Χαρακτηριστικά κατασκευής γενετικών χαρτών σε προκαρυώτες. Μηχανισμοί γενετικού ανασυνδυασμού βακτηριακού DNA: μετασχηματισμός, μεταγωγή, σύζευξη Παράγοντες αντίστασης (r-factors). ιδιότητες των πλασμιδίων. τρανσποζόνια

ΓΕΝΕΤΙΚΟΙ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΟΙ στους ευκαρυώτες συμβαίνουν κατά τη διαδικασία της σεξουαλικής αναπαραγωγής με αμοιβαία ανταλλαγή θραυσμάτων χρωμοσωμάτων, ενώ δύο ανασυνδυασμένα χρωμοσώματα σχηματίζονται από δύο γονικά χρωμοσώματα, δηλ. προκύπτουν δύο ανασυνδυασμένα άτομα.

Οι προκαρυώτες δεν έχουν σεξουαλική αναπαραγωγή Þ ως αποτέλεσμα ενδογονιδιωματικών ανακατατάξεων: αλλαγή στον εντοπισμό γονιδίων μέσα στο χρωμόσωμα ή όταν ένα μέρος του DNA του δότη διεισδύει στον δέκτη # → σχηματισμός μεροζυγώτη, π.χ. σχηματίζεται μόνο ΕΝΑ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟ.

Τα GenRs εμφανίζονται με τη συμμετοχή ενζύμων σε μεμονωμένα γονίδια ή ομάδες γονιδιακών συνδέσεων. Υπάρχουν ειδικά REC-GENES που καθορίζουν την ικανότητα των βακτηρίων να ανασυνδυάζονται. Μεταφορά γενετικού υλικού από τον Β! στο Β! συμβαίνει με μετασχηματισμό, μεταγωγή και σύζευξη, και τα γονίδια πλασμιδίου - με μεταγωγή και σύζευξη.

ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ -άμεση μεταφορά του γενετικού υλικού (τεμάχιο DNA) του δότη Rec#. (Για πρώτη φορά, ο Griffiths - ένα πείραμα με ένα ζωντανό μη λοιμογόνο στέλεχος πνευμονιόκοκκου, το οποίο έγινε λοιμογόνο όταν υποβλήθηκε σε θεραπεία με ένα εκχύλισμα σκοτωμένου καψικού πνευμονόκοκκου.)

Με το DNA του δότη, συνήθως μόνο ένα γονίδιο μεταφέρεται στο κύτταρο δέκτη, επειδή το θραύσμα DNA που μπορεί να εισέλθει στο Rec# είναι πολύ μικρό. Μόνο ένα μέρος των κυττάρων Β μπορεί να μεταμορφωθεί!! οι πληθυσμοί είναι ΑΡΜΟΔΙΟΙ. Η κατάσταση ικανότητας (όταν το τοίχωμα Β! είναι διαπερατό από θραύσματα DNA υψηλής περιεκτικότητας σε πολυμερές (Mg=0,5–1 εκατομμύριο)) εμφανίζεται συνήθως στο τέλος της ΦΑΣΗΣ LOG.

Φάσεις της διαδικασίας μετασχηματισμού:

1) προσρόφηση δότη DNA στο Rec#;

2) διείσδυση DNA στο Rec# και αποσπείρωση του DNA.

3) σύνδεση οποιουδήποτε από τους δύο κλώνους DNA του δότη με ομόλογη περιοχή του χρωμοσώματος του δέκτη και επακόλουθος ανασυνδυασμός.

Η αποτελεσματικότητα εξαρτάται από τον ΒΑΘΜΟ ΟΜΟΛΟΓΙΑΣ του DNA του δότη και του λήπτη, ο οποίος καθορίζει το τελικό αποτέλεσμα, δηλαδή, ο αριθμός των ανασυνδυαστών (μετασχηματιστών) που σχηματίζονται Þ ο ενδοειδικός μετασχηματισμός συμβαίνει πολύ λιγότερο συχνά από τον ενδοειδικό.

ΜΕΤΑΓΩΓΗ- μεταφορά γενετικού υλικού με χρήση φάγων. Υπάρχουν τρεις τύποι μεταγωγής:

Μη ειδικό (γενικό).Τη στιγμή της συναρμολόγησης των σωματιδίων φάγου, ΟΠΟΙΟΔΗΠΟΤΕ θραύσμα DNA του δότη Β! μπορεί να διεισδύσει στο κεφάλι τους. Οποιαδήποτε γονίδια δότες μεταφέρονται μαζί με το DNA του φάγου και ενσωματώνονται στην ομόλογη περιοχή DNA Rec# με ανασυνδυασμό. Οι φάγοι φέρουν μόνο γενετικό υλικό

Ειδικός– ο φάγος φέρει ΟΡΙΣΜΕΝΑ γονίδια όταν ο προφάγος αποκόπτεται από το Β! χρωμοσώματα μαζί με παρακείμενα γονίδια και ο φάγος γίνεται ελαττωματικός. Όταν ο φάγος αλληλεπιδρά με το Rec#, το γονίδιο δότη και ο ελαττωματικός φάγος περιλαμβάνονται στο χρωμόσωμα RecB!, και B!! αποκτήσουν ανοσία σε επακόλουθη μόλυνση με παθογόνο φάγο.

ανεπιτυχής– ένα θραύσμα DNA ενός βακτηρίου δότη δεν περιλαμβάνεται στο χρωμόσωμα RecB!, αλλά βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα και λειτουργεί με αυτή τη μορφή. Κατά τη διαίρεση, αυτό το κομμάτι DNA μεταβιβάζεται μόνο σε μία κόρη #, και τελικά χάνεται στους απογόνους.

ΣΥΖΕΥΞΗ– μεταφορά γενετικού υλικού από κύτταρο δότη σε κύτταρο λήπτη κατά τη διασταύρωση τους. Δότες - ## με F-πλασμίδιο (παράγοντας φύλου). Όταν το F+ διασταυρώνεται με το F– #, ο παράγοντας φύλο μεταφέρεται ανεξάρτητα από το χρωμόσωμα του δότη, με σχεδόν όλα τα Rec# να γίνονται F+.

Το πλασμίδιο F μπορεί να ενσωματωθεί στο Β! χρωμόσωμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, απελευθερώνεται, ενώ συλλαμβάνει το Β! γονίδια (που συμβολίζονται με το περιλαμβανόμενο γονίδιο: F-lac).

1) προσάρτηση ενός κυττάρου δότη στο Rec# χρησιμοποιώντας το SEX-PILS

2) σχηματισμός γέφυρας σύζευξης μέσω της οποίας μεταδίδονται ο παράγοντας F και άλλα πλασμίδια που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα του δότη.

3) θραύση ενός από τους κλώνους του DNA (στη θέση εγκλεισμού του πλασμιδίου F) με τη συμμετοχή ενδονουκλεάσης. Το ένα άκρο του DNA εισέρχεται στο Rec# και ολοκληρώνεται αμέσως σε μια δομή 2 κλώνων. Κατά τη μεταφορά συλλαμβάνεται μέρος του Β!-δότη DNA - στελέχη Hfr (ΥΨΗΛΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΟΥ). Κατά τη διασταύρωση του στελέχους Hfr με F–#, ο παράγοντας F δεν μεταδίδεται (επειδή η γέφυρα σύζευξης έχει σπάσει και ο παράγοντας F βρίσκεται στο απομακρυσμένο τμήμα του χρωμοσώματος). Μόνο τα γονίδια Β μεταβιβάζονται! χρωμοσώματα που βρίσκονται κοντά στην αρχή της μεταφοράς (σημείο Ο (προέλευση)).

4) Στον κλώνο DNA REMAINING στο #, συντίθενται 2 κλώνοι.

22. Σπόροι και σχηματισμός σπορίων σε μικροοργανισμούς, ιδιότητες σπορίων, μέθοδοι ανίχνευσης σπορίων.

Η σπορίωση συμβαίνει κάτω από συνθήκες δυσμενείς για φυτικές μορφές. Υπάρχουν 3 τύποι σπορίων στα βακτήρια:

- ΕΝΔΟΣΠΟΡΙΑ (αληθινά σπόρια) - βρίσκονται μέσα στο #, έχουν υψηλό δείκτη διάθλασης φωτός.

- ARTOSPORS - δείγμα του κατακερματισμού του φυτικού Β !!

- ΧΛΑΜΥΔΙΟΣΠΟΡΙΑ (μικροκύστες) - σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της πάχυνσης των τοιχωμάτων του βλαστικού # και της συσσώρευσης αποθεματικών κοιλωμάτων in-in.

Μόνο μια μικρή ομάδα ευβακτηρίων είναι ικανή για σπορίωση και μόνο το Clostridium και ο Bacillus είναι παθογόνα για τα νεφρά. Κάθε φυτικό # σχηματίζει 1 ενδοσπόριο. Τα σπόρια είναι ΑΝΘΕΚΤΙΚΑ στους t°C, στην αποξήρανση, στην ακτινοβολία και στα χημικά (συμπεριλαμβανομένης της αιθανόλης 70°). Μπορεί να σωθεί πολύς καιρός. Πιθανώς, τα σπόρια μπορούν να αποθηκευτούν σε ξηρό έδαφος για έως και 1000 χρόνια, αλλά στην πραγματικότητα το 90% των σπορίων χάνουν τη βιωσιμότητά τους μέσα σε 50 χρόνια.

Μορφολογικά, τα σπόρια μπορεί να είναι. στρογγυλά, οβάλ, ελλειπτικά, μερικά είναι εξοπλισμένα με "πλευρές".

Η διαδικασία της σπορίωσης ξεκινά αμέσως όταν εμφανιστεί ανεπάρκεια. θρεπτικό συστατικό μέσακαι διαρκεί περίπου 8 ώρες, χωρίς να απαιτείται εξωτερική παροχή ρεύματος ή ενέργεια. Διέγερση - γλυκόζη, P και NH 4, αναστέλλουν -πεπτόνη, λακτόζη, NaCl, CaCl 2. Κατανείμετε τα ακόλουθα ΣΤΑΔΙΑ:

1) Προπαρασκευαστικό στάδιο - η διαίρεση σταματά, αρχίζει η συσσώρευση των εγκλεισμάτων λιπιδίων.

2) Στάδιο Prespore - εμφανίζεται ένα ελλειπτικό κέλυφος, που περιβάλλει μια κυτταροπλασματική περιοχή με αλλοιωμένη πυκνότητα και χρωστικές ιδιότητες.

3) Σχηματισμός κελύφους

4) Το στάδιο της ωρίμανσης των σπορίων - συμβαίνει συμπίεση του και σταματούν οι όποιες κινήσεις στα #-σποράγγια.

5) Καταστροφή του γονικού #.

