Реферат Курсовая Конспект
Мутации у бактерий - Лекция, раздел Биотехнологии, Лекции № 6 Генетика микроорганизмов-1 Мутации– Это Изменения В Последовательности Отдельных Ну...
|
Мутации– это изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК, которые ведут к таким проявлениям, как изменения морфологии бактериальной клетки, возникновение потребностей в факторах роста, например в аминокислотах, витаминах, т. е. ауксотрофности; к устойчивости к антибиотикам, изменению чувствительности к температуре, снижению вирулентности (аттенуация) и т. д.
Мутации могут быть спонтанными, т. е. возникающими самопроизвольно, без воздействия извне, и индуцированными.
Точечные спонтанные мутации возникают результате возникновения ошибок при репликации ДНК, что связано с таутомерным перемещением электронов в азотистых основаниях.
Тимин, например, обычно находится в кетоформе, в которой он способен образовывать водородные связи с аденином. Но если тимин во время связывания оснований при репликации ДНК переходит в фенольную форму, то он спаривается с гуанином, в результате в новой молекуле ДНК на месте, где раньше стояла пара А–Т, появляется пара Г–Ц.
Спонтанные хромосомные аберрации возникают вследствие перемещения подвижных генетических элементов.
Индуцированные мутации появляются влиянием внешних факторов, которые называются мутагенами. Мутагены бывают физическими (УФ-лучи, гамма-радиация), химическими (аналоги пуриновых и пиритовых оснований, азотистая кислота и ее аналоги, и другие соединения) и биологическими – транспозоны.
По фенотипическим последствиям мутации подразделяются на нейтральные, условно-летальные и летальные.
Нейтральныемутациифенотипически не проявляются какими-либо изменениями признаков.
Мутации, которые приводят к изменению, но не к утрате функциональной активности фермента, называют условно-летальными. В зависимости от условий окружающей среды микроорганизмы могут сохранять свою жизнеспособность или, наоборот, утрачивают её.
Летальные мутациихарактеризуются полной утратой способности синтезировать жизненно важный для бактериальной клетки фермент или ферменты. Мутации проявляются в фенотипе в виде утраты или изменения морфологических и биохимических признаков. Например, жгутиков, пилей, капсулы клеточной стенки, утраты синтезировать определенные аминокислоты (ауксоторофы), возникновение устойчивости к лекарственным или дезинфицирующим препаратам.
Весьма важным обстоятельством является то, что у болезнетворных микробов под влиянием различных факторов изменяется степень их патогенности. Этой изменчивостью впервые воспользовался Л. Пастер. В 1881г. он получил впервые вакцину против сибирской язвы путём длительного выращивания микроба при повышенной температуре 42-43 °С.
Вирусы, как и бактерии, также обладают способностью под действием различных факторов утрачивать полностью или частично свою вирулентность, сохраняя при этом свои иммуногенные свойства. Мутации, которые приводят к S-R-диссоциациям, относятся к инсерционным, поскольку они возникают после встраивания плазмид, транспозонов и Is-последовательностей, а также умеренных фагов в бактериальную хромосому.
Так, у дифтерийных бактерий S-R-диссоциация связана с их лизогенизацией соответствующими бактериофагами. При этом R– формы образуют экзотоксин.
Биологическое значение S-R-диссоциаций состоит в приобретении бактериями определённых селективных преимуществ, обеспечивающих их существование в организме человека или во внешней среде. S – формы более устойчивы к фагоцитозу макрофагами, бактерицидному действию сыворотки крови. R – формы обладают большей устойчивостью к факторам внешней среды. Вместе с тем S – R-диссоциация усложняет бактериологическую диагностику ряда инфекционных заболеваний.
У бактерий известны три способа передачи признаков (рекомбинаций): конъюгация; трансдукция; трансформация.
В результате этих трех процессор ДНК переносится из бактерии-донора в бактерию-реципиент. Эти процессы отличаются друг от друга способом транспортировки ДНК. После переноса ДНК в клетке-реципиенте происходит рекомбинация. При этом ДНК донора встраивается в ДНК бактерии-реципиента. Клетку, в которой произошла рекомбинация, называют рекомбинантом. Передача плазмидных генов происходит путем трансдукциииконъюгации.
Рекомбинационный процесс у бактерий имеет свои особенности. Это в первую очередь определяется способом их размножения и закономерностями передачи генетического материала. Известно, что генетические рекомбинации у клеток эукариотов совершаются в ходе процессов, сопровождающих половое размножение путем реципрокного (взаимного) обмена фрагментами хромосом. При таком обмене генетическим материалом из двух рекомбинирующих родительских хромосом образуются две рекомбинантные хромосомы. Применительно к клеткам это означает, что в результате рекомбинаций возникают две рекомбинантные особи.
Генетическая рекомбинация– это взаимодействие между двумя геномами, т. е. между двумя ДНК, обладающими различными генотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей.
Прокариотам несвойственно половое размножение.
Отсутствие полового размножения и мейоза, в процессе которых у высших организмов происходит рекомбинация, гаплоидный набор генов и определяют особенности рекомбинации у бактерий.
Существуют специальные гены (rec-гены), детерминирующие рекомбинационную способность клеток-реципиентов.
В процессе рекомбинации бактерии условно делятся на клетки-доноры, которые передают генетический материал, и клетки-реципиенты, которые воспринимают его. В клетку-реципиент проникает не вся, а только часть хромосомы клетки-донора, что приводит к формированию неполной зиготы – мерозиготы. В результате рекомбинации в мерозиготе образуется только один рекомбинант, генотип которого представлен в основном генотипом реципиента, с включенным в него фрагментом хромосомы донора. Реципроктные рекомбинанты не образуются.
По молекулярному механизму генетическая рекомбинация у бактерий делится на три вида: гомологичную, сайт-специфическую и незаконную.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Кафедра микробиологии иммунологии и вирусологии... Лекции Генетика микроорганизмов... История...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Мутации у бактерий
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов