გენეტიკური რუქების აგების თავისებურებები პროკარიოტებში. ბაქტერიული დნმ-ის გენეტიკური რეკომბინაციის მექანიზმები: ტრანსფორმაცია, ტრანსდუქცია, კონიუგაცია წინააღმდეგობის ფაქტორები (r-ფაქტორები). პლაზმიდების თვისებები. ტრანსპოზონები

გენეტიკური რეკომბინაციები ევკარიოტებში ხდება სქესობრივი გამრავლების პროცესში ქრომოსომის ფრაგმენტების ურთიერთგაცვლით, ხოლო ორი რეკომბინანტული ქრომოსომა წარმოიქმნება მშობლის ორი ქრომოსომისგან, ე.ი. წარმოიქმნება ორი რეკომბინანტული ინდივიდი.

პროკარიოტებს არ აქვთ სქესობრივი გამრავლება Þ ინტრაგენომიური გადაწყობის შედეგად: გენების ლოკალიზაციის ცვლილება ქრომოსომაში, ან როდესაც დონორის დნმ-ის ნაწილი აღწევს რეციპიენტში # → მეროზიგოტის წარმოქმნა, ე.ი. იქმნება მხოლოდ ერთი რეკომბინატი.

GenRs წარმოიქმნება ფერმენტების მონაწილეობით ცალკეულ გენებში ან გენის კავშირების ჯგუფებში. არსებობს სპეციალური REC-GENES, რომლებიც განსაზღვრავენ ბაქტერიების რეკომბინაციის უნარს. გენეტიკური მასალის გადატანა B-დან! B-მდე! ხდება ტრანსფორმაციის, ტრანსდუქციისა და კონიუგაციის გზით, ხოლო პლაზმიდური გენები - ტრანსდუქციისა და კონიუგაციის გზით.

ტრანსფორმაცია - Rec# დონორის გენეტიკური მასალის (დნმ ფრაგმენტის) პირდაპირი გადაცემა. (პირველად გრიფიტსი - ექსპერიმენტი პნევმოკოკის ცოცხალი ავირულენტური აკაფსულარული შტამით, რომელიც გახდა ვირულენტური მოკლული კაფსულური პნევმოკოკის ექსტრაქტით მკურნალობისას.)

დონორის დნმ-ით, ჩვეულებრივ, მხოლოდ ერთი გენი გადადის მიმღებ უჯრედში, რადგან დნმ-ის ფრაგმენტი, რომელიც შეიძლება შევიდეს Rec#, ძალიან მცირეა. B უჯრედების მხოლოდ ნაწილი შეიძლება გარდაიქმნას!! მოსახლეობა კომპეტენტურია. კომპეტენციის მდგომარეობა (როდესაც კედელი B! გამტარია მაღალი პოლიმერული (Mg=0,5–1 მილიონი) დნმ-ის ფრაგმენტებისთვის) ჩვეულებრივ ხდება LOG-ფაზის ბოლოს.

ტრანსფორმაციის პროცესის ეტაპები:

1) დნმ-ის დონორის ადსორბცია Rec#-ზე;

2) დნმ-ის შეღწევა Rec#-ში და დნმ-ის დესპირალიზაცია.

3) დონორის დნმ-ის ორი ჯაჭვის რომელიმე კავშირი მიმღების ქრომოსომის ჰომოლოგიურ რეგიონთან და შემდგომი რეკომბინაცია.

ეფექტურობა დამოკიდებულია დონორისა და მიმღების დნმ-ის ჰომოლოგიის ხარისხზე, რომელიც განსაზღვრავს საბოლოო შედეგს, ანუ წარმოქმნილი რეკომბინანტების (ტრანსფორმანტების) რაოდენობა Þ ინტერსახეობრივი ტრანსფორმაცია ხდება ბევრად უფრო იშვიათად, ვიდრე ინტრასპეციფიკური.

ტრანსდუქცია- გენეტიკური მასალის გადაცემა ფაგების გამოყენებით. ტრანსდუქციის სამი ტიპი არსებობს:

არასპეციფიკური (ზოგადი).ფაგის ნაწილაკების შეკრების მომენტში B!-დონორის დნმ-ის ნებისმიერ ფრაგმენტს შეუძლია შეაღწიოს მათ თავში. ნებისმიერი დონორი გენი გადადის ფაგის დნმ-თან ერთად და რეკომბინაციით შედის დნმ-ის ჰომოლოგიურ რეგიონში Rec#. ფაგები მხოლოდ გენეტიკურ მასალას ატარებენ

Კონკრეტული- ფაგი ატარებს გარკვეულ გენს, როდესაც პროფაგი იშლება B-დან! ქრომოსომები მიმდებარე გენებთან ერთად და ფაგი ხდება დეფექტური. როდესაც ფაგი ურთიერთქმედებს Rec#-თან, დონორი გენი და დეფექტური ფაგი შედის RecB!, და B ქრომოსომაში!! გახდეს იმუნური შემდგომი ინფექციის მიმართ ვირულენტური ფაგით.

აბორტი– დონორი ბაქტერიის დნმ-ის ფრაგმენტი არ შედის RecB! ქრომოსომაში, მაგრამ მდებარეობს ციტოპლაზმაში და ფუნქციონირებს ამ ფორმით. გაყოფის დროს დნმ-ის ეს ნაწილი გადაეცემა მხოლოდ ერთ ქალიშვილს # და საბოლოოდ იკარგება შთამომავლობაში.

უღლება- გენეტიკური მასალის გადაცემა დონორის უჯრედიდან მიმღებ უჯრედში მათი გადაკვეთის დროს. დონორები - ## F-პლაზმიდით (სქესის ფაქტორი). როდესაც F+ გადაიკვეთება F– #-თან, სქესის ფაქტორი გადადის დონორის ქრომოსომის მიუხედავად, თითქმის ყველა Rec# ხდება F+.

F-პლაზმიდს შეუძლია B-ში ინტეგრირება! ქრომოსომა. ზოგიერთ შემთხვევაში ის იხსნება B!-ის დაჭერისას! გენები (აღნიშნავს ჩართული გენით: F-lac).

1) დონორის უჯრედის მიმაგრება Rec#-ზე SEX-PILS-ის გამოყენებით

2) კონიუგაციის ხიდის ფორმირება, რომლის მეშვეობითაც F-ფაქტორი და დონორის ციტოპლაზმაში მდებარე სხვა პლაზმიდები გადადის.

3) დნმ-ის ერთ-ერთი ჯაჭვის რღვევა (F-პლაზმიდის ჩართვის ადგილზე) ენდონუკლეაზას მონაწილეობით. დნმ-ის ერთი ბოლო შედის Rec# და დაუყოვნებლივ სრულდება 2-ჯაჭვიან სტრუქტურამდე. გადაცემის დროს ხდება B!-დონორი დნმ-ის ნაწილის დაჭერა - Hfr-შტამები (RECOMBINATION HHIH FREQUENCY). Hfr-შტამის F–#–ით გადაკვეთისას F–ფაქტორი არ გადადის (რადგან კონიუგაციის ხიდი გატეხილია და F–ფაქტორი მდებარეობს ქრომოსომის დისტალურ ნაწილში). მხოლოდ B გენები გადაეცემა! გადაცემის დასაწყისთან მდებარე ქრომოსომები (O-წერტილი (წარმოშობა)).

4) დნმ-ის ჯაჭვზე REMAINING #-ში სინთეზირებულია 2 ჯაჭვი.

22. სპორები და სპორების წარმოქმნა მიკროორგანიზმებში, სპორების თვისებები, სპორების გამოვლენის მეთოდები.

სპორულაცია ხდება არახელსაყრელ პირობებში მცენარეული ფორმები. ბაქტერიებში 3 ტიპის სპორებია:

- ENDOSPORES (ჭეშმარიტი სპორები) - განლაგებულია # შიგნით, აქვთ მაღალი სინათლის რეფრაქციული ინდექსი.

- ARTOSPORS - მცენარეული B ფრაგმენტაციის ნიმუში !!

- ქლამიდიოსპორები (მიკროცისტები) - წარმოიქმნება ვეგეტატიური # კედლების გასქელების და სარეზერვო ორმოების შიგნით დაგროვების შედეგად.

ევბაქტერიების მხოლოდ მცირე ჯგუფს შეუძლია სპორულაცია და მხოლოდ Clostridium და Bacillus არის პათოგენური თირკმლისთვის. თითოეული ვეგეტატიური # ქმნის 1 ენდოსპორს. სპორები მდგრადია t°C, გამოშრობის, რადიაციის და ქიმიკატების (მათ შორის 70° ეთანოლის) მიმართ. შენახვა შეიძლება დიდი დრო. სავარაუდოდ, სპორები შეიძლება ინახებოდეს მშრალ ნიადაგში 1000 წლამდე, მაგრამ სინამდვილეში სპორების 90% კარგავს სიცოცხლისუნარიანობას 50 წლის განმავლობაში.

მორფოლოგიურად სპორები შეიძლება იყოს. მრგვალი, ოვალური, ელიფსური, ზოგი აღჭურვილია "ნეკნებით".

სპორულაციის პროცესი იწყება მაშინვე, როდესაც დეფიციტი ხდება. საკვები ნივთიერება-შიდა მუშაობს დაახლოებით 8 საათის განმავლობაში, არ არის საჭირო გარე ელექტრომომარაგება ან ენერგია. სტიმულირება - გლუკოზა, P და NH 4, თრგუნავს -პეპტონს, ლაქტოზას, NaCl, CaCl2. გამოყავით შემდეგი ეტაპები:

1) მოსამზადებელი ეტაპი - გაყოფა ჩერდება, იწყება ლიპიდური ჩანართების დაგროვება.

2) პრესპორის სტადია - ჩნდება ელიფსური გარსი, რომელიც აკრავს ციტოპლაზმურ ზონას შეცვლილი სიმკვრივით და ტინქტური თვისებებით.

3) ჭურვის ფორმირება

4) სპორების მომწიფების სტადია - ხდება მისი დატკეპნა და ნებისმიერი მოძრაობა #-სპორანგიაში ჩერდება.

5) მშობლის განადგურება #.

6) ბ ოპტიმალური პირობებისპორები აღმოცენდება. თავდაპირველად ის აქტიურად შთანთქავს წყალს და შეშუპება, სუნთქვა მატულობს, ფერმენტების აქტივობა მატულობს, AA გამოიყოფა - აქტიურდება მეტაბოლიზმი (ამ პერიოდში სპორა კარგავს თერმორეზისტენტობას). შემდეგ სპორა იფეთქებს და მისგან ვეგეტატიური ფორმა ჩნდება.

მიკრობული მონელების ინფექცია

რეკომბინაცია არის გენეტიკური მასალის გაცვლის პროცესი სხვადასხვა მოლეკულების დაშლისა და შეერთების გზით. რეკომბინაცია ხდება დნმ-ში ორჯაჭვიანი რღვევების აღდგენისა და რეპლიკაციის გასაგრძელებლად, როდესაც რეპლიკაციის ჩანგალი ჩერდება ევკარიოტებში, ბაქტერიებსა და არქეებში. ვირუსებს შეუძლიათ მათი გენომის რნმ-ის მოლეკულებს შორის რეკომბინირება.