6) Β βέλτιστες συνθήκεςτα σπόρια βλασταίνουν. Αρχικά, απορροφά ενεργά το νερό και διογκώνεται, η αναπνοή αυξάνεται, η ενζυμική δραστηριότητα αυξάνεται, η ΑΑ απελευθερώνεται - ο μεταβολισμός ενεργοποιείται (κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο σπόρος ΧΑΝΕΙ ΤΗ ΘΕΡΜΟΑΝΤΟΧΗ). Στη συνέχεια το σπόριο σκάει και από αυτό αναδύεται μια βλαστική μορφή.

μικροβιακή λοίμωξη της πέψης

Ο ανασυνδυασμός είναι η διαδικασία ανταλλαγής γενετικού υλικού με διάσπαση και ένωση διαφορετικών μορίων. Ο ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα για να επιδιορθωθούν οι ρωγμές διπλού κλώνου στο DNA και για να συνεχιστεί ο αναδιπλασιασμός όταν η διχάλα αντιγραφής σταματά σε ευκαρυώτες, βακτήρια και αρχαία. Οι ιοί μπορούν να ανασυνδυαστούν μεταξύ των μορίων RNA του γονιδιώματός τους.

Ο ανασυνδυασμός στους ευκαρυώτες συμβαίνει συνήθως κατά τη διάρκεια της διασταύρωσης κατά τη διάρκεια της μείωσης, ιδιαίτερα κατά τον σχηματισμό σπερματοζωαρίων και ωαρίων σε ζώα. Ο ανασυνδυασμός, μαζί με την αντιγραφή του DNA, τη μεταγραφή RNA και τη μετάφραση πρωτεΐνης, ανήκει στον θεμελιώδη, πρώιμο Ομόλογο ανασυνδυασμό

Ομόλογος ανασυνδυασμός

Ταξινόμηση τύπων ομόλογου ανασυνδυασμού: αλληλόμορφος, έκτοπος και ομοιόλογος. αμοιβαία (διασταύρωση) και μη αμοιβαία (γονιδιακή μετατροπή).

αμοιβαίος ανασυνδυασμός. Πρώιμες ιδέες για τη φύση της διασταύρωσης: οι υποθέσεις «διάλειμμα και ένωση» και «επιλεκτική αντιγραφή». Τα πειράματα του Meselson για την απόδειξη του μηχανισμού «διακοπής και σύνδεσης». Ανάπτυξη μεθοδολογικών προσεγγίσεων για τη μελέτη μοριακών μηχανισμών ανασυνδυασμού. Δύο στάδια σχηματισμού ανασυνδυασμένου DNA: «αρθρικά» και πρωτογενή ανασυνδυασμένα μόρια.

Γενετικός έλεγχος ομόλογου ανασυνδυασμού σε βακτηριοφάγους. Το κόκκινο σύστημα στον βακτηριοφάγο l. Εξωνουκλεάση l. Σύστημα Orf. Βακτηριοφάγος Τ4: ο ρόλος των γονιδίων 30, 32, 43, 46, 47, 49 και uvsX. Ενζυμολογία αντιδράσεων ανασυνδυασμού: ενδο- και εξωνουκλεάσες, πολυμεράση DNA, λιγάση DNA, πρωτεΐνη UvsX, πρωτεΐνη SSB και άλλες πρωτεΐνες. Διαδικασίες «μετατόπισης κλώνου», σχηματισμός βρόχου D, «μετανάστευση κλαδιών», διόρθωση ετεροδιπλών. Τα κύρια στάδια της διασταύρωσης είναι η προσύναψη, η σύναψη και η μετασύναψη. Διασταύρωση μοτίβων σε βακτηριοφάγους. Γενικότητα των διαδικασιών ανασυνδυασμού και επιδιόρθωσης DNA.

Βασικά μοντέλα ομόλογου ανασυνδυασμού. Μοντέλο διακοπών. Μοντέλο φόντο, ουσία, αξία. Ανάπτυξη του μοντέλου σε μεταγενέστερες μελέτες, η τρέχουσα κατάστασή του. Μοντέλο Meselson-Reading. Ένα μοντέλο επιδιόρθωσης θραύσης διπλού κλώνου DNA (DNR) σε ζυμομύκητα (Zhostak et al.) όπως εφαρμόζεται στη διασταύρωση και τη μετατροπή.

Ανασυνδυασμός κατά τον μετασχηματισμό του χρωμοσωμικού DNA σε βακτήρια. παραμέτρους ανασυνδυασμού. Μεγέθη ενσωματώσιμων θραυσμάτων DNA δότη. Κινητική και αποτελεσματικότητα μετασχηματισμού. Στοιχεία για την ενσωμάτωση μονόκλωνων θραυσμάτων DNA δότη. Γενετικός έλεγχος και κύρια στάδια της διαδικασίας μετασχηματισμού σε Bacillus subtilis και Streptococcus pneumoniae. Σύμπλεγμα δωρητών-ληπτών. Γενετικός έλεγχος και μηχανισμός ανασυνδυασμού κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού σε Haemophilus influenzae. Transformosome.

Ανασυνδυασμός κατά τη σύζευξη σε Escherichia coli. Χαρακτηρισμός μεταφοράς σύζευξης DNA. Μηχανισμοί ενσωμάτωσης του DNA του δότη στο χρωμόσωμα του κυττάρου δέκτη.

Γενετικός έλεγχος ομόλογου ανασυνδυασμού σε Ε. coli. Γονίδια που εμπλέκονται στην προσύναψη: recA, recB, recC, recD, recE, recJ κ.λπ. Πλειοτροπική επίδραση μεταλλάξεων recB και recC. Η εξαρτώμενη από το ATP νουκλεάση RecBCD, οι δραστηριότητές της, οι μηχανισμοί δράσης και οι ρόλοι της σε διάφορες γενετικές διεργασίες. Η τοποθεσία Chi ως hotspot ανασυνδυασμού. Καθολικότητα νουκλεασών που εξαρτώνται από το ATP για βακτήρια. Γονίδια που ελέγχουν τη διαδικασία της σύναψης: recA, recF, recO, recR, ssb κ.λπ. Ιδιότητες μεταλλαγμένων recA. Πρωτεΐνη RecA, τα χαρακτηριστικά της. Αντιδράσεις που καταλύονται από την πρωτεΐνη RecA, ο βασικός της ρόλος στα πρώτα στάδια της διαδικασίας διασταύρωσης: προσύναψη και σύναψη. Η φύση της σύναψης σε ομόλογο ανασυνδυασμό. Νήματα DNA RecA, δομή και λειτουργίες στον ανασυνδυασμό. Σχήμα διασταύρωσης σε Ε. coli που περιλαμβάνει νουκλεάση RecBCD και πρωτεΐνη RecA. Ομόλογα RecA σε άλλους προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Ο ρόλος της πρωτεΐνης SSB. Γονίδια μετά τη σύναψη: ruvA, ruvB, ruvC, recG και τα προϊόντα τους. Ο ρόλος στην υλοποίηση της μετανάστευσης του ημιχιασμού του Χόλιντεϊ και στην επίλυσή του.

Κατασταλτικές μεταλλάξεις σε sbcA, sbcB, sbcC και sbcD. Εξωνουκλεάσες Ι και VIII. SbcCD νουκλεάση. Τρεις οδοί ανασυνδυασμού του χρωμοσωμικού DNA στο E. coli K-12 σύμφωνα με τον Clark: RecBCD, RecF και RecE, τα χαρακτηριστικά τους. Ο ρόλος των μονοπατιών RecF και RecE στον ομόλογο ανασυνδυασμό πλασμιδίων.

Χαρακτηριστικά της διαδικασίας διέλευσης σε ευκαρυώτες. Μειοτική διέλευση. Ο ρόλος του συναπτονομικού συμπλέγματος. Γενετικός έλεγχος μειωτικού ανασυνδυασμού. Ποικιλομορφία πρωτεϊνών που μοιάζουν με RecA (recombinases) σε ευκαρυώτες.

Μιτωτική διασταύρωση: σχέση μεταξύ αμοιβαίου και μη αμοιβαίου ανασυνδυασμού. Διασταύρωση στα κύτταρα G1. Διαφορές στον γενετικό έλεγχο της μειοτικής και μιτωτικής διασταύρωσης σε ζυμομύκητες σακχαρομυκήτων.

Σημεία ανασυνδυασμού σε ευκαρυώτες. Ο ρόλος του DNR DNA στην έναρξη της μειοτικής και μιτωτικής διασταύρωσης.

Ανασυνδυαστική επιδιόρθωση DNR σε χρωμοσωμικό και πλασμιδικό DNA σε ζυμομύκητες. Γενετικός έλεγχος και ποικιλία μηχανισμών: το μοντέλο Zhostak et al. και οι τροποποιήσεις του, «σπάσιμο και αντιγραφή», «ανόπτηση συμπληρωματικών κλώνων DNA» («μονόκλωνη ανόπτηση»), μηχανισμοί «ομόλογης-εξαρτώμενης απολίνωσης».

Έκτοπος ανασυνδυασμός, ο γενετικός του έλεγχος, μοριακοί μηχανισμοί και βιολογική σημασία.

Γονιδιακή μετατροπή (διόρθωση του ετεροδιπλού ανασυνδυασμού). Μη αμοιβαιότητα ενδογονιδιακού ανασυνδυασμού. Υπόθεση διόρθωσης αναντιστοιχίας (Hallyday). Γενετικός έλεγχος και τρόποι διόρθωσης ετεροδιπλών στο E. coli. Συστήματα για την επισκευή μη ζευγαρωμένων βάσεων με σχηματισμό και δημιουργία εκτεταμένων κενών στο ετερόπλευρο. Mut σύστημα HLSU, τα χαρακτηριστικά του. Μοριακό μοντέλο διόρθωσης ετεροδιπλών με τη συμμετοχή του συστήματος MutHLSU. Εξελικτικός συντηρητισμός των πρωτεϊνών MutL και MutS. Ο ρόλος των πρωτεϊνών MutL και MutS στις διαδικασίες διόρθωσης κακώς ζευγαρωμένων βάσεων και στη ρύθμιση του ομοιόμορφου ανασυνδυασμού. Συστήματα διόρθωσης αναντιστοιχιών στο E. coli με σχηματισμό και πλήρωση μικρών κενών. Διόρθωση ετεροδιπλών κατά τη βακτηριακή μεταμόρφωση, γενετικός έλεγχος του (Hex system), επίδραση στα αποτελέσματα της γενετικής χαρτογράφησης. Διόρθωση και υψηλή αρνητική παρεμβολή.

