированная клетка-реципиент, устойчивая к стрептомицину