ევკარიოტებში რეკომბინაცია ჩვეულებრივ ხდება მეიოზის დროს გადაკვეთის დროს, განსაკუთრებით ცხოველებში სპერმატოზოიდების და კვერცხუჯრედების წარმოქმნის დროს. რეკომბინაცია, დნმ-ის რეპლიკაციასთან, რნმ-ის ტრანსკრიფციასთან და ცილის ტრანსლაციასთან ერთად, მიეკუთვნება ფუნდამენტურ, ადრეულ ჰომოლოგიურ რეკომბინაციას.

ჰომოლოგიური რეკომბინაცია

ჰომოლოგიური რეკომბინაციის ტიპების კლასიფიკაცია: ალელური, ექტოპიური და ჰომეოლოგიური; ორმხრივი (გადაკვეთა) და არარეციპროკული (გენის გარდაქმნა).

ორმხრივი რეკომბინაცია. ადრეული იდეები გადაკვეთის ბუნების შესახებ: ჰიპოთეზები "გატეხვა და შეერთება" და "შერჩევითი ასლი". მესელსონის ექსპერიმენტები „გაწყვეტისა და კავშირის“ მექანიზმის მტკიცებულებაზე. რეკომბინაციის მოლეკულური მექანიზმების შესწავლის მეთოდოლოგიური მიდგომების შემუშავება. რეკომბინანტული დნმ-ის ფორმირების ორი ეტაპი: "სახსარი" და პირველადი რეკომბინანტული მოლეკულები.

ბაქტერიოფაგებში ჰომოლოგიური რეკომბინაციის გენეტიკური კონტროლი. წითელი სისტემა ბაქტერიოფაგში l. ეგზონუკლეაზა ლ. ორფის სისტემა. ბაქტერიოფაგი T4: გენების როლი 30, 32, 43, 46, 47, 49 და uvsX. რეკომბინაციის რეაქციების ენზიმოლოგია: ენდო- და ეგზონუკლეაზები, დნმ პოლიმერაზა, დნმ ლიგაზა, UvsX ცილა, SSB ცილა და სხვა ცილები. „ძაფების გადაადგილების“, D- მარყუჟის ფორმირების, „ტოტების მიგრაციის“, ჰეტეროდუპლექსის კორექციის პროცესები. გადაკვეთის ძირითადი ეტაპებია პრესინაფსისი, სინაფსისი და პოსტსინაფსისი. ნიმუშების გადაკვეთა ბაქტერიოფაგებში. დნმ-ის რეკომბინაციისა და აღდგენის პროცესების საერთოობა.

ჰომოლოგიური რეკომბინაციის ძირითადი მოდელები. სადღესასწაულო მოდელი. მოდელის ფონი, არსი, ღირებულება. მოდელის განვითარება შემდგომ კვლევებში, მისი ამჟამინდელი მდგომარეობა. Meselson-Reading მოდელი. დნმ-ის ორჯაჭვიანი რღვევის შეკეთების მოდელი (DNR) საფუარში (Zhostak et al.), როგორც გამოიყენება გადაკვეთაზე და კონვერტაციაზე.

რეკომბინაცია ბაქტერიებში ქრომოსომული დნმ-ის ტრანსფორმაციის დროს. რეკომბინაციის პარამეტრები. ინტეგრირებული დონორის დნმ-ის ფრაგმენტების ზომები. კინეტიკა და ტრანსფორმაციის ეფექტურობა. დონორი დნმ-ის ერთჯაჭვიანი ფრაგმენტების ინტეგრაციის მტკიცებულება. გენეტიკური კონტროლი და ტრანსფორმაციის პროცესის ძირითადი ეტაპები Bacillus subtilis-სა და Streptococcus pneumoniae-ში. დონორ-მიმღები კომპლექსი. გენეტიკური კონტროლი და რეკომბინაციის მექანიზმი ტრანსფორმაციის დროს Haemophilus influenzae-ში. ტრანსფორმოსომა.

რეკომბინაცია კონიუგაციის დროს Escherichia coli-ში. დნმ-ის კონიუგაციის გადაცემის დახასიათება. დონორის დნმ-ის ინტეგრაციის მექანიზმები მიმღები უჯრედის ქრომოსომაში.

ჰომოლოგიური რეკომბინაციის გენეტიკური კონტროლი E. coli-ში. პრესინაფსისში მონაწილე გენები: recA, recB, recC, recD, recE, recJ და ა.შ. recB და recC მუტაციების პლეიოტროპული ეფექტი. ATP-დამოკიდებული RecBCD ნუკლეაზა, მისი აქტივობა, მოქმედების მექანიზმები და როლები სხვადასხვა გენეტიკურ პროცესებში. Chi საიტი, როგორც რეკომბინაციის ცხელი წერტილი. ATP-დამოკიდებული ნუკლეაზების უნივერსალურობა ბაქტერიებისთვის. გენები, რომლებიც აკონტროლებენ სინაფსისის პროცესს: recA, recF, recO, recR, ssb და ა.შ. recA მუტანტების თვისებები. RecA ცილა, მისი მახასიათებლები. RecA პროტეინის მიერ კატალიზებული რეაქციები, მისი მთავარი როლი გადაკვეთის პროცესის პირველ ეტაპებზე: პრესინაფსისი და სინაფსისი. სინაფსისის ბუნება ჰომოლოგიურ რეკომბინაციაში. RecA დნმ-ის ძაფები, მათი სტრუქტურა და ფუნქციები რეკომბინაციაში. კროსოვერის სქემა E. coli-ში, რომელშიც შედის RecBCD ნუკლეაზა და RecA პროტეინი. RecA ჰომოლოგები სხვა პროკარიოტულ და ევკარიოტულ ორგანიზმებში. SSB ცილის როლი. სინაფსის შემდგომი გენები: ruvA, ruvB, ruvC, recG და მათი პროდუქტები. როლი ჰოლიდეის ნახევრად ჭიაზმის მიგრაციის განხორციელებაში და მის გადაწყვეტაში.

სუპრესორული მუტაციები sbcA, sbcB, sbcC და sbcD-ში. ეგზონუკლეაზები I და VIII. SbcCD ნუკლეაზა. ქრომოსომული დნმ-ის რეკომბინაციის სამი გზა E. coli K-12-ში კლარკის მიხედვით: RecBCD, RecF და RecE, მათი მახასიათებლები. RecF და RecE გზების როლი პლაზმიდების ჰომოლოგიურ რეკომბინაციაში.

ევკარიოტებში გადაკვეთის პროცესის თავისებურებები. მეიოტური გადაკვეთა. სინაპტონემური კომპლექსის როლი. მეიოტური რეკომბინაციის გენეტიკური კონტროლი. RecA მსგავსი ცილების (რეკომბინაზების) მრავალფეროვნება ევკარიოტებში.

მიტოზური გადაკვეთა: ურთიერთობა ორმხრივ და არარეციპროკულ რეკომბინაციას შორის. გადაკვეთა G1 უჯრედებში. განსხვავებები მეიოტური და მიტოზური გადაკვეთის გენეტიკურ კონტროლში საქარომიცეტების საფუარებში.

რეკომბინაციის ცხელი წერტილები ევკარიოტებში. DNR დნმ-ის როლი მეიოტური და მიტოზური გადაკვეთის დაწყებაში.

DNR-ის რეკომბინაციური შეკეთება ქრომოსომულ და პლაზმიდურ დნმ-ში საფუარში. გენეტიკური კონტროლი და სხვადასხვა მექანიზმები: ჟოსტაკის და სხვების მოდელი და მისი მოდიფიკაციები, „გატეხვა და კოპირება“, „დამატებითი დნმ-ის ჯაჭვების ანეილირება“ („ერთჯაჭვიანი ანეილირება“), „ჰომოლოგზე დამოკიდებული ლიგაციის“ მექანიზმები.

ექტოპური რეკომბინაცია, მისი გენეტიკური კონტროლი, მოლეკულური მექანიზმები და ბიოლოგიური მნიშვნელობა.

გენის კონვერტაცია (რეკომბინაციის ჰეტეროდუპლექსის კორექტირება). ინტრაგენური რეკომბინაციის არარეციპროციულობა. შეუსაბამობის კორექტირების ჰიპოთეზა (ჰალიდეი). გენეტიკური კონტროლი და ჰეტეროდუპლექსების კორექტირების გზები E. coli-ში. დაუწყვილებელი ბაზების შეკეთების სისტემები ჰეტეროდუპლექსში გაფართოებული ხარვეზების წარმოქმნით და აგებით. Mut HLSU სისტემა, მისი მახასიათებლები. ჰეტეროდუპლექსის კორექციის მოლეკულური მოდელი MutHLSU სისტემის მონაწილეობით. MutL და MutS ცილების ევოლუციური კონსერვატიზმი. MutL და MutS ცილების როლი არასწორად დაშლილი ფუძეების კორექციის პროცესებში და ჰომეოლოგიური რეკომბინაციის რეგულირებაში. შეუსაბამობის კორექტირების სისტემები E. coli-ში მოკლე ხარვეზების წარმოქმნით და შევსებით. ჰეტეროდუპლექსების კორექცია ბაქტერიული ტრანსფორმაციის დროს, მისი გენეტიკური კონტროლი (Hex სისტემა), გავლენა გენეტიკური რუკების შედეგებზე. კორექტირება და მაღალი უარყოფითი ჩარევა.

გენის გარდაქმნა ევკარიოტებში. ინტერალელური ჯვრების ტეტრადული ანალიზი. რვეულების სახეები. კონვერტაციის პოლარობა, მისი მიზეზები. კოკონვერტაცია. კონვერტაციის განყოფილების სიგრძე. მეიოტური კონვერტაციისა და ფლანგის მარკერების ორმხრივი რეკომბინაციის ურთიერთკავშირის საკითხი. მიტოზური ალელური გენის კონვერტაცია. ექტოპიური მეიოტური და მიტოზური გარდაქმნა. MAT ლოკების შეცვლა ჰომოტალურ საფუარებში. გენის კონვერტაციის გენეტიკური კონტროლი ეკარიოტებში საფუარის და ადამიანების მაგალითების გამოყენებით. ბაქტერიული ცილების ევკარიოტული ჰომოლოგები MutL და MutS - ცილების ოჯახები PMS, MHL, MHS და ა.შ., მათი ფუნქციები რეკომბინაციაში და სხვა უჯრედულ პროცესებში. ევკარიოტებში შეუსაბამობის კორექტირების სისტემების სირთულე ბაქტერიული ცილების MutL და MutS სხვადასხვა ჰომოლოგების მონაწილეობით.