Μετατροπή γονιδίων σε ευκαρυώτες. Τετραδική ανάλυση διααλληλικών διασταυρώσεων. Τύποι σημειωματάριων. Πολικότητα μετατροπής, οι αιτίες της. Συνμετατροπή. Το μήκος της ενότητας μετατροπής. Το ζήτημα της σχέσης μεταξύ της μειωτικής μετατροπής και του αμοιβαίου ανασυνδυασμού πλευρικών δεικτών. Μετατροπή μιτωτικού αλληλόμορφου γονιδίου. Έκτοπη μειοτική και μιτωτική μετατροπή. Αλλαγή θέσεων ΜΑΤ σε ομοθαλικούς ζυμομύκητες. Γενετικός έλεγχος της γονιδιακής μετατροπής σε εκαρυώτες χρησιμοποιώντας ζυμομύκητες και ανθρώπους ως παραδείγματα. Ευκαρυωτικά ομόλογα βακτηριακών πρωτεϊνών MutL και MutS - οικογένειες πρωτεϊνών PMS, MHL, MHS, κ.λπ., οι λειτουργίες τους στον ανασυνδυασμό και άλλες κυτταρικές διεργασίες. Πολυπλοκότητα συστημάτων διόρθωσης ασυμφωνίας σε ευκαρυώτες με βάση τη συμμετοχή διαφόρων ομολόγων βακτηριακών πρωτεϊνών MutL και MutS.

Ο ρόλος της μετατροπής στην εξέλιξη και την οντογένεση. Σχέση μεταξύ διασταύρωσης και διαδικασιών μετατροπής σε διαφορετικά γενετικά συστήματα. Διαδικασίες μετατροπής που πραγματοποιούνται ανεξάρτητα από τη διασταύρωση.

Διαδικασίες ανασυνδυασμού που δεν χρειάζονται ομολογία για σύναψη

Ανασυνδυασμός ειδικής τοποθεσίας. Κατανομή συστημάτων ανασυνδυασμού ειδικών θέσεων σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες, οι λειτουργίες τους. Τοποϊσομεράσες τύπου Ι ως ειδικές τοποϊσομεράσες ως βασικές πρωτεΐνες του ανασυνδυασμού ειδικής θέσης σε βακτηριοφάγους, βακτήρια και ζυμομύκητες. Οι δύο οικογένειες τοποϊσομερασών I είναι οι ιντεγκράσες και οι ρεσολβάσες.

Ανασυνδυασμός ειδικής θέσης κατά την ενσωμάτωση και εκτομή του φάγου l. Το σχέδιο του Κάμπελ. Διαφορές μεταξύ των γενετικών χαρτών του φυτικού φάγου και του προφάγου. Δομή των θέσεων attP και attB. System Int. Πρωτεΐνη Int ως εκπρόσωπος της οικογένειας ιντεγκράσης. E.coli πρωτεΐνη IHF. Ιντάσωμα. Μοριακό μοντέλο ολοκλήρωσης και εκτομής φάγου l. Αντιπαράλληλη ευθυγράμμιση θέσεων att κατά τη σύναψη. Η φύση της σύναψης σε ανασυνδυασμό ειδικής θέσης.

Αναστροφές DNA ειδικών θέσεων σε βακτηριοφάγους και βακτήρια (σύστημα Din) και σε ζυμομύκητες. Οι βασικές πρωτεΐνες ανασυνδυασμού είναι οι ινβερτάσες ως μέλη της οικογένειας resolvas. Ενισχυτές ανασυνδυασμού για αναστροφές ανά τοποθεσία. Protein Fis E.coli. Invertasome. Μοριακό μοντέλο ανασυνδυασμού που πραγματοποιήθηκε από ρεσολβάσες. Ο ρόλος των τοποειδικών αναστροφών στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.

Μεταθέσεις κινητών γενετικών στοιχείων. Μεταθέσεις σε προκαρυώτες. Κινητά γενετικά στοιχεία: στοιχεία IS, τρανσποζόνια (Tn), Mu φάγος. Η δομή των κινούμενων στοιχείων. Λειτουργίες που ελέγχονται από διάφορα κινούμενα στοιχεία. Τρανσποζάση. Συμμετοχή πρωτεϊνών κυττάρου ξενιστή στη μεταφορά. Το ζήτημα της ιδιαιτερότητας της ενσωμάτωσης ενός κινητού στοιχείου σε έναν στόχο DNA. Η γενικότητα των αντιδράσεων που συνθέτουν τις διαδικασίες μεταφοράς στο ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙκινητά στοιχεία προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών.

Γενετική οργάνωση απλών τρανσποζονίων της οικογένειας Tn3. γονίδια tnpA και tnpR, τα προϊόντα τους. Αντιγραφική μεταφορά, δύο βήματα της διαδικασίας. Μοριακό μοντέλο Shapiro. Γενετικός έλεγχος και μοριακός μηχανισμός μη αναδιπλασιαστικής μετάθεσης σε σύνθετα τρανσποζόνια Tn5, Tn9 και Tn10. Γενετικός έλεγχος και μηχανισμοί μετάθεσης στο Mu φάγο. Τρανσπόσωμα.

Συζευκτικά τρανσποζόνια θετικών και αρνητικών κατά gram βακτηρίων, η ταξινόμηση τους. Γενετικός έλεγχος και μηχανισμοί μετάθεσης. βιολογικής σημασίας.

Κινητά γενετικά στοιχεία ευκαρυωτικών (ζύμες, φυτά, Drosophila, θηλαστικά). Ταξινόμηση ευκαρυωτικών κινητών στοιχείων. Στοιχεία με δομή προκαρυωτικού τύπου. Ρετροτρανσποζόνια τύπου Ι σε ζυμομύκητες, φυτά και ζώα, δομή, γενετικός έλεγχος και μηχανισμός μεταφοράς, ταξινόμηση. Ρετροτρανσποζόνια τύπου II: δομικά χαρακτηριστικά, κατανομή, μηχανισμός μεταφοράς.

Γενετικές επιδράσεις που προκαλούνται από κινητά στοιχεία σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες: αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση, γονιδιακές μεταλλάξεις, χρωμοσωμικές αναδιατάξεις, υβριδική δυσγένεση. Η συμμετοχή κινητών στοιχείων στην οργάνωση της δομής των χρωμοσωμάτων. Ρόλος στην οντογένεση των ζωντανών οργανισμών και στην εξέλιξη του γενετικού υλικού. Τα κινητά στοιχεία ως εργαλείο γενετικής έρευνας.

παράνομος ανασυνδυασμός. Το φάσμα των φαινομένων που αποδίδονται στον παράνομο ανασυνδυασμό. Μη ομόλογος ανασυνδυασμός σε βακτήρια που καταλύονται από γυράση DNA. Μοριακό μοντέλο (Ikeda). Μη ομόλογος ανασυνδυασμός που περιλαμβάνει εξαρτώμενη από DNA πρωτεϊνική κινάση σε σπονδυλωτά. Ρόλος στην επιδιόρθωση θραυσμάτων διπλής αλυσίδας, ενσωμάτωση εξωγενούς DNA σε χρωμοσώματα και αναδιατάξεις αλληλουχιών DNA ανοσοσφαιρίνης.

Προγραμματισμένες ανακατατάξεις ανασυνδυασμού γενετικού υλικού στην οντογένεση

Συνένωση αποσυνδεδεμένων τμημάτων γονιδίων χρησιμοποιώντας ανασυνδυασμό ειδικής θέσης κατά τη διάρκεια της σπορίωσης στον Bacillus subtilis και κατά τον σχηματισμό ετεροκύστεων σε νηματώδη κυανοβακτήρια. Αναδιάταξη του γενετικού υλικού κατά τον σχηματισμό του μακροπυρήνα σε βλεφαρίδες. Μείωση χρωματίνης σε αρκετούς εκπροσώπους ασπόνδυλων.

Τοποειδικός ανασυνδυασμός σε σπονδυλωτά που εμπλέκονται σε αναδιατάξεις αλληλουχιών DNA ανοσοσφαιρίνης. Δομή μορίων ανοσοσφαιρίνης. Οργάνωση και δομή των αλληλουχιών DNA που εμπλέκονται στο σχηματισμό γονιδίων που κωδικοποιούν ανοσοσφαιρίνες. Ο ρόλος των προϊόντων γονιδίων RAG1 και RAG2. Ο μηχανισμός του ειδικού ως προς τη θέση ανασυνδυασμού κατά τη σύνδεση κωδικοποιητικών τμημάτων γονιδίων ανοσοσφαιρίνης. Συμμετοχή άλλων γενετικών διεργασιών στον σχηματισμό γονιδίων ανοσοσφαιρίνης: ομόλογος ανασυνδυασμός (έκτοπη μιτωτική διασταύρωση, έκτοπη μιτωτική μετατροπή), παράνομος ανασυνδυασμός, υπερμεταλλαξιγένεση, εναλλακτική μάτιση. Ο περιορισμός αυτών των διεργασιών σε ορισμένα στάδια διαφοροποίησης των Β-λεμφοκυττάρων.

Ο μετασχηματισμός είναι η διαδικασία απορρόφησης από ένα κύτταρο ενός οργανισμού ενός ελεύθερου μορίου DNA από το περιβάλλον και η ενσωμάτωσή του στο γονιδίωμα, που οδηγεί στην εμφάνιση σε ένα τέτοιο κύτταρο νέων κληρονομικών για αυτό χαρακτηριστικών, χαρακτηριστικών του οργανισμού-δότη DNA. Μερικές φορές ο μετασχηματισμός νοείται ως οποιαδήποτε διαδικασία οριζόντιας μεταφοράς γονιδίου, συμπεριλαμβανομένης της μεταγωγής, της σύζευξης κ.λπ.

Μεταμόρφωση προκαρυωτών

Σε κάθε πληθυσμό, μόνο ένα μέρος των βακτηρίων είναι ικανό να απορροφήσει μόρια DNA από το περιβάλλον. Η κατάσταση των κυττάρων στην οποία είναι δυνατό αυτό ονομάζεται κατάσταση ικανότητας. Συνήθως, ο μέγιστος αριθμός ικανών κυττάρων παρατηρείται στο τέλος της λογαριθμικής φάσης ανάπτυξης.

Στην κατάσταση ικανότητας, τα βακτήρια παράγουν μια ειδική πρωτεΐνη χαμηλού μοριακού βάρους (παράγοντας ικανότητας) που ενεργοποιεί τη σύνθεση της αυτολυσίνης, της ενδονουκλεάσης Ι και της πρωτεΐνης που δεσμεύει το DNA. Η αυτολυσίνη καταστρέφει μερικώς το κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο επιτρέπει στο DNA να περάσει μέσα από αυτό, και επίσης μειώνει την αντίσταση των βακτηρίων στο οσμωτικό σοκ. Σε κατάσταση ικανότητας, η συνολική ένταση του μεταβολισμού μειώνεται επίσης. Είναι δυνατό να τεθούν τεχνητά τα κύτταρα σε κατάσταση ικανότητας. Για αυτό, μέσα με υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο, καίσιο, ιόντα ρουβιδίου, ηλεκτροδιάτρηση ή τα κύτταρα-δέκτες αντικαθίστανται με πρωτοπλάστες χωρίς κυτταρικά τοιχώματα.

