Таырыбы: Бактерия генетикасы. Модификация. Мутация. Генетикалы рекомбинация. Плазмидалар.

Масаты:Генетикалы рекомбинацияларды (трансформация, трансдукция, коньюгация) зерттеу шін тжірибелер ою.

Генетика -тым уалау жне згергіштік туралы ылым.

Генотип - жасушаларды тым уалау асиетін амтамасыз ететін,нуклеотидтардан тратын гентерді бірлестгі .оршаан ортаны,тиісті жадайларына арай спецификалы жауап беру абілеттілігі тым уалайды,сондытан іске асырылатын белгілерді барлы жиынтыын фенотип деп атайды.

Ген- бір белокты(немесе бір белгіні) синтезделуіне жауап беретін ДН молекуласыны бір блшегі(фрагменті).Ол ДН тізбекшесіндегі ретімен алмасып отыратын нуклеотидтар.

Генетикалы код- гендегі негіздерді орналасу реті. Код-тым уалау информациясыны жазылуы.

Ген белгіліріні сырты байалуын, яни фенотипін зерттеу микроб гендеріні картасын жасауды негізі болып табылады.

Модификация (фенотиптік згергіштік)- эволюциялы бекітілген оршаан орта жадайыны згеруіне арай жауап берілетін микроорганизмдерді бейімделу(адаптация) реакциясы. Олар микробты тіршілік абілеттілігін амтамасыз етеді жіне тиісті факторды сер етуі тотааннан кейін жойылады. ыса уаытты модификациялар тек ана бірінші буынны тіршілік ету кезінде саталады. за мерзімді модификациялар бірнеше рпаты тіршілік ету кезінде саталады. Негізінде фенотиптік згерістер, яни модификациялар мірбаи тым уаламайды,сер етуші фактор жойыланнан кейін брыы асиеттері алпына келеді.

Мутациялар - ДН-ны рылысындаы згерістерді нтижесінде болады. Мутация кезінде кейбір асиеттері жоалады жне ол асиеттер тым уалайды.Шыу тегі, хромосомадаы орналасуы, ДН рамындаы алашы згерістерді сипаттамасы, мутацияланан бактериялы жасушадаы фенотиптік згерістерді салдары жне баса белгілері бойынша мутацияларды бірнеше топтара бліп жіктейді(классификациялайды).

Шыу тегі бойынша- спонтанды жне идуцияланан мутациялар. Спонтанды мутациялар табии жадайда зінен-зі болады, себебін анытау те иын. Индуцияланан мутациялар тиісті физикалы немесе химиялы факторларды(мутагендерді) серінен тжірибе жадайында пайда болады(мысалы,ультра-клгін сулені серінен).

Тиісті аминышылдарын, азотты негіздерді, су факторларын ажет ететін микроб штамдарын, яни мутанттарды аукстрофтылар деп атайды. Мутацияланан гендерді саны жне ДН- біріншілік рылымындаы згерістерді сипаттамасына арай гендік жне хромосомалы мутациялар болады. Біріншісінде згеріс тек ана бір генде(сондытан оны нктелік мутация деп атайды), ал екіншісінде-бірнеше гендерде болады. Нктелік мутация кезінде ген тсіп алады, немесе бір ген осылады, немесе негіздер осаы алмасады.

Бактериялар диссоциациясы-згергіштікті зінше бір трі. Ол бактерияларды таза даылын тыыз ортаа сепкенде 2 трлі колониялар тзеу арылы байалады.

Диссоциациялы процесс кезінде тек ана колониялар пішіні згеріп оймай, оларды биохимиялы, антигендік жне патогендік белгілері згеруі ммкін.

Микроб жасушаны(клетка) заымданан генетикалы заттарын алпына келтіру абілеттілігі бар(репарация). Репарация арнайы гендерді баылауында болатын ферменттерді кмегімен атарылады.