გარდაქმნის როლი ევოლუციასა და ონტოგენეზიაში. ჯვარედინი და კონვერტაციის პროცესებს შორის კავშირი სხვადასხვა გენეტიკურ სისტემაში. კონვერტაციის პროცესები, რომლებიც ხდება გადაკვეთისგან დამოუკიდებლად.

რეკომბინაციის პროცესები, რომლებსაც არ სჭირდებათ ჰომოლოგია სინაფსისისთვის

საიტის სპეციფიკური რეკომბინაცია. პროკარიოტებსა და ევკარიოტებში უბნის სპეციფიკური რეკომბინაციის სისტემების განაწილება, მათი ფუნქციები. I ტიპის უბნის სპეციფიკური ტოპოიზომერაზები, როგორც უბნის სპეციფიკური რეკომბინაციის ძირითადი ცილები ბაქტერიოფაგებში, ბაქტერიებსა და საფუარებში. ადგილ-სპეციფიკური ტოპოიზომერაზების I ორი ოჯახი არის ინტეგრაზები და რეზოლვაზები.

უბნის სპეციფიკური რეკომბინაცია ფაგის l ინტეგრაციისა და ამოკვეთის დროს. კემპბელის სქემა. განსხვავებები ვეგეტატიური ფაგისა და პროფაგის გენეტიკურ რუქებს შორის. attP და attB საიტების სტრუქტურა. System Int. ინტ ცილა, როგორც ინტეგრაზას ოჯახის წარმომადგენელი. E.coli IHF ცილა. ინტასომა. ფაგის ინტეგრაციისა და ამოკვეთის მოლეკულური მოდელი ლ. სინაფსისის დროს att ადგილების ანტიპარალელური გასწორება. სინაფსისის ბუნება უბნის სპეციფიკურ რეკომბინაციაში.

უბნის სპეციფიკური დნმ-ის ინვერსიები ბაქტერიოფაგებსა და ბაქტერიებში (Din სისტემა) და საფუარში. ძირითადი რეკომბინაციის ცილები არის ინვერტაზები, როგორც რეზოლვაების ოჯახის წევრები. რეკომბინაციის გამაძლიერებლები საიტის სპეციფიკური ინვერსიებისთვის. პროტეინი Fis E.coli. ინვერტასომური. რეკომბინაციის მოლეკულური მოდელი განხორციელებული რეზოლვაზებით. ადგილის სპეციფიკური ინვერსიების როლი გენის ექსპრესიის რეგულირებაში.

მობილური გენეტიკური ელემენტების ტრანსპოზიციები. ტრანსპოზიციები პროკარიოტებში. მოძრავი გენეტიკური ელემენტები: IS ელემენტები, ტრანსპოზონები (Tn), მუ ფაგი. მოძრავი ელემენტების სტრუქტურა. ფუნქციები, რომლებიც კონტროლდება სხვადასხვა მოძრავი ელემენტებით. ტრანსპოზაზა. მასპინძელი უჯრედის ცილების მონაწილეობა ტრანსპოზიციაში. მობილური ელემენტის დნმ-ის სამიზნეში ინტეგრაციის სპეციფიკის საკითხი. რეაქციების საერთოობა, რომლებიც ქმნიან ტრანსპოზიციის პროცესებს განსხვავებული ტიპებიპროკარიოტებისა და ევკარიოტების მობილური ელემენტები.

Tn3 ოჯახის მარტივი ტრანსპოზონების გენეტიკური ორგანიზაცია. tnpA და tnpR გენები, მათი პროდუქტები. რეპლიკაციური ტრანსპოზიცია, პროცესის ორი ეტაპი. შაპიროს მოლეკულური მოდელი. გენეტიკური კონტროლი და არარეპლიკაციური ტრანსპოზიციის მოლეკულური მექანიზმი კომპლექსურ ტრანსპოზიონებში Tn5, Tn9 და Tn10. გენეტიკური კონტროლი და ტრანსპოზიციის მექანიზმები მუ ფაგში. ტრანსპოსომა.

გრამდადებითი და გრამუარყოფითი ბაქტერიების კონიუგატიური ტრანსპოზონები, მათი კლასიფიკაცია. გენეტიკური კონტროლი და ტრანსპოზიციის მექანიზმები. ბიოლოგიური მნიშვნელობა.

ევკარიოტების მობილური გენეტიკური ელემენტები (საფუარი, მცენარეები, დროზოფილა, ძუძუმწოვრები). ევკარიოტული მოძრავი ელემენტების კლასიფიკაცია. ელემენტები პროკარიოტული ტიპის სტრუქტურით. I ტიპის რეტროტრანსპოზონები საფუარში, მცენარეებსა და ცხოველებში, მათი სტრუქტურა, გენეტიკური კონტროლი და ტრანსპოზიციის მექანიზმი, კლასიფიკაცია. II ტიპის რეტროტრანსპოზონები: სტრუქტურული მახასიათებლები, განაწილება, ტრანსპოზიციის მექანიზმი.

პროკარიოტებში და ევკარიოტებში მობილური ელემენტებით გამოწვეული გენეტიკური ეფექტები: გენის ექსპრესიის ცვლილებები, გენის მუტაციები, ქრომოსომული გადაწყობა, ჰიბრიდული დისგენეზი. მობილური ელემენტების მონაწილეობა ქრომოსომების სტრუქტურის ორგანიზებაში. როლი ცოცხალი ორგანიზმების ონტოგენეზისა და გენეტიკური მასალის ევოლუციაში. მოძრავი ელემენტები, როგორც გენეტიკური კვლევის ინსტრუმენტი.

უკანონო რეკომბინაცია. არალეგალური რეკომბინაციით გამოწვეული ფენომენების სპექტრი. არაჰომოლოგიური რეკომბინაცია დნმ-გირაზას მიერ კატალიზებულ ბაქტერიებში. მოლეკულური მოდელი (იკედა). არაჰომოლოგიური რეკომბინაცია, რომელიც მოიცავს დნმ-დამოკიდებულ პროტეინ კინაზას ხერხემლიანებში. როლი ორჯაჭვიანი რღვევების შეკეთებაში, ეგზოგენური დნმ-ის ქრომოსომებში ინტეგრაციაში და იმუნოგლობულინის დნმ-ის თანმიმდევრობების გადაკეთებაში.

გენეტიკური მასალის დაპროგრამებული რეკომბინაციის გადაკეთება ონტოგენეზიაში

გენების გათიშული ნაწილების შეერთება უბნის სპეციფიური რეკომბინაციის გამოყენებით Bacillus subtilis-ში სპორულაციის დროს და ძაფისებრი ციანობაქტერიებში ჰეტეროცისტების წარმოქმნის დროს. გენეტიკური მასალის გადაწყობა მაკრონუკლეუსის ფორმირებისას მოციმციმე წამწამებში. ქრომატინის დაქვეითება უხერხემლო ცხოველების რიგ წარმომადგენლებში.

უბნის სპეციფიკური რეკომბინაცია ხერხემლიანებში, რომლებიც მონაწილეობენ იმუნოგლობულინის დნმ-ის თანმიმდევრობების გადაკეთებაში. იმუნოგლობულინის მოლეკულების სტრუქტურა. იმუნოგლობულინების მაკოდირებელი გენების ფორმირებაში ჩართული დნმ-ის თანმიმდევრობების ორგანიზაცია და სტრუქტურა. RAG1 და RAG2 გენის პროდუქტების როლი. უბნის სპეციფიკური რეკომბინაციის მექანიზმი იმუნოგლობულინის გენების კოდირების სეგმენტების დოკის დროს. სხვა გენეტიკური პროცესების მონაწილეობა იმუნოგლობულინის გენების ფორმირებაში: ჰომოლოგიური რეკომბინაცია (ექტოპიური მიტოზური გადაკვეთა, ექტოპიური მიტოზური გარდაქმნა), არალეგალური რეკომბინაცია, ჰიპერმუტაგენეზი, ალტერნატიული სპლაისინგი. ამ პროცესების შეზღუდვა B- ლიმფოციტების დიფერენციაციის გარკვეულ ეტაპებზე.

ტრანსფორმაცია არის ორგანიზმის უჯრედის მიერ გარემოდან თავისუფალი დნმ-ის მოლეკულის შეწოვის პროცესი და მისი გენომში ინტეგრაცია, რაც იწვევს ორგანიზმში დონორისთვის დამახასიათებელი ახალი მემკვიდრეობითი თვისებების ასეთ უჯრედში გამოჩენას. დნმ. ზოგჯერ ტრანსფორმაცია გაგებულია, როგორც გენის ჰორიზონტალური გადაცემის ნებისმიერი პროცესი, მათ შორის ტრანსდუქცია, კონიუგაცია და ა.შ.

პროკარიოტების ტრანსფორმაცია

ნებისმიერ პოპულაციაში ბაქტერიების მხოლოდ ნაწილს შეუძლია გარემოდან დნმ-ის მოლეკულების შთანთქმა. უჯრედების მდგომარეობას, რომელშიც ეს შესაძლებელია, კომპეტენციის მდგომარეობას უწოდებენ. ჩვეულებრივ, კომპეტენტური უჯრედების მაქსიმალური რაოდენობა შეინიშნება ლოგარითმული ზრდის ფაზის ბოლოს.

კომპეტენციის მდგომარეობაში ბაქტერიები აწარმოებენ სპეციალურ დაბალმოლეკულურ პროტეინს (კომპეტენციის ფაქტორი), რომელიც ააქტიურებს აუტოლიზინის, ენდონუკლეაზა I და დნმ-ის დამაკავშირებელი ცილის სინთეზს. ავტოლიზინი ნაწილობრივ ანადგურებს უჯრედის კედელს, რაც საშუალებას აძლევს დნმ-ს გაიაროს მასში და ასევე ამცირებს ბაქტერიების წინააღმდეგობას ოსმოსური შოკის მიმართ. კომპეტენციის მდგომარეობაში მცირდება მეტაბოლიზმის საერთო ინტენსივობაც. შესაძლებელია უჯრედების ხელოვნურად მოყვანა კომპეტენტურ მდგომარეობაში. ამისთვის კალციუმის, ცეზიუმის, რუბიდიუმის იონების, ელექტროპორაციის ან მიმღები უჯრედების მაღალი შემცველობის მქონე მედია იცვლება პროტოპლასტებით უჯრედის კედლების გარეშე.

ტრანსფორმაციის ეფექტურობა განისაზღვრება პეტრის ჭურჭელზე გაზრდილი კოლონიების რაოდენობით უჯრედებში 1 მკგ ზეგადახვეული პლაზმიდური დნმ-ის დამატების შემდეგ და უჯრედების მკვებავ გარემოზე დათესვის შემდეგ. თანამედროვე მეთოდებიიძლევა ეფექტურობის მიღწევის საშუალებას 106--109.