Η αποτελεσματικότητα μετασχηματισμού καθορίζεται από τον αριθμό των αποικιών που αναπτύσσονται σε ένα τρυβλίο Petri μετά την προσθήκη 1 μg υπερτυλιγμένου πλασμιδικού DNA στα κύτταρα και τη σπορά των κυττάρων σε ένα θρεπτικό μέσο. Σύγχρονες μέθοδοιεπιτρέπουν την επίτευξη αποτελεσματικότητας 106--109.

Το απορροφούμενο DNA θα πρέπει να είναι δίκλωνο (η αποτελεσματικότητα του μετασχηματισμού του μονόκλωνου DNA είναι τάξεις μεγέθους χαμηλότερη, αλλά αυξάνεται κάπως με όξινο περιβάλλον), το μήκος του είναι τουλάχιστον 450 ζεύγη βάσεων. Το βέλτιστο pH για να συμβεί η διαδικασία είναι περίπου 7. Για ορισμένα βακτήρια (Neisseria gonorrhoeae, Hemophilus), το DNA που πρόκειται να απορροφηθεί πρέπει να περιέχει ορισμένες αλληλουχίες.

Το DNA απορροφάται αμετάκλητα σε μια πρωτεΐνη που δεσμεύει το DNA, μετά την οποία ένας από τους κλώνους κόβεται από ενδονουκλεάση σε θραύσματα 2-4 χιλιάδων ζευγών βάσεων και διεισδύει στο κύτταρο, ο δεύτερος καταστρέφεται εντελώς. Εάν αυτά τα θραύσματα έχουν υψηλό βαθμό ομολογίας με ορισμένες περιοχές του βακτηριακού χρωμοσώματος, αυτές οι περιοχές μπορούν να αντικατασταθούν από αυτές. Επομένως, η αποτελεσματικότητα του μετασχηματισμού εξαρτάται από την εξελικτική απόσταση μεταξύ του δότη και του λήπτη. Συνολικός χρόνοςη διαδικασία δεν υπερβαίνει τα λίγα λεπτά. Στη συνέχεια, κατά τη διαίρεση, το DNA που χτίστηκε με βάση τον αρχικό κλώνο DNA εισέρχεται στο ένα θυγατρικό κύτταρο και στο άλλο κύτταρο που βασίζεται στον κλώνο με το συμπεριλαμβανόμενο ξένο θραύσμα (διάσπαση)

Μετασχηματισμός ευκαρυωτικών κυττάρων με χρήση συνθετικών πολυμερών κατιόντων

Παροχή ξένων νουκλεϊκών οξέων σε άθικτα κύτταρα, ήμετασχηματισμός, βασίζεται σε πολλές μεθόδους γενετική μηχανική. Η μεταφορά λειτουργικών γονιδίων στους ιστούς μπορεί να καταστήσει δυνατή τη διόρθωση γονιδιακών ελλείψεων και μεταλλάξεων που οδηγούν σε σοβαρές κληρονομικές παθολογίεςή καρκινικούς όγκους. Επί του παρόντος, έχει αναπτυχθεί ένας αριθμός μεθόδων για την εισαγωγή DNA στα κύτταρα, μεταξύ των οποίων οι πιο συνηθισμένες είναι η καταβύθιση με φωσφορικό ασβέστιο ή διαιθυλαμινοαιθυλ δεξτράνη (DEAE-δεξτράνη), η ηλεκτροδιάτρηση, η μικροέγχυση, η ενσωμάτωση DNA στο ανακατασκευασμένο κέλυφος ιών ή λιποσωμάτων (τεχνητή λιπιδικά κυστίδια μεμβράνης).

Παρά την ποικιλομορφία αυτών των μεθόδων, η αναζήτηση νέων τρόπων μετασχηματισμού προ- και ευκαρυωτικών κυττάρων συνεχίζεται. Αφενός, αυτό οφείλεται στην ανάγκη αύξησης της αποτελεσματικότητας του μετασχηματισμού, αφετέρου, οι μέθοδοι που αναφέρονται παραπάνω είναι εφαρμόσιμες μόνο σε περιορισμένο αριθμό κυτταρικών σειρών και είναι αναποτελεσματικές όταν προσπαθείτε να εισάγετε RNA στα κύτταρα. Τέλος, οι περισσότερες από αυτές τις προσεγγίσεις δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για in vivo γενετικό μετασχηματισμό.

Ως φορείς DNA χρησιμοποιούνται ρετροϊικοί φορείς, φορείς που βασίζονται σε ιούς που περιέχουν DNA και HIV, λιποσώματα που βασίζονται σε κατιονικά λιπίδια και πολυμερή κατιόντα που δεσμεύουν το DNA. Η χρήση συνθετικών πολυμερών ως φορείς DNA έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα: ευκολία αποθήκευσης και καθαρισμού, ευκολία δοκιμής τοξικότητας και ασφάλειας και, το πιο σημαντικό, για γονιδιακή θεραπεία, μειώνοντας τον κίνδυνο παθογενετικών και ανοσολογικών επιπλοκών.

Όταν αναμειγνύονται διαλύματα γραμμικών πολυκατιόντων και DNA, σχηματίζονται συμπλέγματα διαπολυηλεκτρολυτών (IPECs) λόγω του σχηματισμού ενός συνεργατικού συστήματος ηλεκτροστατικών δεσμών μεταξύ αλυσίδας. Σε αυτή την περίπτωση, πολυκατιονικές αλυσίδες περιβάλλουν το μόριο DNA, σχηματίζοντας σφαίρες ή δακτύλιους, ανάλογα με τον τύπο του πολυμερούς. Η συμπερίληψη στο IPEC οδηγεί σε συμπίεση του DNA, αύξηση της αντοχής του στις νουκλεάσες, ενισχύει την αλληλεπίδρασή του με την κυτταρική μεμβράνη και ενισχύει τη μεταμορφωτική δραστηριότητα σε σχέση τόσο με τα προκαρυωτικά όσο και με τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Συνδυάζοντας μόρια πολυκατιόντος με συνδέτες ικανούς ειδικής δέσμευσης στην κυτταρική μεμβράνη, είναι δυνατό να διασφαλιστεί η διείσδυση του IPEC στο κύτταρο μέσω της οδού του υποδοχέα και η στοχευμένη παράδοση του σώματος στα κύτταρα στόχους.

Τα συστήματα παροχής DNA για χρήση στη γονιδιακή θεραπεία πρέπει να διασφαλίζουν τη διείσδυση του DNA στο επιθυμητό όργανο, ιστό ή συγκεκριμένη ομάδα κυττάρων και στη συνέχεια στον κυτταρικό πυρήνα. Τα αντιπληροφοριακά ολιγονουκλεοτίδια, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνότερα στη γονιδιακή θεραπεία, πρέπει να βρουν το mRNA ή την περιοχή του χρωμοσωμικού DNA κατά της οποίας κατευθύνονται. Το εισαγόμενο γονίδιο πρέπει να ενσωματωθεί σε ένα κατασκεύασμα ικανό να το εκφράσει.

Ωστόσο, αυτό είναι ένα αρκετά δύσκολο πρόβλημα. Όταν ένα νουκλεϊκό οξύ ή ένα ολιγονουκλεοτίδιο εισάγεται στο σώμα, δεν θα φτάσει κατά προτίμηση στον επιθυμητό ιστό ή το σωστό σώμα, και εκείνο το μέρος τους που θα βρίσκεται στη σωστή θέση, μόνο σε μικρό βαθμό θα μπορεί να περάσει από την υδρόφοβη κυτταρική μεμβράνη. Επιπλέον, στην πορεία της εξέλιξης, αναπτύχθηκαν μηχανισμοί για την προστασία των κυττάρων του σώματος από την εισβολή περιβαλλοντικών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του ξένου DNA. Μόλις εισέλθει στο κύτταρο, το ξένο DNA μπορεί να μην εντοπιστεί όπου χρειάζεται και, επιπλέον, να καταλήξει στα λυσοσώματα, όπου θα καταστραφεί από τις νουκλεάσες.

Η διείσδυση στο κύτταρο και η ενδοκυτταρική μεταφορά του IPEC συμβαίνει, πιθανώς, λόγω του σχηματισμού και της επακόλουθης καταστροφής των ενδοσωμάτων. Σε κάθε στάδιο αυτής της διαδικασίας, ένα σημαντικό μέρος του υλικού χάνεται. Η κακή απελευθέρωση φορέων από τα ενδοσώματα στο κυτταρόπλασμα και η αναποτελεσματική μεταφορά τους στον πυρήνα οδηγεί σε χαμηλή αποτελεσματικότητα της διαγονιδιακής έκφρασης.

Χάρτης περιορισμού του πλασμιδίου pBR 322:

Οι αριθμοί δείχνουν την αρίθμηση των νουκλεοτιδίων.

λεπτές παύλες - μεμονωμένες τοποθεσίες που αναγνωρίζονται από περιορισμούς.

παχιά γκρίζα βέλη πάνω - η κατεύθυνση της μεταγραφής.

Pbla - προαγωγέας γονιδίου Ampr - αντοχή στην αμπικιλλίνη.

Προαγωγέας γονιδίου Ptet - Tetr - αντίσταση στην τετρακυκλίνη.

TT1 - Rho-ανεξάρτητος τερματιστής μεταγραφής (θέση 3140-3160). TT2 - θέση 3080-3110; ROP - πρωτεΐνη που προάγει το σχηματισμό διπλών μορίων μεταξύ RNA 1 και RNA 2 (ρυθμιστής αρνητικού αριθμού αντιγράφων). RNA 1 - RNA ελέγχου (ελέγχει τον αριθμό αντιγράφου του πλασμιδίου). RNA 2 - "εναρκτήρας" RNA (χρησιμεύει ως εκκινητής για αντιγραφή). παχιά μαύρα βέλη - η κατεύθυνση της μεταγραφής των RNA 1 και RNA 2

Φορείς βασισμένοι σε φάγο M13

Υπάρχουν τρεις τρόποι για να αυξήσετε την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς DNA μέσα ευκαρυωτικά κύτταραχρησιμοποιώντας συνθετικά πολυκατιόντα. Πρώτον, αυτή είναι μια αύξηση στην εξειδίκευση της επιμόλυνσης λόγω προσδεμάτων που συνδέονται με το μόριο πολυκατιόντος και παρέχουν εκλεκτική αλληλεπίδραση συμπλοκών με κύτταρα συγκεκριμένου φαινοτύπου. Δεύτερον, αύξηση της αποτελεσματικότητας του μετασχηματισμού λόγω της επιλογής γονιδίων ή ολιγονουκλεοτιδίων που εισάγονται στο κύτταρο. Τρίτον, αύξηση της συχνότητας επιμόλυνσης, η οποία επιτυγχάνεται μέσω της χρήσης προσδεμάτων που αλληλεπιδρούν πιο αποτελεσματικά με την κυτταρική μεμβράνη και ουσιών που αποσταθεροποιούν τη μεμβράνη. Επιπλέον, είναι δυνατή η σύνθεση νέων πολυκατιόντων.

Το Εργαστήριο Μοριακής Ιολογίας και Γενετικής Μηχανικής του Ερευνητικού Ινστιτούτου Γρίπης της Ρωσικής Ακαδημίας Ιατρικών Επιστημών στην Αγία Πετρούπολη μελετά τα μέσα μεταφοράς DNA και ιικών σωματιδίων στα κύτταρα. Σε αυτή την εργασία, χρησιμοποιούμε ένα σύνολο πολυμερών υποστηριγμάτων που συντίθενται από το προσωπικό του Ινστιτούτου Μακρομοριακών Ενώσεων της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. Τα ακόλουθα πλασμίδια χρησιμοποιήθηκαν ως φορείς έκφρασης: pUC 18, που περιέχει τον προαγωγέα κυτταρομεγαλοϊού και το γονίδιο β-γαλακτοσιδάσης, και pBR 322, που περιέχει τον προαγωγέα κυτταρομεγαλοϊού και το γονίδιο φθορίζουσας πρωτεΐνης πράσινου φυκιού.

Ως αποτέλεσμα των μελετών, βρέθηκε ότι τα IPEC του πολυ-(2-(διμεθυλαμινο)αιθυλ)μεθακρυλικού (PDMAEMA) με χαμηλά μοριακά βάρη έχουν την υψηλότερη δραστικότητα επιμόλυνσης. Περαιτέρω έρευνα θα επιτρέψει την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων για την επίλυση επειγόντων προβλημάτων στην ιολογία, τη μοριακή και κυτταρική βιολογία, γενετική μηχανική, γονιδιακή θεραπεία.

Η μεταγωγή (από το λατινικό transductio - κίνηση) είναι η διαδικασία μεταφοράς βακτηριακού DNA από ένα κύτταρο σε άλλο μέσω ενός βακτηριοφάγου. Η γενική μεταγωγή χρησιμοποιείται στη βακτηριακή γενετική για τη χαρτογράφηση του γονιδιώματος και τη μηχανική στελεχών. Τόσο οι εύκρατοι όσο και οι λοιμογόνοι φάγοι είναι ικανοί για μεταγωγή· ωστόσο, οι τελευταίοι καταστρέφουν τον βακτηριακό πληθυσμό· επομένως, η μεταγωγή με τη βοήθειά τους είναι μικρής σημασίας είτε στη φύση είτε στην έρευνα.

Γενική (μη ειδική) μεταγωγή

Διεξάγεται από τον φάγο P1, ο οποίος υπάρχει στο βακτηριακό κύτταρο με τη μορφή πλασμιδίου, και από τους φάγους P22 και Mu, που ενσωματώνονται σε οποιοδήποτε μέρος του βακτηριακού χρωμοσώματος. Μετά την επαγωγή του προφάγου, με πιθανότητα 10-5 ανά κύτταρο, ένα θραύσμα βακτηριακού DNA μπορεί να συσκευαστεί λανθασμένα στο καψίδιο του φάγου· στην περίπτωση αυτή, ο ίδιος ο φάγος δεν περιέχει DNA. Το μήκος αυτού του θραύσματος είναι ίσο με το μήκος του DNA του φυσιολογικού φάγου· η προέλευσή του μπορεί να είναι οποιαδήποτε: μια τυχαία περιοχή του χρωμοσώματος, ένα πλασμίδιο, άλλοι εύκρατοι φάγοι.

Μόλις βρεθεί σε άλλο βακτηριακό κύτταρο, ένα θραύσμα DNA μπορεί να ενσωματωθεί στο γονιδίωμά του, συνήθως με ομόλογο ανασυνδυασμό. Τα πλασμίδια που μεταφέρονται από τον φάγο είναι ικανά να σχηματίσουν έναν δακτύλιο και να αντιγραφούν σε ένα νέο κύτταρο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα θραύσμα DNA δεν ενσωματώνεται στο χρωμόσωμα του δέκτη, δεν αντιγράφεται, αλλά παραμένει στο κύτταρο και μεταγράφεται. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αποτυχημένη μεταγωγή.

Ειδική μεταγωγή

Η ειδική μεταγωγή έχει μελετηθεί καλύτερα στο παράδειγμα του φάγου L. Αυτός ο φάγος ενσωματώνεται σε μία μόνο περιοχή (θέση att) του χρωμοσώματος Ε. coli με μια ορισμένη αλληλουχία νουκλεοτιδίων (ομόλογη με την περιοχή att στο DNA του φάγου). Κατά τη διάρκεια της επαγωγής, ο αποκλεισμός του μπορεί να αποτύχει με ένα σφάλμα (πιθανότητα 10?3--10?5 ανά κύτταρο): ένα θραύσμα ίδιου μεγέθους με το DNA του φάγου κόβεται, αλλά με την αρχή σε λάθος μέρος. Σε αυτή την περίπτωση, μερικά από τα γονίδια των φάγων χάνονται και μερικά από τα γονίδια του E. coli συλλαμβάνονται από αυτό. Η πιθανότητα μεταφοράς γονιδίου σε αυτή την περίπτωση μειώνεται όσο αυξάνεται η απόσταση από αυτό έως το σημείο att.

Κάθε εύκρατος φάγος που ενσωματώνεται ειδικά στο χρωμόσωμα έχει τη δική του θέση att και, κατά συνέπεια, τα γονίδια που βρίσκονται δίπλα του, τα οποία είναι σε θέση να μεταδώσει. Ένας αριθμός φάγων μπορεί να ενσωματωθεί σε οποιοδήποτε σημείο του χρωμοσώματος και να φέρει οποιαδήποτε γονίδια μέσω του μηχανισμού ειδικής μεταγωγής. Επιπλέον, το χρωμόσωμα συνήθως περιέχει αλληλουχίες που είναι εν μέρει ομόλογες με την περιοχή att του DNA του φάγου. Όταν καταστραφεί μια εντελώς ομόλογη θέση att, είναι δυνατόν να επιτευχθεί συμπερίληψη του φάγου στο χρωμόσωμα σύμφωνα με αυτές τις αλληλουχίες και μεταφορά, κατά τη διάρκεια ειδικής μεταγωγής, γονιδίων που βρίσκονται ήδη δίπλα τους.

Όταν ένας εύκρατος φάγος που φέρει βακτηριακά γονίδια ενσωματώνεται στο χρωμόσωμα ενός νέου βακτηρίου-ξενιστή, περιέχει ήδη δύο πανομοιότυπα γονίδια - τα δικά του και φερμένα από έξω. Δεδομένου ότι ο φάγος στερείται κάποια από τα δικά του γονίδια, συχνά δεν μπορεί να προκληθεί και να αναπαραχθεί. Ωστόσο, όταν το ίδιο κύτταρο μολυνθεί με έναν «βοηθητικό» φάγο του ίδιου είδους, η επαγωγή ενός ελαττωματικού φάγου καθίσταται δυνατή. Τόσο το DNA του φυσιολογικού «βοηθητικού» φάγου όσο και το DNA του ελαττωματικού φάγου, μαζί με τα βακτηριακά γονίδια που φέρουν, βγαίνουν από το χρωμόσωμα και αντιγράφονται. Επομένως, περίπου το 50% των σωματιδίων φάγου που προκύπτουν φέρουν βακτηριακό DNA. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται μεταγωγή υψηλή συχνότητα(HFT από αγγλική μετατροπή υψηλής συχνότητας).

Σύζευξη (από το λατινικό conjugatio - σύνδεση), παρασεξουαλική διαδικασία - μονοκατευθυντική μεταφορά μέρους του γενετικού υλικού (πλασμίδια, βακτηριακό χρωμόσωμα) με άμεση επαφή δύο βακτηριακών κυττάρων. Άνοιξε το 1946 από τους J. Lederberg και E. Taitem. Έχει μεγάλη σημασία στη φύση, γιατί προωθεί την ανταλλαγή χρήσιμων χαρακτηριστικών απουσία μιας πραγματικής σεξουαλικής διαδικασίας. Από όλες τις οριζόντιες διαδικασίες μεταφοράς γονιδίων, η σύζευξη επιτρέπει τη μεταφορά ο μεγαλύτερος αριθμόςγενετικές πληροφορίες.

Μηχανισμός

Για να αποκατασταθεί επιτυχώς η επαφή μεταξύ δύο κυττάρων, ένα συζευκτικό (σεξουαλικό, μεταδοτικό) πλασμίδιο πρέπει να υπάρχει στο κύτταρο δότη. Το πρώτο από αυτά ήταν το F-πλασμίδιο: ένα επίσωμα (ικανό να ενσωματωθεί στο βακτηριακό χρωμόσωμα), με μήκος περίπου 100 χιλιάδες ζεύγη βάσεων. Το πλασμίδιο φέρει γονίδια που κωδικοποιούν έναν αριθμό λειτουργιών. Ένα από αυτά είναι ο σχηματισμός σεξουαλικών πυλών που είναι υπεύθυνες για την προσκόλληση στο κύτταρο δέκτη.

Τα συζευκτικά πλασμίδια κωδικοποιούν επίσης πρωτεΐνες που εμποδίζουν την προσκόλληση πυλώνων άλλων βακτηρίων στο κυτταρικό τοίχωμα αυτού. Επομένως, κύτταρα που περιέχουν ήδη μεταδιδόμενα πλασμίδια έχουν αρκετές τάξεις μεγέθους λιγότερο πιθανό να δράσουν ως δέκτες κατά τη σύζευξη.

Το πλασμίδιο κωδικοποιεί μια ενδονουκλεάση που κόβει έναν από τους κλώνους του DNA σε ένα συγκεκριμένο σημείο (oriT). Στη συνέχεια, η κομμένη αλυσίδα ξετυλίγεται και το άκρο 5 "μεταφέρεται στο κύτταρο δέκτη. Έχει προταθεί ότι το DNA μεταφέρεται μέσω καναλιών στην φυλή, αλλά μέχρι στιγμής έχει αποδειχθεί ότι η μεταφορά γίνεται μέσω πόρων στο κυτταρικό τοίχωμα Στο πρώτο τμήμα του νήματος που εισέρχεται στο κύτταρο δέκτη Το DNA περιέχει γονίδια αντιπεριορισμού. Αυτά τα γονίδια πρέπει να μεταγραφούν στον δέκτη αμέσως μετά την άφιξή τους εκεί, προκειμένου να διασφαλιστεί η συσσώρευση πρωτεϊνών που εμποδίζουν τη διαδικασία καταστροφής του DNA από ένζυμα περιορισμού. Τέλος, η μεταφερόμενη αλυσίδα κλείνει σε έναν δακτύλιο και, στη βάση του, αποκαθίσταται η δίκλωνη δομή του πλασμιδικού DNA. Η όλη διαδικασία διαρκεί αρκετά λεπτά.

Το συζευγμένο πλασμίδιο μπορεί να ενσωματωθεί στο χρωμόσωμα με ομόλογο ανασυνδυασμό που περιλαμβάνει στοιχεία IS. Η σύζευξη σε αυτή την περίπτωση προχωρά σύμφωνα με τον ίδιο μηχανισμό, ωστόσο, όχι μόνο το πλασμίδιο μεταφέρεται στον δέκτη, αλλά και το χρωμοσωμικό υλικό του δότη. Σε αυτή την περίπτωση, η διαδικασία καθυστερεί για ώρες, συχνά υπάρχει σπάσιμο στον μεταδιδόμενο κλώνο DNA. Σταματώντας τεχνητά τη μεταφορά του DNA σε διαφορετικούς χρόνους και παρατηρώντας ποια γονίδια μεταφέρθηκαν, λήφθηκε ένας χάρτης του χρωμοσώματος E. coli και παρουσιάστηκε η δομή του δακτυλίου του.

Όταν αποκόπτεται από ένα χρωμόσωμα, ένα πλασμίδιο μπορεί να συλλάβει το θραύσμα του και να το μεταφέρει μαζί του σε άλλο κύτταρο (αναλογία με τη μεταγωγή). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται sexduction.

Μερικά μικρά πλασμίδια, που ονομάζονται κινητοποιήσιμα, μπορούν να μεταφερθούν με σύζευξη χρησιμοποιώντας μια «βοηθητική» συσκευή μεταφοράς πλασμιδίου μεταφοράς. Για να γίνει αυτό, πρέπει να περιέχουν αλληλουχίες παρόμοιες με το oriT του συζευγμένου πλασμιδίου και να αναγνωρίζονται από τις ενδονουκλεάσες του.

Ανασυνδυασμός σε βακτήρια: μετασχηματισμός, μεταγωγή, σύζευξη.

Όνομα παραμέτρου	Εννοια
Θέμα άρθρου:	Ανασυνδυασμός σε βακτήρια: μετασχηματισμός, μεταγωγή, σύζευξη.
Ρουμπρίκα (θεματική κατηγορία)	Πολιτισμός

Ανασυνδυασμός (ανταλλαγή γενετικού υλικού) σε βακτήριαδιαφορετικό από τον ανασυνδυασμό στοευκαρυωτικό:

‣‣‣ Τα βακτήρια έχουν αρκετοί μηχανισμοί ανασυνδυασμού.

‣‣‣ κατά τον ανασυνδυασμό στα βακτήρια, δεν σχηματίζεται ζυγώτης, όπως στους ευκαρυώτες, αλλά μεροζυγώτης(μεταφέρει τις πλήρεις γενετικές πληροφορίες του λήπτη και μέρος των γενετικών πληροφοριών του δότη σε μορφή συμπληρώματος)·

‣‣‣ σε ένα βακτηριακό ανασυνδυασμένο κύτταρο, όχι μόνο αλλάζει η ποιότητα, αλλά και ποσότητα γενετικής πληροφορίας.

Μεταμόρφωση- αυτό είναι ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών σε βακτήρια με την εισαγωγή ενός έτοιμου παρασκευάσματος DNA στο βακτηριακό κύτταρο δέκτη(ειδικά παρασκευασμένο ή απευθείας απομονωμένο από το κλουβί σε λαγούμι). Τις περισσότερες φορές, η μεταφορά γενετικής πληροφορίας συμβαίνει όταν ο λήπτης καλλιεργείται σε θρεπτικό μέσο που περιέχει το DNA του δότη. Για την αντίληψη του DNA του δότη κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, το κύτταρο λήπτης πρέπει να βρίσκεται σε μια ορισμένη φυσιολογική κατάσταση (αρμοδιότητες),Το ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ επιτυγχάνεται με ειδικές μεθόδους επεξεργασίας του βακτηριακού πληθυσμού.

Κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, μεταδίδονται μεμονωμένα (συνήθως 1) σημάδια. Ο μετασχηματισμός είναι η πιο αντικειμενική απόδειξη της σχέσης του DNA ή των θραυσμάτων του με ένα ή άλλο φαινοτυπικό χαρακτηριστικό, αφού ένα καθαρό παρασκεύασμα DNA εισάγεται στο κύτταρο-δέκτη.

μεταγωγή- ανταλλαγή γενετικής πληροφορίας σε βακτήρια με τη μεταφορά της από έναν δότη σε έναν λήπτη με τη βοήθεια μέτριων (μεταδιωτικών) βακτηριοφάγων.

Οι φάγοι μεταγωγής μπορούν να φέρουν 1 ή περισσότερα γονίδια (χαρακτηριστικά).

Η μεταγωγή γίνεται:

‣‣‣ συγκεκριμένο - το ίδιο γονίδιο μεταφέρεται πάντα.

‣‣‣ μη ειδικά - μεταδίδονται διαφορετικά γονίδια.

Είναι συνδεδεμένο με εντόπιση των φάγων μεταγωγής στο γονιδίωμα του δότη:

‣‣‣ Στην περίπτωση ειδικής μεταγωγής, βρίσκονται πάντα στην ίδια θέση στο χρωμόσωμα.

‣‣‣ όταν δεν είναι συγκεκριμένοι, ο εντοπισμός τους δεν είναι σταθερός.

Σύζευξη- την ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών σε βακτήρια με τη μεταφορά τους από έναν δότη σε έναν λήπτη κατά την άμεση επαφή τους.Μετά το σχηματισμό μιας γέφυρας σύζευξης μεταξύ του δότη και του λήπτη, ένας κλώνος του DNA του δότη εισέρχεται στο κύτταρο δέκτη μέσω αυτού. Όσο μεγαλύτερη είναι η επαφή, τόσο περισσότερο από το DNA του δότη πρέπει να μεταφερθεί στον λήπτη.

Με βάση τη διακοπή της σύζευξης σε ορισμένα χρονικά διαστήματα, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της σειράς των γονιδίων στο χρωμόσωμα των βακτηρίων - να χτιστεί χρωμοσωμικοί χάρτες βακτηρίων (παράγω βακτηριακή χαρτογράφηση).

Η συνάρτηση δότη έχει F + -κύτταρα.

Ανασυνδυασμός σε βακτήρια: μετασχηματισμός, μεταγωγή, σύζευξη. - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας "Ανασυνδυασμός στα βακτήρια: μετασχηματισμός, μεταγωγή, σύζευξη." 2017, 2018.

Γενετικοί ανασυνδυασμοί- ανακατανομή του γενετικού υλικού των γονέων στους απογόνους, που καθορίζει τη συνδυαστική μεταβλητότητα των οργανισμών. Εμφανίζονται με τη συμμετοχή ενζύμων σε μεμονωμένα γονίδια.

Σύζευξη -μεταφορά γενετικού υλικού από ένα κύτταρο δότη σε ένα κύτταρο λήπτη μέσω στενής επαφής. Δότες γενετικού υλικού είναι κύτταρα που φέρουν το F-πλασμίδιο. βακτηριακά κύτταραπου δεν έχουν πλασμίδια F είναι δέκτες.

Το πρώτο στάδιο της σύζευξης είναι η προσκόλληση του κυττάρου δότη στον δέκτη με τη χρήση λαχνών των γεννητικών οργάνων. Μεταξύ των κυττάρων σχηματίζεται μια γέφυρα σύζευξης, μέσω της οποίας το πλασμίδιο F μεταφέρεται από το κύτταρο δότη στο κύτταρο δέκτη.

Εάν το πλασμίδιο F εισαχθεί στο χρωμόσωμα ενός βακτηρίου, ένας κλώνος του DNA σπάει με τη συμμετοχή μιας ενδονουκλεάσης. Το εγγύς άκρο του DNA διεισδύει στο κύτταρο δέκτη μέσω της γέφυρας σύζευξης και ολοκληρώνεται αμέσως σε μια δίκλωνη δομή. Το νήμα που παραμένει στο κύτταρο δότη είναι μια μήτρα για τη σύνθεση του δεύτερου νήματος.

Μεταμόρφωση- άμεση μεταφορά του γενετικού υλικού του δότη στο κύτταρο λήπτη. Ο μετασχηματισμός λαμβάνει χώρα αποτελεσματικά μόνο μεταξύ βακτηρίων του ίδιου είδους με διαφορετικούς γονότυπους.

Τα κύτταρα που μπορούν να δεχτούν DNA δότη ονομάζονται ικανά. Η κατάσταση ικανότητας εμφανίζεται κατά την κυτταρική ανάπτυξη και συμπίπτει με το τέλος της λογαριθμικής φάσης.

Τα δίκλωνα θραύσματα DNA έχουν μετασχηματιστική δραστηριότητα. μοριακό βάροςόχι λιγότερο από 0,5-1x10 6

Η διαδικασία μετασχηματισμού αποτελείται από στάδια:

1) προσρόφηση του DNA του δότη στο κύτταρο λήπτη,

2) διείσδυση του DNA στο κύτταρο δέκτη με επακόλουθη αποσπείρωση,

3) σύνδεση ενός κλώνου DNA με μια ομόλογη περιοχή του χρωμοσώματος του δέκτη.

μεταγωγή -μεταφορά γενετικού υλικού από ένα βακτήριο σε άλλο μέσω φάγων. Διακρίνω:

1) μη ειδική μεταγωγή– όταν οποιοδήποτε γονίδιο δότη μεταφέρεται στο κύτταρο δέκτη μαζί με το DNA του φάγου. Το θραύσμα DNA του βακτηρίου δότη που μεταφέρεται από τον φάγο μπορεί να ενσωματωθεί στην ομόλογη περιοχή DNA του κυττάρου δέκτη με ανασυνδυασμό. Ο μεταγωγικός φάγος είναι μόνο ένας φορέας γενετικού υλικού από το ένα βακτήριο στο άλλο και το ίδιο το DNA του φάγου δεν συμμετέχει στον σχηματισμό ανασυνδυασμένων,

2) ειδική μεταγωγή.ο φάγος μεταφέρει συγκεκριμένα γονίδια από το βακτήριο δότη στο βακτήριο δέκτη. Όταν οι φάγοι μεταγωγής αλληλεπιδρούν με κύτταρα του στελέχους δέκτη, το γονίδιο του βακτηρίου δότη, μαζί με το DNA του ελαττωματικού φάγου, ενσωματώνεται στο χρωμόσωμα του βακτηρίου-δέκτη.

3) ανεπιτυχής- όταν το θραύσμα DNA του βακτηρίου δότη που φέρνει ο φάγος δεν περιλαμβάνεται στο χρωμόσωμα του βακτηρίου-δέκτη, αλλά βρίσκεται στο κυτταρόπλασμά του και μπορεί να λειτουργήσει με αυτή τη μορφή. Κατά τη διαίρεση ενός ανασυνδυασμένου βακτηριακού κυττάρου, το θραύσμα DNA του δότη μεταφέρεται μόνο σε ένα από τα θυγατρικά κύτταρα και εξαφανίζεται με την πάροδο του χρόνου.

Θέμα 6: Το δόγμα της μόλυνσης. Χημειοθεραπευτικά φάρμακα. Αντιβιοτικά.

Ερωτήσεις για αυτοδιδασκαλία:

1. Λοίμωξη. Προϋποθέσεις εμφάνισης και τρόποι μετάδοσης του παθογόνου.