орыта келгенде, фенотиптік(модификациялы, тым уаламайтын) згергіштік оршаан орта факторларыны серінен болып, бактерия генотипінде згеріс туызбайды. Генотиптік(тым уалайтын) згергіштік мутациялы(мутагендік фактор сер етіп ДН-да згеріс болу) жне рекомбинациялы(геномда ртрлі рекомбинациялы процесс болу) болып екі топа блінеді.

Бактериялы рекомбинациялара мына былыстар жатады: трансформация, трансдукция, коньюгация.

Трансформация-донорды(беруші) ДН фрагменті арылы рецепиентке (абылдаушы) генетикалы информация жеткізілу нтижесінде бактерия асиеттеріні згеруі. Бл былысты алашы рет 1922 жылы аылшын зерттеушісі Ф.Гриффитс тышандарда тжірибе жасау кезінде байаан. Ол тышандара вирулентсіз (капсуласы жо) пневмококктар мен вирулентті (капсуласы бар) пневмококктарды араластырып енгізеді (жтырады). лген тышандардан капсулалы пневмококк блініп алынан. Капсулалы пневмококк лтірілмегенмен оны ДН-ы саталан, ол капсуласыз тріне еніп, капсулалы пневмококк пайда болан деген тжырыма келген, бл былысты трансформация деп атаан. Осы жадайда 1944 жылы Америкалы зерттеушілер О.Эвери, Ж.Мак-Леод жне К.Мак-Карти пробиркада тжірибе жасап длелдеген. Трансформациялы былыс кез келген жадайда бола бермейді, ол шін зіні клетка абатынан бтен ДН-ын ткізе алатын бактериялар болуы керек. Ондай абылдаушы клеткаларды компонентті жасушалар деп атайды.

Трансформация бірнеше кезенен трады:

1.Рецепиент-бактерияа донорды екі жіпшелі ДН блшегіні адсорбциялануы жне абылдануы;

2.Эклипс-жасырын кезеі-бл кезде ДН- биологиялы сері болмайды.

3.Интеграциялау(осылу)-донорды хромосомалы (ДН блшегі) рецепиентті хромосомасына осылады.

4.Гендерді экспрессиялануы (айындалуы) - трансформацияланан жасуша клоныны кбеюі. Жаадан пайда болан бактерия рпаында згерген ген болады. Трансформация кезінде гендік блшекті біреуі екіншісімен алмасады. Трансформация арылы жаа морфологиялы, даылды, патогендік т.б. асиеттер беріледі.

Трансдукция- донордан рецепиентке генетикалы информацияны лсіз фаг арылы жеткізу. лсіз фаг бактерияа енгеннен кейін за мерзім сонда алып ояды. Кейбір факторларды серінен ол кшейіп бактериядан шыан кезінде сол бактерияны ДН- бір фрагментін зіні ДН-на осып ала кетуі ммкін. Енді осындай лсіз фаг екінші бактерияа енген кезде оан жаа асиет беруі ммкін.

Генерализацияланан трансдукция кезінде - фаг бактериялы ДН- фрагментін алып, фаг басындаы зіні геномына жаластырады. Мндай фагтарды дефектілі фаг деп атайды, себебі гені бактериялы ДН- блшегімен алмастырылан. Генетикалы затты осып алу бактерия хромосомасыны бліну кезінде болады. Спецификалы (шектелген) трансдукция кезінде фага жаын орналасан бактерия-донорды хромосомасындаы ген беріледі. Бл былыс зіні геномында бактерия хромосомасыны фрагменті бар фагтарды кмегімен атарылады. Бл процесс кезінде бактериялы жасушада лизогенизациялану болады.

Коньюгация - донор-жасушадан рецепиентке бактерияларды бір-бірімен тікелей жанасанда генетикалы информация берілуі. Бактерияларды коньюгациялы абілеттілігі оларда жынысты фактор-F, хромосомадан тыс автономиялы детерминантты болуымен байланысты. Бл фактор зінше репликациялану абілеттілігі бар ДН молекуласына жатады. Осындай жынысты факторы бар жасушаларды ондай факторы жотара араанда осымша сырты абатты рылымдар- кірпікшелер (половые пили) синтездеу абілеттілігі бар. Олар донордан рецепиентке генетикалы информация ткізетін цитоплазмалы кпірше ызметін атарады. Коньюгация кезінде бактерия хромасомасыны фрагментін ткізе алатын микроб штамдарын H|r- бактериялар деп атайды, яни рекомбинациялы абілеттілігі кшті жасушалар. Оларды жынысты факторы хромасомада орналасады. Генетикалы информация коньюгация кезінде бір баытта, яни аталы жасушадан (+) аналы жасушаа (-) беріледі. Осыны нтижесінде ДН фрагменті бірінен екіншісіне теді.

Плазмидалар- хромасомадан тыс орналасан, зінше репликациялану абілеттілігі бар жабы саиналы рылымнан тратын ДН. Олар жасушаа осымша пайдалы асиет береді. Бактерияларды плазмидасы зінше жойылуы ммкін (элиминация), біра оларды негізгі асиеттеріне сер етпейді, яни негізгі ызметін сатайды жне де оларда мутациялы, рекомбинациялы згерістер болуы ммкін.

Бір бактериядан екіншісіне коньюгация кезінде берілетін плазмидаларды коньюгативті немесе трансмиссивті плазмидалар деп атайды. Коньюгативсіз плазмидалар тек ана коньгативтілерді кмегімен беріледі. Плазмидалар арылы ртрлі генетикалы заттар беріліп, микроб жаа асиетке ие болады. Ондай факторлара жатады: R-фактор-антибиотикке тзімділік асиеті;

H|r-фактор-кшті коньюгациялы абілеттілік асиеті;

Col-фактор-колицин синтездеу асиеті,т.б.;

R- факторы бар бактериялар арнайы белок заттар синтездейді. Алаш рет осындай заттарды ішек таяшасында болатыны длелденген, сондытан ондай заттарды колицин (Е.Coli) деп атаан, кейіннен колицин тріздес заттарды баса да микробтар бліп шыаратыны аныталды, сондытан оларды жалпы бактериоциндер деп атайды. Бактериоцинні антибиотиктен ерекшелігі сол, олар з тріне жататын немесе те жаын туыстас микробтарды ырып-жояды. Колицин сезімтал микроба жабысады да, оны метаболизмін бзып, микробты лтіреді.

Вирустарда модификациялы (фенотиптік) згергіштік вирионны суперкапсидімен байланысты. Суперкапсидты рылысы згеруімен байланысты вирустарды репродукциялануы бзылады.

Вирустарда болатын мутацияны нтижесінде оларды ртрлі асиеттері згереді. Спонтанды мутация оларды нуклеин ышылдарыны репликациялануы кезінде пайда болады. Индуцияланан мутациялар бактериялара сер ететін факторларды нтижесіндегідей болады. Ондай факторларды кейбіреуі (азотты ышыл, гидроксиламин) жасушадан тыс орналасан вируса, ал басалары (акридин т.б.)- жасуша ішіндегі вируса, оны нуклеин ышылыны репликациялану кезінде сер етеді. Сезімтал жасушаа бір мезгілде 2 вирус енген жадайда генетикалы рекомбинациялар, реактивация жне фенотиптік араласу болуы ммкін. Генетикалы рекомбинация 2 жне одан да кп ДН-ы вирустарды ген алмасуыны нтижесінде болады. РН- вирустарда мндай былыс сирек кездеседі.

Генетикалы реактивация - ол рекомбинацияны ерекше трі. Екі туыстас вирусты ртрлі гендеріні белсенділігі тмен болып, егер екеуіні арасында буындасу (скрещивание) болса, жаадан толынды вирус блшектері пайда болады.

Вирустарды генотиптік емес зара рекетіне комлементация жне фенотиптік араласу (смешивание) жатады. Комплементация бір вирусты генімен кодталан белок, екінші вирусты репродукциялануына себепкер болан жадайда ана болады, яни, бір вируста жетіспейтін нрсені екіншісі оан жеткізгенде болатын былыс. Фенотиптік араласу- аралас вирустармен жтыранда, бір вирусты рпаы басаны фенотиптік белгілерін зіне абылдаанда болады.