აბსორბირებული დნმ უნდა იყოს ორჯაჭვიანი (ერთჯაჭვიანი დნმ-ის ტრანსფორმაციის ეფექტურობა მასშტაბებით დაბალია, მაგრამ გარკვეულწილად იზრდება მჟავე გარემო), მისი სიგრძე არის მინიმუმ 450 ბაზის წყვილი. პროცესის ოპტიმალური pH არის დაახლოებით 7. ზოგიერთი ბაქტერიისთვის (Neisseria gonorrhoeae, Hemophilus), შესაწოვი დნმ უნდა შეიცავდეს გარკვეულ თანმიმდევრობას.

დნმ შეუქცევადად ადსორბირდება დნმ-ის შემაკავშირებელ ცილაზე, რის შემდეგაც ერთ-ერთი ჯაჭვი ენდონუკლეაზას მიერ იჭრება 2-4 ათასი ბაზის წყვილის ფრაგმენტებად და აღწევს უჯრედში, მეორე კი მთლიანად ნადგურდება. თუ ამ ფრაგმენტებს აქვთ მაღალი ჰომოლოგია ბაქტერიული ქრომოსომის ზოგიერთ რეგიონთან, ეს რეგიონები შეიძლება შეიცვალოს მათით. ამრიგად, ტრანსფორმაციის ეფექტურობა დამოკიდებულია დონორსა და მიმღებს შორის ევოლუციურ მანძილზე. სულ დროპროცესი არ აღემატება რამდენიმე წუთს. შემდგომში, გაყოფის დროს, ორიგინალური დნმ-ის ჯაჭვის საფუძველზე აგებული დნმ ხვდება ერთ ქალიშვილურ უჯრედში, ხოლო მეორე უჯრედში, რომელიც დაფუძნებულია ჯაჭვზე, რომელშიც შედის უცხო ფრაგმენტი (გაწყვეტა).

ევკარიოტული უჯრედების ტრანსფორმაცია სინთეზური პოლიმერული კათიონების გამოყენებით

უცხო ნუკლეინის მჟავების მიწოდება უცვლელ უჯრედებში, ანტრანსფორმაცია, მრავალი მეთოდის საფუძველია გენეტიკური ინჟინერია. ფუნქციური გენების ქსოვილებში ტრანსპორტირებამ შესაძლოა შესაძლებელი გახადოს გენის დეფიციტისა და მუტაციების გამოსწორება, რაც იწვევს მძიმე მემკვიდრეობითი პათოლოგიებიან სიმსივნური სიმსივნეები. ამჟამად შემუშავებულია უჯრედებში დნმ-ის შეყვანის მრავალი მეთოდი, რომელთა შორის ყველაზე გავრცელებულია ნალექი კალციუმის ფოსფატით ან დიეთილამინეთილ დექსტრანით (DEAE-დექსტრანი), ელექტროპორაცია, მიკროინექცია, დნმ-ის ჩანერგვა ვირუსების ან ლიპოსომების რეკონსტრუქციულ გარსში (ხელოვნური). მემბრანის ლიპიდური ვეზიკულები).

მიუხედავად ამ მეთოდების მრავალფეროვნებისა, პრო- და ევკარიოტული უჯრედების გარდაქმნის ახალი გზების ძიება გრძელდება. ერთის მხრივ, ეს გამოწვეულია ტრანსფორმაციის ეფექტურობის გაზრდის აუცილებლობით, მეორეს მხრივ, ზემოთ ჩამოთვლილი მეთოდები გამოიყენება მხოლოდ შეზღუდული რაოდენობის უჯრედულ ხაზებზე და არაეფექტურია რნმ-ის უჯრედებში შეყვანის მცდელობისას. და ბოლოს, ამ მიდგომების უმეტესობა არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას in vivo გენეტიკური ტრანსფორმაციისთვის.

დნმ-ის მატარებლებად გამოიყენება რეტროვირუსული ვექტორები, დნმ-ის შემცველ ვირუსებზე და აივ-ზე დაფუძნებული ვექტორები, კატიონურ ლიპიდებზე დაფუძნებული ლიპოსომები და დნმ-ის დამაკავშირებელი პოლიმერული კათიონები. სინთეზური პოლიმერების, როგორც დნმ-ის მატარებლების გამოყენებას აქვს მთელი რიგი უპირატესობები: შენახვისა და გაწმენდის სიმარტივე, ტოქსიკურობისა და უსაფრთხოების ტესტირების სიმარტივე და, რაც მთავარია, გენური თერაპია, ამცირებს პათოგენეტიკური და იმუნოლოგიური გართულებების რისკს.

როდესაც ხაზოვანი პოლიკათიონებისა და დნმ-ის ხსნარები შერეულია, წარმოიქმნება ინტერპოლიელექტროლიტური კომპლექსები (IPEC) ჯაჭვური ელექტროსტატიკური ბმების კოოპერატიული სისტემის ფორმირების გამო. ამ შემთხვევაში, პოლიკატიონური ჯაჭვები გარს აკრავს დნმ-ის მოლეკულას, ქმნიან სფეროებს ან ტოროიდებს, პოლიმერის ტიპზე დაყრდნობით. IPEC-ში ჩართვა იწვევს დნმ-ის დატკეპნას, მისი წინააღმდეგობის გაზრდას ნუკლეაზების მიმართ, აძლიერებს მის ურთიერთქმედებას უჯრედულ მემბრანასთან და აძლიერებს ტრანსფორმაციულ აქტივობას როგორც პროკარიოტულ, ისე ევკარიოტულ უჯრედებთან მიმართებაში. პოლიკაციური მოლეკულების შერწყმით ლიგანდებთან, რომლებსაც შეუძლიათ სპეციფიკური შეკავშირება უჯრედის მემბრანასთან, შესაძლებელია უზრუნველყოს IPEC-ის შეღწევა უჯრედში რეცეპტორული გზით, ხოლო სხეულში - მიზნობრივი მიწოდება სამიზნე უჯრედებამდე.

დნმ-ის მიწოდების სისტემები გენურ თერაპიაში გამოსაყენებლად უნდა უზრუნველყოფდეს დნმ-ის შეღწევას სასურველ ორგანოში, ქსოვილში ან უჯრედების კონკრეტულ ჯგუფში, შემდეგ კი უჯრედის ბირთვში. ანტიმგრძნობიარე ოლიგონუკლეოტიდებმა, რომლებიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება გენურ თერაპიაში, უნდა იპოვონ mRNA ან ქრომოსომული დნმ-ის რეგიონი, რომლის წინააღმდეგაც ისინი არიან მიმართული. შეყვანილი გენი უნდა იყოს ჩართული კონსტრუქციაში, რომელსაც შეუძლია გამოხატოს იგი.

თუმცა, ეს საკმაოდ რთული პრობლემაა. როდესაც ნუკლეინის მჟავა ან ოლიგონუკლეოტიდი შედის სხეულში, ის არ აღწევს სასურველ ქსოვილს ან სწორი სხეულიდა მათი ის ნაწილი, რომელიც სწორ ადგილას იქნება, მხოლოდ მცირე რაოდენობით შეძლებს ჰიდროფობიური უჯრედის მემბრანის გავლას. გარდა ამისა, ევოლუციის პროცესში შეიქმნა მექანიზმები სხეულის უჯრედების დასაცავად გარემო ფაქტორების, მათ შორის უცხო დნმ-ის შეჭრისგან. უჯრედში შეღწევის შემდეგ, უცხო დნმ შეიძლება არ იყოს ლოკალიზებული იქ, სადაც საჭიროა და, უფრო მეტიც, შეიძლება დასრულდეს ლიზოსომებში, სადაც ის განადგურდება ნუკლეაზებით.

უჯრედში შეღწევა და IPEC-ის უჯრედშიდა ტრანსპორტი ხდება, შესაძლოა, ენდოსომების ფორმირებისა და შემდგომი განადგურების გამო. ამ პროცესის თითოეულ ეტაპზე იკარგება მასალის მნიშვნელოვანი ნაწილი. ვექტორების ცუდი გათავისუფლება ენდოსომებიდან ციტოპლაზმაში და მათი არაეფექტური გადატანა ბირთვში იწვევს ტრანსგენის ექსპრესიის დაბალ ეფექტურობას.

პლაზმიდის pBR 322-ის შეზღუდვის რუკა:

რიცხვები მიუთითებს ნუკლეოტიდების ნუმერაციაზე;

თხელი ტირეები - ცალკეული ადგილები, რომლებიც აღიარებულია შეზღუდვებით;

სქელი ნაცრისფერი ისრები ზემოთ - ტრანსკრიფციის მიმართულება;

Pbla - Ampr გენის პრომოტორი - რეზისტენტობა ამპიცილინის მიმართ;

Ptet - Tetr გენის პრომოტორი - რეზისტენტობა ტეტრაციკლინის მიმართ;

TT1 - Rho-დამოუკიდებელი ტრანსკრიფციის ტერმინატორი (პოზიცია 3140-3160); TT2 - პოზიცია 3080-3110; ROP - ცილა, რომელიც ხელს უწყობს რნმ 1-სა და რნმ 2-ს შორის დუპლექსების წარმოქმნას (უარყოფითი ასლების რიცხვის რეგულატორი); რნმ 1 - საკონტროლო რნმ (აკონტროლებს პლაზმიდის ასლის რაოდენობას); რნმ 2 - "პრაიმერი" რნმ (ემსახურება როგორც პრაიმერი რეპლიკაციისთვის); სქელი შავი ისრები - რნმ 1 და რნმ 2-ის ტრანსკრიფციის მიმართულება

ვექტორები დაფუძნებული M13 ფაგზე

დნმ-ის გადაცემის ეფექტურობის გაზრდის სამი გზა არსებობს ევკარიოტული უჯრედებისინთეტიკური პოლიკაციების გამოყენებით. პირველ რიგში, ეს არის ტრანსფექციის სპეციფიკის მატება პოლიკატიონის მოლეკულასთან შეკრული ლიგანტების გამო და უზრუნველყოფს კომპლექსების შერჩევით ურთიერთქმედებას გარკვეული ფენოტიპის უჯრედებთან. მეორეც, ტრანსფორმაციის ეფექტურობის გაზრდა უჯრედში შეყვანილი გენების ან ოლიგონუკლეოტიდების შერჩევის გამო. მესამე, ტრანსფექციის სიხშირის ზრდა, რაც მიიღწევა ლიგანდების გამოყენებით, რომლებიც უფრო ეფექტურად ურთიერთქმედებენ უჯრედულ მემბრანასთან და ნივთიერებებთან, რომლებიც ახდენენ მემბრანის დესტაბილიზაციას. გარდა ამისა, შესაძლებელია ახალი პოლიკატიონების სინთეზი.

სანქტ-პეტერბურგში რუსეთის სამედიცინო მეცნიერებათა აკადემიის გრიპის კვლევითი ინსტიტუტის მოლეკულური ვირუსოლოგიისა და გენეტიკური ინჟინერიის ლაბორატორია სწავლობს დნმ-ისა და ვირუსული ნაწილაკების უჯრედებში მიწოდების საშუალებებს. ამ ნაშრომში ჩვენ ვიყენებთ პოლიმერული საყრდენების კომპლექტს, რომელიც სინთეზირებულია რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის მაკრომოლეკულური ნაერთების ინსტიტუტის თანამშრომლების მიერ. შემდეგი პლაზმიდები გამოიყენებოდა ექსპრესიის ვექტორებად: pUC 18, რომელიც შეიცავს ციტომეგალოვირუსის პრომოტორს და b-გალაქტოზიდაზას გენს, და pBR 322, რომელიც შეიცავს ციტომეგალოვირუსის პრომოტორს და წყალმცენარეების მწვანე ფლუორესცენტული ცილის გენს.

კვლევების შედეგად დადგინდა, რომ დაბალი მოლეკულური წონის მქონე პოლი-(2-(დიმეთილამინო)ეთილის მეთაკრილატის (PDMAEMA) IPEC-ებს აქვთ ყველაზე მაღალი ტრანსფექციის აქტივობა. შემდგომი კვლევა საშუალებას მისცემს შეიმუშაოს ახალი მიდგომები ვირუსოლოგიის, მოლეკულური და გადაუდებელი პრობლემების გადასაჭრელად უჯრედის ბიოლოგია, გენეტიკური ინჟინერია, გენური თერაპია.

ტრანსდუქცია (ლათინურიდან transductio - მოძრაობა) არის ბაქტერიოფაგის მიერ ერთი უჯრედიდან მეორეში ბაქტერიული დნმ-ის გადაცემის პროცესი. ზოგადი ტრანსდუქცია გამოიყენება ბაქტერიების გენეტიკაში გენომის რუკების და შტამების ინჟინერიისთვის. როგორც ზომიერ, ისე ვირულენტულ ფაგებს შეუძლიათ ტრანსდუქცია, თუმცა ეს უკანასკნელი ანადგურებს ბაქტერიულ პოპულაციას, ამიტომ მათი დახმარებით ტრანსდუქციას ნაკლებად აქვს მნიშვნელობა არც ბუნებაში და არც კვლევაში.

ზოგადი (არასპეციფიკური) ტრანსდუქცია

მას ახორციელებს P1 ფაგი, რომელიც არსებობს ბაქტერიულ უჯრედში პლაზმიდის სახით და P22 და Mu ფაგები, რომლებიც ინტეგრირდება ბაქტერიული ქრომოსომის ნებისმიერ ნაწილში. პროფაგის ინდუქციის შემდეგ, უჯრედზე 10?5 ალბათობით, ბაქტერიული დნმ-ის ფრაგმენტი შეიძლება შეცდომით შეფუთული იყოს ფაგის კაფსიდში; ამ შემთხვევაში, თავად ფაგი არ შეიცავს დნმ-ს. ამ ფრაგმენტის სიგრძე უდრის ნორმალური ფაგის დნმ-ის სიგრძეს; მისი წარმოშობა შეიძლება იყოს ნებისმიერი: ქრომოსომის შემთხვევითი რეგიონი, პლაზმიდი, სხვა ზომიერი ფაგები.

ერთხელ სხვა ბაქტერიულ უჯრედში, დნმ-ის ფრაგმენტი შეიძლება ჩაერთოს მის გენომში, როგორც წესი, ჰომოლოგიური რეკომბინაციით. ფაგის მიერ გადატანილ პლაზმიდებს შეუძლიათ შექმნან რგოლი და გამრავლდნენ ახალ უჯრედში. ზოგიერთ შემთხვევაში, დნმ-ის ფრაგმენტი არ ინტეგრირდება მიმღების ქრომოსომაში, არ მრავლდება, მაგრამ რჩება უჯრედში და ხდება ტრანსკრიფცია. ამ ფენომენს აბორტული ტრანსდუქცია ეწოდება.

სპეციფიური ტრანსდუქცია

სპეციფიური ტრანსდუქცია საუკეთესოდ იქნა შესწავლილი ფაგის L-ის მაგალითზე. ეს ფაგი ინტეგრირდება E. coli ქრომოსომის მხოლოდ ერთ რეგიონში (att ადგილზე) გარკვეული ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობით (ფაგის დნმ-ის att რეგიონის ჰომოლოგიური). ინდუქციის დროს მისი გამორიცხვა შეიძლება ვერ მოხერხდეს შეცდომით (ალბათობა 10?3--10?5 უჯრედზე): ამოჭრილია ფაგის დნმ-ის იგივე ზომის ფრაგმენტი, მაგრამ დასაწყისი არასწორ ადგილას. ამ შემთხვევაში, ზოგიერთი ფაგის გენი იკარგება, ხოლო E. coli გენი იტაცებს მას. გენის გადაცემის ალბათობა ამ შემთხვევაში მცირდება მისგან მანძილის მატებასთან ერთად.

თითოეულ ზომიერ ფაგს, რომელიც სპეციალურად ინტეგრირდება ქრომოსომაში, აქვს საკუთარი ატმოსფერული ადგილი და, შესაბამისად, მის გვერდით მდებარე გენები, რომელთა გადაცემაც მას შეუძლია. რამდენიმე ფაგს შეუძლია ქრომოსომის ნებისმიერ ადგილას ინტეგრირება და ნებისმიერი გენის გადატანა სპეციფიური ტრანსდუქციის მექანიზმით. გარდა ამისა, ქრომოსომა ჩვეულებრივ შეიცავს თანმიმდევრობებს, რომლებიც ნაწილობრივ ჰომოლოგიურია ფაგის დნმ-ის att რეგიონის მიმართ. როდესაც დაზიანებულია მთლიანად ჰომოლოგიური ატმოსფერო, შესაძლებელია ქრომოსომაში ფაგის ჩართვა ამ თანმიმდევრობის მიხედვით და სპეციფიური ტრანსდუქციის პროცესში უკვე მიმდებარე გენების გადატანა.

როდესაც ბაქტერიული გენების მატარებელი ზომიერი ფაგი ინტეგრირებულია ახალი მასპინძელი ბაქტერიის ქრომოსომაში, ის უკვე შეიცავს ორ იდენტურ გენს - საკუთარს და გარედან მოტანილს. ვინაიდან ფაგს მოკლებულია ზოგიერთი საკუთარი გენი, ხშირად მისი ინდუქცია და გამრავლება შეუძლებელია. თუმცა, როდესაც ერთი და იგივე უჯრედი ინფიცირდება იმავე სახეობის „დამხმარე“ ფაგით, დეფექტური ფაგის ინდუქცია შესაძლებელი ხდება. როგორც ნორმალური „დამხმარე“ ფაგის დნმ, ასევე დეფექტური ფაგის დნმ, ბაქტერიულ გენებთან ერთად, რომლებსაც ისინი ატარებენ, გამოდის ქრომოსომიდან და მრავლდება. აქედან გამომდინარე, მიღებული ფაგის ნაწილაკების დაახლოებით 50% ატარებს ბაქტერიულ დნმ-ს. ამ ფენომენს ტრანსდუქცია ეწოდება მაღალი სიხშირე(HFT ინგლისური მაღალი სიხშირის ტრანსდუქციიდან).

კონიუგაცია (ლათინურიდან conjugatio - კავშირი), პარასექსუალური პროცესი - გენეტიკური მასალის ნაწილის (პლაზმიდები, ბაქტერიული ქრომოსომა) ცალმხრივი გადაცემა ორი ბაქტერიული უჯრედის უშუალო კონტაქტით. გაიხსნა 1946 წელს ჯ.ლედერბერგმა და ე.ტაიტემმა. მას დიდი მნიშვნელობა აქვს ბუნებაში, რადგან ხელს უწყობს სასარგებლო თვისებების გაცვლას ნამდვილი სექსუალური პროცესის არარსებობის შემთხვევაში. გენის გადაცემის ყველა ჰორიზონტალური პროცესიდან, კონიუგაცია იძლევა გადაცემის საშუალებას ყველაზე დიდი რაოდენობაგენეტიკური ინფორმაცია.

მექანიზმი

ორ უჯრედს შორის კონტაქტის წარმატებით დასამყარებლად, დონორ უჯრედში უნდა იყოს კონიუგატიური (სქესობრივი, გადამდები) პლაზმიდი. პირველი მათგანი იყო F-პლაზმიდი: ეპიზომა (შეიძლება ინტეგრირდეს ბაქტერიულ ქრომოსომაში), დაახლოებით 100 ათასი ბაზის წყვილი სიგრძით. პლაზმიდი ატარებს გენებს, რომლებიც აკოდირებენ რიგ ფუნქციებს. ერთ-ერთი მათგანია სქესობრივი პილის ფორმირება, რომელიც პასუხისმგებელია მიმღები უჯრედის დაცვაზე.

კონიუგატიური პლაზმიდები ასევე კოდირებენ ცილებს, რომლებიც ხელს უშლიან სხვა ბაქტერიების მიმაგრებას ამ ბაქტერიის უჯრედულ კედელზე. ამრიგად, უჯრედები, რომლებიც უკვე შეიცავენ გადამდები პლაზმიდებს, რამდენიმე რიგის სიდიდის ნაკლებად სავარაუდოა, რომ იმოქმედონ როგორც მიმღები კონიუგაციის დროს.

პლაზმიდი აკოდირებს ენდონუკლეაზას, რომელიც წყვეტს მის ერთ-ერთ დნმ-ს ძაფს კონკრეტულ წერტილში (oriT). შემდეგ მოჭრილი ჯაჭვი იხსნება და 5 "ბოლო გადადის მიმღებ უჯრედში. ვარაუდობენ, რომ დნმ გადადის არხებით სქესობრივი ჯირკვლის არხებით, მაგრამ ჯერჯერობით ნაჩვენებია, რომ გადატანა ხდება უჯრედის კედელში ფორების მეშვეობით. ძაფის პირველ სეგმენტში, რომელიც შედის მიმღებ უჯრედში, დნმ შეიცავს ანტირესტრიქციულ გენებს. ეს გენები უნდა გადაიწეროს მიმღებში იქ მისვლისთანავე, რათა უზრუნველყოფილ იქნას ცილების დაგროვება, რომლებიც ბლოკავს დნმ-ის განადგურების პროცესს რესტრიქციული ფერმენტების მიერ. საბოლოოდ, გადატანილი ჯაჭვი იხურება რგოლში და მის საფუძველზე აღდგება პლაზმიდური დნმ-ის ორჯაჭვიანი სტრუქტურა. მთელი პროცესი რამდენიმე წუთს იღებს.

კონიუგირებული პლაზმიდი შეიძლება ინტეგრირებული იყოს ქრომოსომაში ჰომოლოგიური რეკომბინაციით, რომელიც მოიცავს IS ელემენტებს. კონიუგაცია ამ შემთხვევაში იგივე მექანიზმით მიმდინარეობს, თუმცა არა მხოლოდ პლაზმიდი გადადის მიმღებს, არამედ დონორის ქრომოსომული მასალაც. ამ შემთხვევაში პროცესი საათობით ჭიანურდება, ხშირად ხდება დნმ-ის გადაცემული ჯაჭვის წყვეტა. სხვადასხვა დროს დნმ-ის გადაცემის ხელოვნურად შეჩერებით და იმის დაკვირვებით, თუ რომელი გენები იყო გადატანილი, მიიღეს E. coli ქრომოსომის რუკა და აჩვენეს მისი რგოლის სტრუქტურა.

ქრომოსომიდან მოწყვეტისას, პლაზმიდს შეუძლია დაიჭიროს მისი ფრაგმენტი და გადაიტანოს იგი სხვა უჯრედში (ანალოგია ტრანსდუქციასთან). ამ პროცესს სექსდუქცია ეწოდება.

ზოგიერთი პატარა პლაზმიდი, რომელსაც მობილიზაციას უწოდებენ, შეიძლება გადაიტანოს კონიუგაციის გზით "დამხმარე" გადაცემის პლაზმიდური გადაცემის აპარატის გამოყენებით. ამისათვის ისინი უნდა შეიცავდეს თანმიმდევრობას კონიუგირებული პლაზმიდის oriT-ის მსგავსი და მისი ენდონუკლეაზებით აღიარებული.

რეკომბინაცია ბაქტერიებში: ტრანსფორმაცია, ტრანსდუქცია, კონიუგაცია.

პარამეტრის სახელი	მნიშვნელობა
სტატიის თემა:	რეკომბინაცია ბაქტერიებში: ტრანსფორმაცია, ტრანსდუქცია, კონიუგაცია.
რუბრიკა (თემატური კატეგორია)	კულტურა

რეკომბინაცია (გენეტიკური მასალის გაცვლა) ბაქტერიებშიგანსხვავდება რეკომბინაციისგან ზეევკარიოტი:

‣‣‣ ბაქტერიებს აქვთ რამდენიმე რეკომბინაციის მექანიზმი;

‣‣‣ ბაქტერიებში რეკომბინაციის დროს არ წარმოიქმნება ზიგოტი, როგორც ევკარიოტებში, არამედ მეროზიგოტი(დანართის სახით ატარებს მიმღების სრულ გენეტიკურ ინფორმაციას და დონორის გენეტიკური ინფორმაციის ნაწილს);

‣‣‣ ბაქტერიის რეკომბინანტულ უჯრედში იცვლება არა მხოლოდ ხარისხი, არამედ გენეტიკური ინფორმაციის რაოდენობა.

ტრანსფორმაცია- ეს არის ბაქტერიებში გენეტიკური ინფორმაციის გაცვლა რეციპიენტ ბაქტერიულ უჯრედში მზა დნმ-ის პრეპარატის შეყვანით(სპეციალურად მომზადებული ან უშუალოდ იზოლირებული გალიიდან ბურუსიდან). ყველაზე ხშირად, გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა ხდება მაშინ, როდესაც მიმღები კულტივირებულია მკვებავ გარემოზე, რომელიც შეიცავს დონორის დნმ-ს. ტრანსფორმაციის დროს დონორის დნმ-ის აღქმისთვის რეციპიენტი უჯრედი უნდა იყოს გარკვეულ ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაში (კომპეტენციები),ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ მიიღწევა ბაქტერიული პოპულაციის დამუშავების სპეციალური მეთოდებით.

ტრანსფორმაციის დროს გადაეცემა ერთჯერადი (ჩვეულებრივ 1) ნიშნები. ტრანსფორმაცია არის დნმ-ის ან მისი ფრაგმენტების ურთიერთკავშირის ყველაზე ობიექტური მტკიცებულება ამა თუ იმ ფენოტიპურ მახასიათებელთან, ვინაიდან სუფთა დნმ-ის პრეპარატი შეჰყავთ მიმღებ უჯრედში.

ტრანსდუქცია- გენეტიკური ინფორმაციის გაცვლა ბაქტერიებში მისი დონორიდან მიმღებზე გადაცემით ზომიერი (გადამყვანი) ბაქტერიოფაგების დახმარებით.

ტრანსდუქციურ ფაგებს შეუძლიათ 1 ან მეტი გენის (ნიშანთა) მატარებელი.

ტრანსდუქცია ხდება:

‣‣‣ სპეციფიკური - ერთი და იგივე გენი ყოველთვის გადადის;

‣‣‣ არასპეციფიკური - სხვადასხვა გენი გადადის.

დაკავშირებულია დონორის გენომში ტრანსდუქციური ფაგების ლოკალიზაციით:

‣‣‣ სპეციფიური ტრანსდუქციის შემთხვევაში ისინი ყოველთვის განლაგებულია ქრომოსომაზე ერთსა და იმავე ადგილას;

‣‣‣ როდესაც არასპეციფიკურია, მათი ლოკალიზაცია არ არის მუდმივი.

კონიუგაცია- ბაქტერიებში გენეტიკური ინფორმაციის გაცვლა დონორიდან მიმღებზე მისი პირდაპირი კონტაქტის დროს გადაცემით.დონორსა და რეციპიენტს შორის კონიუგაციის ხიდის წარმოქმნის შემდეგ, დონორის დნმ-ის ერთი ჯაჭვი მისი მეშვეობით შედის მიმღებ უჯრედში. რაც უფრო გრძელია კონტაქტი, მით მეტი დონორის დნმ უნდა გადაეცეს მიმღებს.

გარკვეული ინტერვალებით კონიუგაციის შეწყვეტის საფუძველზე შესაძლებელია ბაქტერიების ქრომოსომაზე გენების რიგის დადგენა - აგება ბაქტერიების ქრომოსომული რუქები (აწარმოე ბაქტერიული რუკა).

დონორის ფუნქციას აქვს F + -უჯრედები.

რეკომბინაცია ბაქტერიებში: ტრანსფორმაცია, ტრანსდუქცია, კონიუგაცია. - კონცეფცია და ტიპები. კატეგორიის კლასიფიკაცია და მახასიათებლები "რეკომბინაცია ბაქტერიებში: ტრანსფორმაცია, ტრანსდუქცია, კონიუგაცია". 2017, 2018 წ.

გენეტიკური რეკომბინაციები- მშობლების გენეტიკური მასალის გადანაწილება შთამომავლობაში, რაც განსაზღვრავს ორგანიზმების კომბინაციურ ცვალებადობას. ისინი წარმოიქმნება ფერმენტების მონაწილეობით ცალკეულ გენებში.

უღლება -გენეტიკური მასალის გადატანა დონორის უჯრედიდან მიმღებ უჯრედში მჭიდრო კონტაქტით. გენეტიკური მასალის დონორები არიან F-პლაზმიდის მატარებელი უჯრედები. ბაქტერიული უჯრედებირომლებსაც არ აქვთ F-პლაზმიდები, არიან მიმღები.

კონიუგაციის პირველი ეტაპი არის დონორის უჯრედის მიმაგრება რეციპიენტთან სასქესო ჯირკვლების გამოყენებით. უჯრედებს შორის იქმნება კონიუგაციის ხიდი, რომლის მეშვეობითაც F-პლაზმიდი გადადის დონორის უჯრედიდან მიმღებ უჯრედში.

თუ F-პლაზმიდი შეჰყავთ ბაქტერიის ქრომოსომაში, დნმ-ის ერთი ჯაჭვი იშლება ენდონუკლეაზას მონაწილეობით. დნმ-ის პროქსიმალური ბოლო აღწევს მიმღებ უჯრედში კონიუგაციის ხიდის მეშვეობით და დაუყოვნებლივ სრულდება ორჯაჭვიან სტრუქტურამდე. დონორის უჯრედში დარჩენილი ძაფი არის მატრიცა მეორე ძაფის სინთეზისთვის.

ტრანსფორმაცია- დონორის გენეტიკური მასალის პირდაპირი გადატანა მიმღებ უჯრედში. ტრანსფორმაცია ეფექტურად ხდება მხოლოდ ერთი და იმავე სახეობის ბაქტერიებს შორის სხვადასხვა გენოტიპებით.

უჯრედებს, რომლებსაც შეუძლიათ დონორის დნმ-ის მიღება, ეწოდება კომპეტენტური. კომპეტენციის მდგომარეობა ხდება უჯრედის ზრდის დროს და ემთხვევა ლოგარითმული ფაზის დასასრულს.

ორჯაჭვიანი დნმ-ის ფრაგმენტებს აქვთ ტრანსფორმირების აქტივობა. მოლეკულური წონაარანაკლებ 0,5-1x10 6

ტრანსფორმაციის პროცესი შედგება ეტაპებისგან:

1) დონორის დნმ-ის ადსორბცია მიმღებ უჯრედზე,

2) დნმ-ის შეღწევა მიმღებ უჯრედში შემდგომი დესპირალიზებით,

3) დნმ-ის ერთი ჯაჭვის კავშირი მიმღების ქრომოსომის ჰომოლოგიურ რეგიონთან.

ტრანსდუქცია -გენეტიკური მასალის გადატანა ერთი ბაქტერიიდან მეორეზე ფაგების საშუალებით. განასხვავებენ:

1) არასპეციფიკური ტრანსდუქცია- როდესაც რომელიმე დონორი გენი გადადის მიმღებ უჯრედში ფაგის დნმ-თან ერთად. ფაგის მიერ გადაცემული დონორი ბაქტერიის დნმ-ის ფრაგმენტი შეიძლება შევიდეს რეციპიენტი უჯრედის ჰომოლოგიურ დნმ-ის რეგიონში რეკომბინაციის გზით. გადამყვანი ფაგი მხოლოდ გენეტიკური მასალის გადამტანია ერთი ბაქტერიიდან მეორეზე და თავად ფაგის დნმ არ მონაწილეობს რეკომბინანტების ფორმირებაში.

2) სპეციფიკური ტრანსდუქცია.ფაგი გადასცემს სპეციფიკურ გენებს დონორი ბაქტერიიდან მიმღებ ბაქტერიაში. როდესაც ტრანსდუქციური ფაგები ურთიერთქმედებენ მიმღები შტამის უჯრედებთან, დონორი ბაქტერიის გენი, დეფექტური ფაგის დნმ-თან ერთად, შედის მიმღები ბაქტერიის ქრომოსომაში.

3) აბორტი- როდესაც ფაგის მიერ მოტანილი დონორი ბაქტერიის დნმ-ის ფრაგმენტი არ შედის მიმღები ბაქტერიის ქრომოსომაში, მაგრამ მდებარეობს მის ციტოპლაზმაში და შეუძლია ამ ფორმით ფუნქციონირება. რეკომბინანტული ბაქტერიული უჯრედის გაყოფისას, მოტანილი დონორის დნმ-ის ფრაგმენტი გადადის მხოლოდ ერთ ქალიშვილ უჯრედში და დროთა განმავლობაში ქრება.

თემა 6: დოქტრინა ინფექციის შესახებ. ქიმიოთერაპიული პრეპარატები. ანტიბიოტიკები.

