Генетические рекомбинации у бактерий. Способы переноса генетической информации из клетки в клетку. Трансформация: сущность, условия возникновения, этапы, значение

Мутации у бактерий. Характеристика типов мутаций. Спонтанные и индуцированные мутации, механизмы возникновения, значение мутаций

Мутации - стабильное изменение первичной структуры геномной ДНК, которое приводит к наследственно закрепленному изменению или утрате одного или нескольких признаков, не связанное с генетическим обменом или присутствием плазмид.

Типы мутаций:

Спонтанные мутации возникают в обычных условиях под влиянием природных факторов,ошибок в репликации генома, действия транспозонов и Is-элементов.

Индуцированные мутации получают с помощью обработки бактериальной культуры мутагенами - факторами химической, физической или биологической природы, способными вызывать повреждения ДНК.

В зависимости от степени мутационных повреждений мутации подразделяют на:

Хромосомные - крупные перестройки в отдельных фрагментах ДНК. (Делеции - выпадение нескольких нуклеотидов, инверсии - поворот участка хромосомы на 180*, дупликации - повторение участка хромосомы, дислокации - изменение последовательности нескольких оснований). Бывают летальными, обычно приводящими мутировавшие бактерии к гибели.

Генные (точковые) мутации - изменение одной пары оснований. Различают: выпадение или вставки оснований, простые замены (транзиции) - при которых пурин заменяется на другой пурин(аденин>гуанин), пиримидин на другой пиримидин (тимин>цитозин), сложные замены (трансверии), когда пурины заменяются на пиримидины(а>т, ц>г). Точковые мутации возникают с большой частотой и имеют большое значение в Генотипической изменчивости бактерий, способствуя их эволюции.

Прямые мутации - связаны с потерей функцией.Обратные мутации - с восстановлением этой функции

Рекомбинации- это процесс взаимодействия между двумя молекулами ДНК, приводящий к образованию новой рекомбинантной молекулы.

Типы генетических рекомбинаций у бактерий: трансформация, трансдукция, конъюгация.

Трансформация- тип генетического обмена, при котором участок нативной молекулы ДНК донора проникает в бактерию-реципиент и вызывает изменение ее генотипа. Для того, чтобы трансформация была успешной, ДНК донора и бактерии-реципиента должны обладать определёнными свойствами:

- ДНК донора должна быть выделена из бактериальной культуры того же вида, что и реципиент (или близкородственного). Участок трансформирующей ДНК должен сохранять интактную структуру (двунитчатую спирализацию) и иметь значительную молекулярную массу.

- Клетки реципиентной бактериальной культуры для осуществления трансформации должны быть компетентными, то есть способными адсорбировать на своей поверхности ДНК донора и поглащать ее

Стадии трансформации:

1. Адсорбция фрагментов двунитивой ДНК донора на поверхности клеточной стенки компетентных клеток. ДНК связывается с участками поверхности, доступными только у компетентных клеток.

2. Ферментативное расщепление адсорбированной молекулы двунитивой ДНК на более мелкие фрагменты с помощью индуцированной клеточной эндонуклеазы.

3. Проникновение фрагментов ДНК сопровождается разрушением одной из нитей ДНК и освобождением энергии, необходимой для дальнейшего проникновения.

4. Проникший однонитевый фрагмент ДНК взаимодействует с участком высокой гомологии генома клетки реципиента с образованием гибридной молекулы ДНК (гомологичная рекомбинация), в которой одна нить содержит генотип реципиента, а вторая нить является рекомбинантной.

Трансформация является одним из факторов эволюции бактерий. Появляющиеся рекомбинанты с новым сочетанием генов играют определённую роль в естественном отборе. С помощью трансформации проводится тонкое картирование генов, уточняются генетические карты.

№9 Генетический обмен у бактерий. Конъюгация: сущность, этапы, значение. Типы штаммов-доноров: F+; Hfr; F`: свойства донорных клеток и особенности взаимодействия с реципиентом.

Конъюгация- форма обмена генетическим материалом между бактериями при их непосредственном клеточном контакте. Этот процесс контролируется F-плазмидами, а также другими конъюгативными плазмидами. При конъюгации донорами являются “мужские” клетки, содержащие F-плазмиды, а реципиентами являются “женские” F-минус клетки, у которых плазмида отсутствует.

Бактериальные штаммы, в клетках которых F-фактор интегрирован в хромосомы носят название Hfr-штаммы.

F`-свободная плазмида,несущая несколько бактериальных генов.

Типы скрещиваний: F+ x F-; Hfr x F-;F` x F-

Клетки-доноры возможно отличить от реципиентных клеток по наличию F-пилей, дополнительного поверхностного антигена, по чувствительности к некоторым РНК-бактериофагам, а также по ряду физико-химических свойств.

Дата добавления: 2015-08-31