МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ЭПИДЕМИОЛОГИИ И МЕТОДАМИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕКЦИЯ: ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ ЛЕКЦИЯ: ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ Преподаватель: Лебедева Г.Г. заведующая бактериологической лабораторией заведующая бактериологической лабораторией городской больницы городской больницы

План лекции: 1. Генетический материал бактерий. 2. Плазмиды бактерий и их основные функции. их основные функции. 3. Фенотипическая изменчивость. Модификации бактерий: Модификации бактерий: –морфологические –биохимические –культуральные 4. Генотипическая изменчивость. - Мутации. - Мутации. - Генетические рекомбинации: - Генетические рекомбинации: трансформация трансформация трансдукция трансдукция конъюгация конъюгация

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ БАКТЕРИЙ –НУКЛЕОИД - одна замкнутая кольцевидная хромосома, содержащая до 4000 отдельных генов, необходимых для поддержания жизнедеятельности и размножения бактерий, бактериальная клетка гаплоидна. –ПЛАЗМИДЫ - внехромосомные факторы наследственности

ПЛАЗМИДЫ Плазмиды образованы молекулами ДНК. Регуляторные плазмиды участвуют в компенсировании тех или иных дефектов метаболизма бактериальной клетки. Кодирующие плазмиды привносят в бактериальную клетку новую генетическую информацию, кодирующую новые, необычные свойства (например, устойчивость к антибиотикам)

ГРУППЫ ПЛАЗМИД F-плазмиды контролируют синтез F-пилей, способствующих передачи генетического материала от бактерий-доноров (F+) к бактериям-реципиентам (F–) в процессе конъюгации R-плазмиды (от англ. resistance, устойчивость) кодируют устойчивость к лекарственным препаратам. Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства бактерий и токсинообразование (плазмиды включают tox+-гены). Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства бактерий и токсинообразование (плазмиды включают tox+-гены). Плазмиды бактериоциногении кодируют синтез бактериоцинов - белковых продуктов, вызывающих гибель бактерий того же или близких видов.

Генотип- вся совокупность имеющихся у микроорганизма генов. Фенотип - совокупность реализованных (т.е. внешних) генетически детерминированных признаков, т.е. индивидуальное (в определенных условиях внешней среды) проявление генотипа.

ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ Приспособительная активность микроорганизмов лежит в основе их изменчивости. Далеко не каждый признак признаётся пригодным для включении в наследственную информацию. Он должен быть тщательно проверен, доказана его целесообразность для потомства. МОДИФИКАЦИИ - временные, наследственно не закреплённые изменения. модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей среды модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей средыБИОВАРЫСЕРОВАРЫФАГОВАРЫ

Стандартное проявление модификации разделение однородной популяции на несколько типов - ДИССОЦИАЦИЯ МИКРОБОВ. S - М- D- R-колонии

Простые проявления диссоциаций, доступных для наблюдений - изменение вида и структуры колоний бактерий на твёрдых питательных средах. Для обозначения таких колоний Аркрайт (1921) предложил первые буквы английских названий: S - колонии [от англ. smooth, гладкий] R-колонии [от англ rough, шероховатый] М-колонии [от англ. mucoid, слизистый] D-колонии [от англ. dwar карликовый]. S - М- D- R-колонии

ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ 1. 1.МУТАЦИЯ - скачкообразное изменение наследственного признака – –спонтанные и индуцированные, – –генные (изменения одного гена) и хромосомные (изменения двух или более двух участков хромосомы). 2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ - изменчивость, связанная с обменом генетической информации. КОНЪЮГАЦИЯ прямой перенос фрагмента ДНК от донорских бактериальных клеток к реципиентным при непосредственном контакте ТРАНСФОРМАЦИЯ генетическое изменение клеток в результате включения в их геном экзогенной ДНК ТРАНСДУКЦИЯ перенос бактериофагом в заражаемую клетку фрагментов генетического материала клетки, исходно содержавшей бактериофаг.

ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ Конъюгация Трансформация Трансдукция

D-

ВИДЕО ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Генная инженерия - технология изменения хромосомного материала клеток. Генная инженерия - технология изменения хромосомного материала клеток.

Бактерии удобная модель для генетических исследований. относительная простота строения генома, гаплоидность половая дифференциация в виде донорских и реципиентных клеток наличие обособленных, и интегрированных фрагментов ДНК (плазмид, и т.д.) лёгкость культивирования и возможность получения популяций, содержащих миллиарды микробных тел

На основе достижений генетики разработаны высокоточные методы диагностики и идентификации микроорганизмов: определение плазмидного профиля ДНК- гибридизация, полимеразная цепная реакция (ПЦР) Плазмиды и вирусы (бактериофаги) используют в генной инженерии в качестве векторов для переноса генетического материала. Процесс переноса называется генетической трансформацией.

С помощью генно- инженерных методов получают:вакциныантигеныдиагностикумыгормоныиммуномодуляторыантибиотики В настоящее время разработаны способы получения более 1000 наименований продуктов биотехнологическими способами. В настоящее время разработаны способы получения более 1000 наименований продуктов биотехнологическими способами.

Трансгенным (или генетически модифицированным) называется обьект, в геном которого методами генетической инженерии перенесены гены (их называют трансгенами) из других организмов. (или генетически модифицированным) называется обьект, в геном которого методами генетической инженерии перенесены гены (их называют трансгенами) из других организмов. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГМО Основными преимуществами такой технологии по сравнению с традиционной селекцией являются: Основными преимуществами такой технологии по сравнению с традиционной селекцией являются: возможность переноса всего одного гена, что практически не затрагивает исходный генотип; возможность переноса всего одного гена, что практически не затрагивает исходный генотип; возможность придания признаков, которые нельзя перенести путём скрещивания с близкородственными видами; значительное ускорение процесса получения новых генотипов

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Назовите функции нуклеоида бактерий. Дополните текст: «Внехромосомные молекулы ДНК в цитоплазме бактериальной клетки называются …..» Что представляет собой диссоциация колоний микроорганизма на плотной питательной среде. Назовите функции плазмид бактериальой клетки. Перечислите виды Перечислите виды генетических рекомбинаций бактерий.