2. Μορφές μόλυνσης και τα χαρακτηριστικά τους.

3. Περίοδοι λοιμώδους νόσου.

4. Χαρακτηρισμός βακτηριακών τοξινών.

5. Αντιβιοτικά: ταξινόμηση, χρήση, επιπλοκές κατά τη λήψη αντιβιοτικών.

6. Μέθοδοι για τον προσδιορισμό της ευαισθησίας των μικροοργανισμών στα αντιβιοτικά.

7. Οι σημαντικότερες ομάδες χημειοθεραπευτικών φαρμάκων και οι μηχανισμοί δράσης τους.

Θεωρητικό υλικό για αυτοεκπαίδευση :

Ημερομηνία προσθήκης: 03-09-2015 | Προβολές: 888 | παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων

| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 21 | | | | | | | | | | | |

Μεταμόρφωση - μια αλλαγή στις κληρονομικές ιδιότητες ενός κυττάρου ως αποτέλεσμα της διείσδυσης ή της τεχνητής εισαγωγής ξένου DNA σε αυτό. Η φύση του μετασχηματιστικού παράγοντα καθιερώθηκε από τους Avery και McLeod το 1944. Είναι δυνατό να μετασχηματιστούν μόνο εκείνα τα βακτήρια στα κύτταρα των οποίων το υψηλού μοριακού, δίκλωνο (άθικτο) DNA μπορεί να διεισδύσει. Η ικανότητα απορρόφησης DNA είναι αρμοδιότητα και εξαρτάται από τη φυσιολογική κατάσταση του κυττάρου. Το DNA μπορεί να ληφθεί κατά τη διάρκεια μιας ορισμένης σύντομης φάσης αλλαγής της κυτταρικής επιφάνειας. Με τη βοήθεια του DNA, τέτοια χαρακτηριστικά μπορούν να μεταδοθούν όπως: σχηματισμός κάψουλας, σύνθεση in-in, ενζυματική δραστηριότητα, αντίσταση σε δηλητήρια, αντιβιοτικά.. Οποιοδήποτε DNA μπορεί να διεισδύσει σε ένα ικανό κύτταρο, αλλά μόνο το DNA ενός συγγενούς είδους μπορεί να ανασυνδυαστεί . Σύζευξη - μεταφορά γενετικού υλικού με άμεση επαφή μεταξύ 2 κυττάρων. Ερευνήθηκε από τους Lederberg και Tatum το 1946 για μεταλλαγμένους coli. Ένας μεταλλάκτης χρειαζόταν τα αμινοξέα Α και Β, αλλά ήταν ικανός να συνθέσει Cu D, ο δεύτερος ήταν ικανός για αυτό (A-B-C+D+). Αυτά τα μεταλλαγμένα δεν αναπτύχθηκαν και δεν σχημάτισαν αποικίες σε ένα ελάχιστο θρεπτικό μέσο, ​​αλλά αν προστεθεί ένα εναιώρημα και των δύο μεταλλαγμάτων σε αυτό, εμφανίστηκαν αποικίες. Τα κύτταρα αυτών των αποικιών είχαν μια κληρονομική ικανότητα να συνθέτουν όλα τα αμινοξέα (A + B + C + D +) Εδώ, η σύζευξη χρησιμεύει ως προϋπόθεση για τον ανασυνδυασμό. Στη μελέτη των βακτηρίων, διαπιστώθηκε ότι η ικανότητα ενός κυττάρου να είναι δότης σχετίζεται με την παρουσία του παράγοντα F (κύτταρα F + που δεν περιέχουν τον παράγοντα - F- και μπορούν να λειτουργήσουν ως δέκτης) - α πλασμίδιο, ένα κυκλικό, δίκλωνο μόριο DNA. Οτι. Τα κύτταρα λήπτες γίνονται δότες ως αποτέλεσμα της σύζευξης και τα χρωμοσωμικά χαρακτηριστικά δεν μεταδίδονται. Το πλασμίδιο F προκαλεί το σχηματισμό κροσσών των γεννητικών οργάνων/F-pili στο κύτταρο, που χρησιμεύουν για την αναγνώριση της επαφής μεταξύ του κυττάρου m/y του δότη και του κυττάρου λήπτη και καθιστούν δυνατό τον σχηματισμό μιας γέφυρας μέσω της οποίας το DNA περνά στο το κύτταρο. Η σύζευξη είναι κοινή σε εντεροβακτήρια, προκαρυώτες. μεταγωγή - παθητική μεταφορά βακτηριακών γονιδίων από το ένα κύτταρο στο άλλο με σωματίδια βακτηριοφάγου, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή στις κληρονομικές ιδιότητες του κυττάρου. Υπάρχουν 2 τύποι μεταγωγής: α) Μη ειδική - στην οποία μπορεί να μεταφερθεί οποιοδήποτε θραύσμα του DNA του ξενιστή (το DNA του κυττάρου ξενιστή περιλαμβάνεται στο σωματίδιο του φάγου / στο δικό του γονίδιο / αντί αυτού). β) Ειδικά - ένα αυστηρά καθορισμένο θραύσμα DNA μπορεί να μεταφερθεί· ορισμένα γονίδια φάγων αντικαθίστανται από γονίδια ξενιστή). Και στις δύο περιπτώσεις, οι φάγοι είναι ελαττωματικοί. χάνουν την ικανότητα λύσης του κυττάρου.

38. Παράγοντες αντίστασης (r-factors). ιδιότητες των πλασμιδίων. Τρανσποζόνια.

1. αντίσταση- ανθεκτικό org-mov σε οποιοδήποτε αντιγόνο. Έχουν ανακαλυφθεί βακτήρια ανθεκτικά σε ορισμένα αντιβιοτικά. Στη δεκαετία του '50 στην Ιαπωνία (αιτιογόνοι παράγοντες της δυσιντερίας. Σημειώστε την πολλαπλότητα των βακτηριδίων. Disinteria και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε άλλα βακτήρια. Οι παράγοντες R περιέχουν γονίδια που κάνουν το κύτταρο ανθεκτικό σε ορισμένα αντιβιοτικά. Ορισμένοι παράγοντες R προκαλούν αντίσταση αμέσως σε 8 αντιβιοτικά και άλλα R-ph μας δίνουν την ικανότητα σε βαρέα μέταλλα (υδράργυρος, νικέλιο, κάδμιο). -ονομάζονται «παράγοντες μεταφοράς αντίστασης (RTF), 2) γονίδια τα οποία. καθορίζουν την ίδια την αντίσταση και συγκρ. Αποτελούνται μόνο ένα μικρό μέρος του πλασμιδίου.

Το RTF περιλαμβάνει όλα τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά του παράγοντα R από κύτταρο σε κύτταρο, η οποία πραγματοποιείται με σύζευξη. Δηλαδή, ο παράγοντας R όπως και ο παράγοντας F είναι μολυσματικός. Είναι δυνατή η μεταφορά του παράγοντα R μεταξύ πολλών διαφορετικών γενών βακτηρίων, γεγονός που συμβάλλει στην περαιτέρω κατανομή τους. Η ενζυματική χημική τροποποίηση των αντιβιοτικών είναι η κύρια αιτία κατάποσης λόγω πλασμιδίων. Για παράδειγμα, η καναμυκίνη και η νεομυκίνη υποβλήθηκαν σε φωσφορολίωση, ενώ η πινπικίνη απενεργοποιήθηκε από την πενικιλλινάση. pos. Οταν είναι διαθέσιμο Παράγοντες R, γονιδιακός ανασυνδυασμός είναι δυνατός, τότε μπορεί να προκύψει ένας νέος συνδυασμός γονιδίων, ο οποίος θα δώσει πρόσθετες ιδιότητες. Οι παράγοντες R έχουν μεγάλη σημασία για τη χημειοθεραπεία.

2. Βακτηριοσίνες. Πολλές bact.synthesis.proteins, Yukotor. Η θανάτωση συγγενών ειδών ή στελεχών ή η αναστολή της ανάπτυξής τους. Αυτές οι πρωτεΐνες ονομάζονται βακτηριοσίνες. Είναι κωδικοποιητές. Ειδικά πλασμίδια, τα οποία ονομάζονται βακτηριοκινογόνοι παράγοντες. Οι βακτηριοσίνες έχουν απομονωθεί από το Esrichia coli (κολικίνες) και άλλα βακτήρια. Το όνομα των βακτηριοσινών δίνεται σύμφωνα με την παραγωγική μορφή βακτηρίων, για παράδειγμα, σταφυλόκοκκοι που παράγονται από σταφυλοκίνες. ανόργανο, φονικό, βακτήρια, ονομάζονται αντισηπτικά.

3. Άλλη αναγνώριση, που ορίζεται από πλασμίδια.Τα πλασμίδια μπορεί να περιέχουν γονίδια που προκαλούν έναν αριθμό συγκεκριμένων βιολιών. Τα γονίδια ενζύμων που απαιτούνται για τη διάσπαση του campyphora, του σαλικικού οξέος και άλλων βασικών υποστρωμάτων μπορούν να βρεθούν στα πλασμίδια. Ο κατάλογος του sv-in, που κληρονομήθηκε με τα πλασμίδια, σημαίνει και περιλαμβάνει: δέσμευση αζώτου, arr-e οζιδίων, απορρόφηση σακχάρων, σύνθεση υδρογονάσης κ.λπ. Ορισμένα από αυτά τα sv-in μπορούν να προσδιοριστούν από γονίδια βακτηρίων. Χρωμοσώματα (ανταλλαγή γονιδίων m-du χρωμόσωμα και πλασμίδιο). Τα πλασμίδια έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των προκαρυωτών.

4. Ασυμφωνία.Πολλά βακτήρια.περιεχόμενα.πλασμίδια διαφόρων μεγεθών. Η παρουσία διαφορετικών πλασμιδίων σε ένα κύτταρο δείχνει ότι τέτοια πλασμίδια είναι συμβατά μεταξύ τους. Όμως 2 σχετικά πλασμίδια δεν μπορούν να συνυπάρχουν στο ίδιο κύτταρο, είναι ασύμβατα. Όλα τα πλασμίδια άλλα στην ομάδα των ασυμβατοτήτων: πλασμίδια, σε σχέση με την ίδια ομάδα ασυμβατοτήτων.

Τρανσποζόνια -αυτό είναι το τελευταίο από το DNA, το οποίο μπορεί να ενσωματωθεί σε πολλά μέρη του γονιδιώματος και μπορεί να «μεταφερθεί» από το πλασμίδιο στο βακ.χρωμόσωμα, σε ένα άλλο πλασμίδιο. Τα τρανσπαζόνια περιέχουν γονίδια που καθορίζουν εξωτερικά σημάδια, δηλαδή, είναι ανθεκτικά σε αντιβιοτικά όπως ο πινίκος, η τετρακυκλίνη κ.λπ. Από αυτή την άποψη, είναι ευκολότερο να ανιχνευθούν από το IS - El-you (ξένο DNA, που αντιπροσωπεύεται από μια σειρά εισαγωγικών συναντήσεων στο βάκτο.χρωμοσώματα και πλασμίδια.). Και στις δύο πλευρές των γονιδίων, η θέση που βρίσκεται μέσα στο τρανσποζόνιο βρίσκεται 2 στην ίδια ακολουθία, η οποία μπορεί να πάει προς την ίδια ή αντίθετη κατεύθυνση. Αυτές οι επαναλήψεις των βάσεων DNA είναι εν μέρει ταυτόσημες με το IS - El-tami.

