Позахромосомні фактори спадковості бактерій. Плазміди, їх основні генетичні функції. Мігруючі елементи. Роль мутації, рекомбінації і селекції в еволюції мікробів
До позахромосомних факторів спадковості відносять плазміди, транспонози та IS-елементи.
1.Плазміди- незалежні генетичні елементи, що містять додаткові гени.Є незалежними репліконами, їх ДНК замкнена у кільце.Не об'єднані з бактеріальною хромосомою.При поділі бактерії розділяються між дочірніми клітинами випадково.
Ф-ції плазмід:регулюють власну реплікацію та кількість утворюваних копій,виконують ряд інших функцій: стійкість до антибіотиків даної бактерійної популяції(R-плазміди), несуть гени вірулентності або токсинів(Ent-плазміди), детермінують синтез гемолізину і обумовлюють вірулентність деяких бактервй(Hly-плазміди, несуть гени синтезу білків, спрямованих проти інших бактерій(Col-плазміди), зумовлюють наявність у бактерій F-пілів та їх здатність обмінюватись генетичним матеріалом шляхом кон'югації(F-плазміди).
Будова:складаються з модулів:основного реплікону і генів,які забезпечують перебіг реплікації.
2.Транспозони(мігруючі елементи): мобільні елементи ДНК, які пересуваються всередині хромосоми або в позахромосомну ДНК але в межах однієї клітини.Деякі,можуть переміщатися в інші клітини в процесі,що схожують на кон'югацію.
Ф-ції: впливають на геном хазяїна, оскільки вбудовуються всередину генів або у близько прилеглі ділянки, порушуючи генну структуру чи підпорядковуючи експресію цих генів новим регуляторним елементам.Викликають багато хромосомних мутацій.
Мутація-раптова стрибкоподібна зміна генотипу в організмі, що передається спадково, внаслідок чого виникають організми-мутанти. Доля мутантних організмів залежить від ступеня збереження їх життєздатності. Мутації у мо пов'язані з набуттям лікарської стійкості, надають їм селективних переваг в умовах повсюдного застосування антибіотиків та інших хіміопрепаратів.
Рекомбінації:
-трансформація-явище передачі генетичної інформації бактерії-реципієнта за допомогою ізольованої дезоксирибонуклеїнової кислоти бактерії-донора.Спричинює появу у трансформрваної клітини та її потомства нових ознак,характериних для донорської клітини.
-трансдукція-перенесення спадкового матеріалу від клітини-донора до клітини- реціпієнта за допомогою помірного бактеріофага.Якщо ДНК донора не включається в хромосому реціпієнта, то при поділі клітин така ДНК передається тільки одній дочірній клітині(абортивна трансдукція),а якщо ДНК донора включається у зромосому реціпієнта-всім дочірнім клітинам.
-кон'югація-передача хромосомного матеріалу клітини-донора клітині-реципієнту в процесі прямого контакту.
Значення генетики у розвитку загальної і медичної мікробіології, вірусології, молекулярної біології. Мікробіологічні основи генної інженерії. Схема одержання генних структур і спадково змінених організмів. Досягнення генної інженерії, використання генноінженених препаратів у медицині.
Ге́нна інжене́рія — це біотехнологічний прийом, спрямований на конструювання рекомбінантних молекул ДНК на основі ДНК, взятої з різних джерел. Генна інженерія ґрунтується на молекулярній біології, яка дає можливість вносити зміни в молекулярну взаємодію основних біологічних молекул у клітині й поза нею. Біологи оволоділи методами, які дають можливість маніпулювати біологічними молекулами, досліджувати і змінювати їхню структуру. За рахунок змін в основних біологічних молекулах ДНК є можливість створювати варіанти живих систем, які не виникають в результаті природної еволюції.Технології одержання рекомбінантних молекул ДНК і клонування (розмноження) генів передували методи, за допомогою яких молекулу ДНК розщеплюють на фрагменти, модифікують і знову реконструюють в одне ціле. При цьому мають багато копій цієї молекули. Потім, використовуючи цю рекомбінантну молекулу, можна синтезувати молекули РНК і одержати білок з певними якостями і властивостями.