კითხვები თვითშესწავლისთვის:

1. ინფექცია. პათოგენის გაჩენის პირობები და გადაცემის გზები.

2. ინფექციის ფორმები და მათი მახასიათებლები.

3. ინფექციური დაავადების პერიოდები.

4. ბაქტერიული ტოქსინების დახასიათება.

5. ანტიბიოტიკები: კლასიფიკაცია, გამოყენება, გართულებები ანტიბიოტიკების მიღებისას.

6. ანტიბიოტიკების მიმართ მიკროორგანიზმების მგრძნობელობის განსაზღვრის მეთოდები.

7. ქიმიოთერაპიული პრეპარატების უმნიშვნელოვანესი ჯგუფები და მათი მოქმედების მექანიზმები.

თეორიული მასალა თვითტრენინგისთვის :

დამატების თარიღი: 2015-09-03 | ნახვები: 888 | საავტორო უფლებების დარღვევა

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

ტრანსფორმაცია - უჯრედის მემკვიდრეობითი თვისებების ცვლილება მასში უცხო დნმ-ის შეღწევის ან ხელოვნური შეყვანის შედეგად. გარდამქმნელი ფაქტორის ბუნება დაადგინეს ევერიმ და მაკლეოდმა 1944 წელს. შესაძლებელია მხოლოდ იმ ბაქტერიების ტრანსფორმირება, რომელთა უჯრედებშიც მაღალი მოლეკულური, ორჯაჭვიანი (უცვლელი) დნმ-ს შეუძლია შეაღწიოს. დნმ-ის შთანთქმის უნარი კომპეტენციაა და დამოკიდებულია უჯრედის ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაზე. დნმ შეიძლება აღებული იყოს უჯრედის ზედაპირის ცვლილების გარკვეული მოკლე ფაზის დროს. დნმ-ის დახმარებით შესაძლებელია ისეთი თვისებების გადაცემა, როგორიცაა: კაფსულების ფორმირება, შიგთავსის სინთეზი, ფერმენტული აქტივობა, შხამების მიმართ რეზისტენტობა, ანტიბიოტიკები.. ნებისმიერ დნმ-ს შეუძლია შეაღწიოს კომპეტენტურ უჯრედში, მაგრამ მხოლოდ მონათესავე სახეობის დნმ-ს შეუძლია რეკომბინირება. . კონიუგაცია - გენეტიკური მასალის გადატანა 2 უჯრედს შორის პირდაპირი კონტაქტით. გამოიკვლია ლედერბერგმა და ტატუმმა 1946 წელს მუტანტებზე coli. ერთ მუტანტს სჭირდებოდა ამინომჟავები A და B, მაგრამ შეეძლო Cu D სინთეზირება, მეორე კომპეტენტური იყო ამისთვის (A-B-C+D+). ეს მუტანტები არ იზრდებოდნენ და არ ქმნიდნენ კოლონიებს მინიმალურ საკვებ გარემოზე, მაგრამ თუ მას ორივე მუტანტის სუსპენზია დაემატებოდა, კოლონიები ჩნდებოდა. ამ კოლონიების უჯრედებს ჰქონდათ ყველა ამინომჟავის (A + B + C + D +) სინთეზის მემკვიდრეობითი უნარი.აქ კონიუგაცია რეკომბინაციის წინაპირობაა. ბაქტერიების შესწავლისას დადგინდა, რომ უჯრედის დონორის უნარი ასოცირდება F ფაქტორის არსებობასთან (F + უჯრედები, რომლებიც არ შეიცავს ფაქტორს - F- და შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც რეციპიენტი) - ა. პლაზმიდი, წრიული, ორჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულა. რომ. მიმღები უჯრედები კონიუგაციის შედეგად ხდებიან დონორები და ქრომოსომული ნიშნები არ გადადის. F-პლაზმიდი იწვევს უჯრედზე გენიტალური ფიმბრიების/F-პილის წარმოქმნას, რომელიც ემსახურება დონორის მ/წ და მიმღებ უჯრედს შორის კონტაქტის ამოცნობას და შესაძლებელს ხდის ხიდის ფორმირებას, რომლითაც დნმ გადადის უჯრედი. კონიუგაცია ხშირია ენტერობაქტერიებში, პროკარიოტებში. ტრანსდუქცია - ბაქტერიული გენების პასიური გადატანა ერთი უჯრედიდან მეორეში ბაქტერიოფაგის ნაწილაკებით, რაც იწვევს უჯრედის მემკვიდრეობითი თვისებების ცვლილებას. არსებობს ტრანსდუქციის 2 ტიპი: ა) არასპეციფიკური - რომელშიც შეიძლება გადავიდეს მასპინძლის დნმ-ის ნებისმიერი ფრაგმენტი (მასპინძელი უჯრედის დნმ შედის ფაგის ნაწილაკში / საკუთარ გენში / მის ნაცვლად); ბ) სპეციფიკური - შეიძლება გადავიდეს მკაცრად განსაზღვრული დნმ-ის ფრაგმენტი, ზოგიერთი ფაგის გენი ჩანაცვლებულია მასპინძელი გენებით). ორივე შემთხვევაში ფაგები დეფექტურია; კარგავს უჯრედის ლიზისის უნარს.

38. წინააღმდეგობის ფაქტორები (r-ფაქტორები). პლაზმიდების თვისებები. ტრანსპოზონები.

1. წინააღმდეგობა- რეზისტენტული org-mov ნებისმიერი ანტიგენის მიმართ. აღმოჩენილია გარკვეული ანტიბიოტიკების მიმართ რეზისტენტული ბაქტერიები. 50-იან წლებში იაპონიაში (დისინტერიის გამომწვევი აგენტები. გაითვალისწინეთ ბაქტების სიმრავლე. დისინტერია და ამან შეიძლება გამოიწვიოს სხვა ბაქტერიები. R-ფაქტორები შეიცავს გენებს, რომლებიც უჯრედს რეზისტენტულს ხდის გარკვეული ანტიბიოტიკების მიმართ. ზოგიერთი R-ფაქტორი იწვევს დაუყოვნებლივ რეზისტენტობას 8 ანტიბიოტიკის მიმართ. , და სხვა R-ph გვაძლევს მძიმე მეტალების (ვერცხლისწყალი, ნიკელი, კადმიუმი) უნარს. R-პლაზმიდი ატარებს გენების 2 ჯგუფს: 1) გენი, რომელიც პასუხისმგებელია პლაზმიდის გადაცემაზე კონიუგაციით (tra ) და ისინი არიან arr. -რეზისტენტობის გადაცემის ფაქტორები (RTF), 2) გენები, რომლებიც თავად განსაზღვრავენ რეზისტენტობას და შეადგენენ. შედგება პლაზმიდის მხოლოდ მცირე ნაწილზე.

RTF მოიცავს ყველა გენს, რომელიც პასუხისმგებელია R ფაქტორის უჯრედიდან უჯრედში გადატანაზე, რომელიც ხორციელდება კონიუგაციის გზით. ანუ ფაქტორი R ისევე როგორც ფაქტორი F არის ინფექციური. შესაძლებელია R-ფაქტორის გადატანა ბაქტერიების რამდენიმე სხვადასხვა გვარს შორის, რაც ხელს უწყობს მათ შემდგომ გავრცელებას. ანტიბიოტიკების ფერმენტული ქიმიური მოდიფიკაცია არის პლაზმიდების მიღების ძირითადი მიზეზი. მაგალითად, კანამიცინი და ნეომიცინი ექვემდებარებოდნენ ფოსფორელაციას, ხოლო პინპიცინი ინაქტივირებული იყო პენიცილინაზას მიერ. პოზ. როცა ხელმისაწვდომია R-ფაქტორები, გენი, რეკომბინაცია შესაძლებელია, შემდეგ შეიძლება წარმოიშვას გენების ახალი კომბინაცია, რომელიც მისცემს დამატებით თვისებებს. R-ფაქტორებს დიდი მნიშვნელობა აქვს ქიმიოთერაპიისთვის.

2. ბაქტერიოცინები. მრავალი ბაქტ.სინთეზის პროტეინი, იუკოტორი. მონათესავე სახეობების ან შტამების მოკვლა ან მათი ზრდის შეფერხება. ამ ცილებს ბაქტერიოცინებს უწოდებენ. ისინი კოდირებულები არიან. სპეციალური.პლაზმიდები, რომლებსაც.ასახელებენ ბაქტერიოცინოგენურ ფაქტორებს. ბაქტერიოცინები გამოყოფილია Esrichia coli (კოლიცინები) და სხვა ბაქტერიებისგან. ბაქტერიოცინების სახელწოდება მოცემულია ბაქტერიების წარმომქმნელი ფორმის მიხედვით, მაგალითად, სტაფილოცინების მიერ წარმოებული სტაფილოკოკები. არაორგანული, მკვლელი, ბაქტერია, ე.წ. ანტისეპტიკები.

3. სხვა აღიარება, განსაზღვრული პლაზმიდებით.პლაზმიდები შეიძლება შეიცავდეს გენებს, რომლებიც იწვევენ რამდენიმე სპეციფიკურ ბიოლს. ფერმენტული გენები, რომლებიც საჭიროა კამპიფორის, სალიკის მჟავისა და სხვა აუცილებელი სუბსტრატების დასაშლელად, გვხვდება პლაზმიდებში. პლაზმიდებით მემკვიდრეობით მიღებული sv-in-ის სია ნიშნავს და მოიცავს: აზოტის ფიქსაციას, კვანძების arr-e, შაქრის შეწოვას, ჰიდროგენაზას სინთეზს და ა.შ. ამ sv-in-ის ზოგიერთი დადგენა შესაძლებელია ბაქტერიის გენით. ქრომოსომა (გენების გაცვლა m-du ქრომოსომა და პლაზმიდი). პლაზმიდებმა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშეს პროკარიოტების ევოლუციაში.

4. შეუთავსებლობა.ბევრი ბაქტ.შიგთავსი.სხვადასხვა ზომის პლაზმიდები. ერთ უჯრედში სხვადასხვა პლაზმიდების არსებობა მიუთითებს, რომ ასეთი პლაზმიდები ერთმანეთთან თავსებადია. მაგრამ 2 დაკავშირებული პლაზმიდი არ შეიძლება თანაარსებობდეს ერთსა და იმავე უჯრედში, ისინი შეუთავსებელია. ყველა პლაზმიდი სხვა შეუთავსებლობის ჯგუფში: პლაზმიდები, შეუთავსებლობის იმავე ჯგუფთან შედარებით.