41. Εξέλιξη m / s.

Τα κύτταρα όλων των ζωντανών όντων, από τις πρωτόγονες μορφές έως τις εξαιρετικά οργανωμένες, αποτελούνται από τα ίδια δομικά στοιχεία και χρησιμοποιούν τους ίδιους μηχανισμούς για την απόκτηση ενέργειας και ανάπτυξης. Αυτή είναι η βιοχημική ενότητα όλων των ζωντανών οργανισμών. Στη διαδικασία της εξέλιξης έλαβε χώρα ο σχηματισμός και ο σχηματισμός διαφόρων μορφών ζωντανών όντων. Για τη διαδικασία της εξέλιξης της ζωής, είναι απαραίτητο να φανταστούμε ποιες ήταν οι συνθήκες στη Γη, στις οποίες αποδείχθηκε δυνατή η αυθόρμητη δημιουργία ζωής. Την τελευταία περίοδο μετά το σχηματισμό της Γης, έλαβαν χώρα ενεργές βιολογικές διεργασίες σε αυτήν, οι οποίες άλλαξαν την όψη και οδήγησαν στο σχηματισμό του φλοιού, της υδρόσφαιρας και της ατμόσφαιρας της γης. Όταν η οργανική ύλη συσσωρεύτηκε στη Γη σε μεγάλες ποσότητες => προέκυψαν συνθήκες υπό τις οποίες θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί μια μετάβαση από τη χημική εξέλιξη στην εμφάνιση των πρώτων αυτοαναπαραγόμενων έμβιων όντων. Είναι χαρακτηριστικό του κυττάρου της ζωής ότι εμφανίζεται πάντα με τη μορφή ορισμένων δομών που είναι χωρικά απομονωμένες από το εξωτερικό περιβάλλον, αλλά αλληλεπιδρούν συνεχώς μαζί του με τη μορφή ανοιχτών συστημάτων. Υπέθεσε ότι το επόμενο στάδιο της εξέλιξης στο μονοπάτι της εμφάνισης της ζωής ήταν ο σχηματισμός μιας ορισμένης δομικής οργάνωσης - οργανικές ενώσεις που συντέθηκαν αβιογονικά. Είχαν σφαιρικό σχήμα, διάμετρο 0,5-7 μικρά, έμοιαζαν με κοκκοειδείς μορφές βακτηρίων, περιείχαν πρωτεϊνοειδή και είχαν κάποια σταθερότητα. Κατά τη χρώση κατά γραμμάριο, διαπιστώθηκε ότι οι μικροσφαίρες σχηματίστηκαν από όξινα πρωτεϊνοειδή - gr-, και τα κύρια πρωτεϊνοειδή - gr +. Αυτό το στάδιο είναι ένα μεταβατικό στάδιο από τη χημική στη βιολογική εξέλιξη και το μοτίβο που προκύπτει μπορεί να οριστεί ως προβιολογική φυσική επιλογή. Στο μέλλον, πρότεινε ότι οι πρώτοι προκαρυώτες, η γάτα θα μπορούσαν να εμφανιστούν σε υδάτινα σώματα όπου υπήρχαν πολλές οργανικές ουσίες στα νησιά, ήταν οργανισμοί που υπήρχαν λόγω ζύμωσης και είχαν τις κύριες λειτουργίες του αναερόβιου μεταβολισμού. Αν υποθέσουμε ότι θειικά άλατα υπήρχαν και σε υδάτινα σώματα, τότε το επόμενο στάδιο εξέλιξης είναι η αποτελεσματική μεταφορά ηλεκτρονίων με τη δημιουργία δυναμικού πρωτονίου ως πηγή ενέργειας για την αναγέννηση του ATP. Επιπλέον, αποδείχθηκε πειραματικά ότι στο αρχικό στάδιο της εξέλιξης, οι προκαρυώτες μπορούσαν να αναπαράγουν και να μεταδώσουν πληροφορίες στους απογόνους τους χωρίς τη συμμετοχή νουκλεϊκών οξέων. Για την περαιτέρω εξέλιξη των προκαρυωτικών, ήταν απαραίτητο να δημιουργηθεί μια ειδική συσκευή που θα εξασφάλιζε την ακριβή αναπαραγωγή πολυπεπτιδίων. Αυτό οδήγησε στον σχηματισμό ενός νέου μηχανισμού σύνθεσης - σύνθεσης προτύπου, ο οποίος βασίζεται στη χρήση των ιδιοτήτων των πολυνουκλεοτιδίων. Η ιδιότητα των πολυνουκλεϊκών μορίων είναι η ικανότητα της ακριβούς αναπαραγωγής, με βάση την αρχή της δομικής συμπληρωματικότητας.

Το κύριο γεγονός στην εξέλιξη: η μετάβαση από μια πρωτογενή αναγωγική ατμόσφαιρα σε μια ατμόσφαιρα που περιέχει οξυγόνο. Τα βακτήρια έχουν έναν νέο τύπο μεταβολισμού - αερόβια αναπνοή, η οποία κατέστη δυνατή ως αποτέλεσμα του μετασχηματισμού των κυτοχρωμάτων σε τερματικές οξειδάσες, χρησιμοποιώντας μόρια O 2 ως δέκτη ηλεκτρονίων. Υποτίθεται ότι πριν από 2 δισεκατομμύρια χρόνια όλοι οι φωτοτροφικοί προκαρυώτες υπήρχαν ήδη, η γάτα είναι γνωστή ακόμη και τώρα. Οι προκαρυώτες κατέλαβαν αρχικά πολλές διαφορετικές οικολογικές θέσεις, αλλά στη συνέχεια έδωσαν τη θέση τους στους ευκαρυώτες. Η ανάπτυξη διαφόρων τύπων μεταβολισμού στους προκαρυώτες οφειλόταν σε ένα απλό δομικό κύτταρο, ένα πολύ ανεπτυγμένο ρυθμιστικό σύστημα, την ταχεία ανάπτυξη και την παρουσία αρκετών μηχανισμών μεταφοράς γονιδίων.

42.ΠΑΘΟΓΟΝΟ ΜΙΚΡΟΟΡΓΩΝ ΚΑΙ ΑΝΟΣΙΑ.

Η ανοσία μας προστατεύει από μολυσματικούς παράγοντες: βακτήρια, ιούς και πρωτόζωα, δηλαδή προστατεύει τον οργανισμό από οτιδήποτε ξένο.

Η μόλυνση είναι μια πολύπλοκη βιολογική διαδικασία που εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της διείσδυσης παθογόνων μικροβίων στο σώμα και της παραβίασης της σταθερότητας του εσωτερικού του περιβάλλοντος.

Παθογένεια είναι η ικανότητα ενός μικροβίου ενός συγκεκριμένου είδους, υπό κατάλληλες συνθήκες, να προκαλέσει μια μολυσματική ασθένεια που είναι χαρακτηριστική του. Επομένως, η παθογένεια είναι χαρακτηριστικό του είδους.

Στο φυσικό περιβάλλον υπάρχουν βιολογικοί ρύποι που προκαλούν διάφορες ασθένειες στον άνθρωπο. Αυτά είναι παθογόνα, ιοί, έλμινθες, πρωτόζωα. Μπορούν να βρίσκονται στην ατμόσφαιρα, το νερό, το έδαφος, στο σώμα άλλων ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του ατόμου.

Τα πιο επικίνδυνα παθογόνα των μολυσματικών ασθενειών. Έχουν διαφορετική σταθερότητα περιβάλλον. Μερικοί μπορούν να ζήσουν έξω από το ανθρώπινο σώμα μόνο για λίγες ώρες. όντας στον αέρα, στο νερό, σε διάφορα αντικείμενα, πεθαίνουν γρήγορα. Άλλοι μπορεί να ζουν στο περιβάλλον από μερικές ημέρες έως αρκετά χρόνια. Για άλλους, το περιβάλλον είναι ένας φυσικός βιότοπος. Για το τέταρτο - άλλοι οργανισμοί, όπως τα άγρια ​​ζώα, είναι τόπος διατήρησης και αναπαραγωγής.

Συχνά η πηγή μόλυνσης είναι το έδαφος, το οποίο κατοικείται συνεχώς από παθογόνα του τετάνου, της αλλαντίασης, της αέριας γάγγραινας και ορισμένων μυκητιακών ασθενειών. Μπορούν να εισέλθουν στο ανθρώπινο σώμα όταν καταστραφούν. δέρμα, με άπλυτα τρόφιμα, κατά παράβαση των κανόνων υγιεινής.

Τυπικά αντιβιοτικά	Παραγωγοί	Ποιους επηρεάζει	Μηχανισμός δράσης	Δυσκολίες στη θεραπευτική εφαρμογή
Πενικιλλίνες, κεφαλοσπορίνες	Γένη μανιταριών Σχετικά μενικίλιο, Cephalosporum	Gram-θετικά και Gram-αρνητικά βακτήρια	Διαταραχή σύνθεσης κυτταρικό τοίχωμα	αλλεργικές αντιδράσεις
Στρεπτομυκίνη, γενταμυκίνη, καναμυκίνη, τομπραμυκίνη, αμικασίνη	Ακτινομύκητες του γένους Στρεπτομύκητες, βακτήρια του τοκετού Micromonospora. Bacil­ lus		Μη αναστρέψιμη αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης	τοξική επίδραση σε ακουστικό νεύροκαι τα νεφρά
Αντιβιοτικά με το ίδιο όνομα	Ακτινομύκητες του γένους Στρεπτομύκητες	Gram-θετικά και Gram-αρνητικά βακτήρια, ρικέτσια, χλαμύδια, πρωτόζωα	Αναστρέψιμη αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης	Εξάπλωση ανθεκτικών στελεχών
Αντιβακτηριδιακό: ερυθρομυκίνη Αντιμυκητιακό και αντιπρωτοζωικό: πολυένια	Ακτινομύκητες του γένους Στρεπτομύκητες Πολύ	Θετικά κατά Gram βακτήρια Μύκητες, μερικά πρωτόζωα	Διαταραχή της πλασματικής μεμβράνης	Τοξικότητα
Πολυμυξίνες, γραμμικιδίνες, βακιτρακίνη	Διάφοροι μικροοργανισμοί	Κυρίως Gram-αρνητικά βακτήρια	Ο μηχανισμός δράσης είναι διαφορετικός	Υψηλή τοξικότητα