ტრანსპოზონები -ეს არის დნმ-ის უკანასკნელი ნაწილი, რომელსაც შეუძლია ინტეგრირდეს გენომის ბევრ ნაწილში და შეუძლია პლაზმიდიდან „გადაიტანოს“ ბაქტში. ქრომოსომა, სხვა პლაზმიდში. ტრანსპასონები შეიცავს გენებს, რომლებიც განსაზღვრავენ გარეგნულ ნიშნებს, კერძოდ, ისინი მდგრადია ისეთი ანტიბიოტიკების მიმართ, როგორიცაა პინიკი, ტეტრაციკლინი და ა. ბაქტში.ქრომოსომები და პლაზმიდები.). გენების ორივე მხარეს, ადგილი, რომელიც მდებარეობს ტრანსპოზონის შიგნით, მდებარეობს 2 იმავე თანმიმდევრობით, რომელიც შეიძლება წავიდეს იგივე ან საპირისპირო მიმართულებით. დნმ-ის ბაზების ეს გამეორებები ნაწილობრივ იდენტურია IS - ელ-ტამის.

41. მ/წმ-ის ევოლუცია.

ყველა ცოცხალი არსების უჯრედები, პრიმიტიული ფორმებიდან მაღალ ორგანიზებულებამდე, შედგება ერთი და იგივე სტრუქტურული ელემენტებისაგან და იყენებენ ერთსა და იმავე მექანიზმებს ენერგიისა და ზრდისთვის. ეს არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ბიოქიმიური ერთიანობა. ევოლუციის პროცესში მოხდა ცოცხალი არსების სხვადასხვა ფორმის ფორმირება და ჩამოყალიბება. სიცოცხლის ევოლუციის პროცესისთვის აუცილებელია წარმოვიდგინოთ რა პირობები იყო დედამიწაზე, რომლებშიც შესაძლებელი გახდა სიცოცხლის სპონტანური წარმოქმნა. დედამიწის ჩამოყალიბებიდან ბოლო პერიოდში მასზე მიმდინარეობდა აქტიური ბიოლოგიური პროცესები, რამაც შეცვალა მისი სახე და გამოიწვია დედამიწის ქერქის, ჰიდროსფეროსა და ატმოსფეროს წარმოქმნა. როდესაც ორგანული ნივთიერებები დედამიწაზე დიდი რაოდენობით დაგროვდა => წარმოიქმნა პირობები, რომლის დროსაც შეიძლებოდა მომხდარიყო გადასვლა ქიმიური ევოლუციიდან პირველი თვითგამრავლებული ცოცხალი არსებების გაჩენამდე. სიცოცხლის უჯრედისთვის დამახასიათებელია ის, რომ ის ყოველთვის ჩნდება გარკვეული სტრუქტურების სახით, რომლებიც სივრცულად იზოლირებულია გარე გარემოდან, მაგრამ მუდმივად ურთიერთქმედებენ მასთან ღია სისტემების სახით. მან ივარაუდა, რომ სიცოცხლის გაჩენის გზაზე ევოლუციის შემდეგი ეტაპი იყო გარკვეული სტრუქტურული ორგანიზაციის - აბიოგენურად სინთეზირებული ორგანული ნაერთების ფორმირება. მათ ჰქონდათ სფერული ფორმა, დიამეტრი 0,5-7 მიკრონი, ჰგავდნენ ბაქტერიების კოკოიდურ ფორმებს, შეიცავდნენ პროტეოიდებს და ჰქონდათ გარკვეული სტაბილურობა. გრამებით შეღებვისას დადგინდა, რომ მიკროსფეროები წარმოიქმნება მჟავე პროტეოიდებისგან - gr-, ხოლო ძირითადი პროტეოიდები - gr +. ეს ეტაპი არის გარდამავალი ეტაპი ქიმიურიდან ბიოლოგიურ ევოლუციაზე და შედეგად მიღებული ნიმუში შეიძლება განისაზღვროს, როგორც პრებიოლოგიური ბუნებრივი გადარჩევა. მომავალში მან ვარაუდობს, რომ პირველი პროკარიოტები, კატა შეიძლება გამოჩნდნენ წყლის ობიექტებში, სადაც კუნძულებზე ბევრი ორგანული ნივთიერება იყო, იყო ორგანიზმები, რომლებიც არსებობდნენ დუღილის გამო და ჰქონდათ ანაერობული მეტაბოლიზმის ძირითადი ფუნქციები. თუ ვივარაუდებთ, რომ სულფატები ასევე იყო წყლის ობიექტებში, მაშინ ევოლუციის შემდეგი ეტაპი არის ელექტრონების ეფექტური ტრანსპორტირება პროტონული პოტენციალის შექმნით, როგორც ენერგიის წყარო ATP-ის რეგენერაციისთვის. გარდა ამისა, ექსპერიმენტულად აჩვენეს, რომ ევოლუციის საწყის ეტაპზე პროკარიოტებს შეეძლოთ რეპროდუცირება და ინფორმაციის გადაცემა შთამომავლებისთვის ნუკლეინის მჟავების მონაწილეობის გარეშე. პროკარიოტების შემდგომი ევოლუციისთვის საჭირო იყო სპეციალური აპარატის შექმნა, რომელიც უზრუნველყოფდა პოლიპეპტიდების ზუსტ რეპროდუქციას. ამან განაპირობა ახალი სინთეზის მექანიზმის - შაბლონური სინთეზის ჩამოყალიბება, რომელიც ეფუძნება პოლინუკლეოტიდების თვისებების გამოყენებას. პოლინუკლეური მოლეკულების თვისებაა ზუსტი რეპროდუცირების უნარი, სტრუქტურული კომპლემენტარობის პრინციპზე დაფუძნებული.

ევოლუციის მთავარი მოვლენა: პირველადი შემცირების ატმოსფეროდან ჟანგბადის შემცველ ატმოსფეროში გადასვლა. ბაქტერიებს აქვთ მეტაბოლიზმის ახალი ტიპი - აერობული სუნთქვა, რაც შესაძლებელი გახდა ციტოქრომების ტერმინალურ ოქსიდაზებად გადაქცევის შედეგად, ელექტრონების მიმღებად O 2 მოლეკულების გამოყენებით. ვარაუდობენ, რომ 2 მილიარდი წლის წინ ყველა ფოტოტროფული პროკარიოტი უკვე არსებობდა, კატა ახლაც ცნობილია. პროკარიოტებმა თავდაპირველად დაიკავეს მრავალი განსხვავებული ეკოლოგიური ნიშა, მაგრამ შემდეგ თანდათან ადგილი დაუთმეს ევკარიოტებს. პროკარიოტებში სხვადასხვა სახის მეტაბოლიზმის განვითარება განპირობებული იყო მარტივი სტრუქტურული უჯრედით, მაღალგანვითარებული მარეგულირებელი სისტემის, სწრაფი ზრდისა და გენის გადაცემის რამდენიმე მექანიზმის არსებობით.

42.მიკროორგის პათოგენი და იმუნიტეტი.

იმუნიტეტი გვიცავს ინფექციური აგენტებისგან: ბაქტერიებისგან, ვირუსებისგან და პროტოზოებისგან, ანუ იცავს ორგანიზმს ყველაფრისგან უცხო.

ინფექცია რთული ბიოლოგიური პროცესია, რომელიც ხდება ორგანიზმში პათოგენური მიკრობების შეღწევის და მისი შიდა გარემოს მუდმივობის დარღვევის შედეგად.

პათოგენურობა არის გარკვეული სახეობის მიკრობის უნარი, შესაბამის პირობებში, გამოიწვიოს მისთვის დამახასიათებელი ინფექციური დაავადება. ამიტომ, პათოგენურობა სახეობის თვისებაა.

ბუნებრივ გარემოში არის ბიოლოგიური დამაბინძურებლები, რომლებიც იწვევენ სხვადასხვა დაავადებებს ადამიანში. ეს არის პათოგენები, ვირუსები, ჰელმინთები, პროტოზოები. ისინი შეიძლება იყოს ატმოსფეროში, წყალში, ნიადაგში, სხვა ცოცხალი ორგანიზმების სხეულში, მათ შორის თავად ადამიანში.

ინფექციური დაავადებების ყველაზე საშიში პათოგენები. მათ აქვთ განსხვავებული სტაბილურობა გარემო. ზოგიერთს შეუძლია ადამიანის სხეულის გარეთ ცხოვრება მხოლოდ რამდენიმე საათის განმავლობაში; ჰაერში, წყალში, სხვადასხვა ობიექტზე ყოფნისას ისინი სწრაფად კვდებიან. სხვებმა შეიძლება იცხოვრონ გარემოში რამდენიმე დღიდან რამდენიმე წლამდე. სხვებისთვის გარემო ბუნებრივი ჰაბიტატია. მეოთხესთვის - სხვა ორგანიზმები, როგორიცაა გარეული ცხოველები, კონსერვაციისა და გამრავლების ადგილია.

ხშირად ინფექციის წყაროა ნიადაგი, რომელიც მუდმივად ბინადრობს ტეტანუსის, ბოტულიზმის, გაზის განგრენისა და ზოგიერთი სოკოვანი დაავადების გამომწვევი აგენტებით. მათ შეუძლიათ შევიდნენ ადამიანის სხეულში დაზიანებისას. კანი, გაურეცხავი საკვებით, ჰიგიენის წესების დარღვევით.

ტიპიური ანტიბიოტიკები	პროდიუსერები	ვისზე მოქმედებს	მოქმედების მექანიზმი	თერაპიული გამოყენების სირთულეები
პენიცილინები, ცეფალოსპორინები	სოკოს გვარი რენიცილიუმი, ცეფალოსპორი	გრამდადებითი და გრამუარყოფითი ბაქტერიები	სინთეზის დარღვევა უჯრედის კედელი	ალერგიული რეაქციები
სტრეპტომიცინი, გენტამიცინი, კანამიცინი, ტობრამიცინი, ამიკაცინი	გვარის აქტინომიცეტები სტრეპტომიცები, მშობიარობის ბაქტერიები მიკრომონოსპორა. ბაცილი­ ლუს		ცილის სინთეზის შეუქცევადი დათრგუნვა	ტოქსიკური ეფექტი სმენის ნერვიდა თირკმელები
ამავე სახელწოდების ანტიბიოტიკები	გვარის აქტინომიცეტები სტრეპტომიცები	გრამდადებითი და გრამუარყოფითი ბაქტერიები, რიკეტზია, ქლამიდია, პროტოზოა	ცილის სინთეზის შექცევადი დათრგუნვა	რეზისტენტული შტამების გავრცელება
ანტიბაქტერიული: ერითრომიცინი სოკოს საწინააღმდეგო და ანტიპროტოზოული: პოლიენები	გვარის აქტინომიცეტები სტრეპტომიცები ძალიან	გრამდადებითი ბაქტერიები სოკოები, ზოგიერთი პროტოზოვა	პლაზმური მემბრანის დარღვევა	ტოქსიკურობა
პოლიმიქსინები, გრამიციდინები, ბაციტრაცინები	სხვადასხვა მიკროორგანიზმები	ძირითადად გრამუარყოფითი ბაქტერიები	მოქმედების მექანიზმი განსხვავებულია	მაღალი ტოქსიკურობა