дәріс 6 ГЕНЕТИКА


Генетика
Дәріс мақсаты:
Бұл тақырыптың негізгі мақсаты микроорганизмдердің тұқым қуалаушы ақпараты туралы студенттерде білім қалыптастыру; негізгі түсініктер туралы анықтама беру, бактериялық жасушаның өзгергіштігі, генотиптеу принциптері және геннің инженерия, олардың микробтар қоздыратын ауруларға диагноз қою және алдын алудағы маңызы туралы түсініктер беру.
Жоспары:
1. Генотип, фенотип.
2. Плазмидалардың жіктелуі:
3.Микроорганизмнің өзгергіштігі
4. Мутациялар
5. Рекомбинациялар
Микроорганизмдердің генетикасы
Генетика - өзгергіштік және тұқым қуалау жөніндегі ілім.
Тұқым қуалаудың негізгі материалы – ДНҚ. ДНҚ бөлімі – ген.
Генотип – микробтың барлық гендерінің қосындысы. Микробтардың барлық сыртқы белгілерінің қосындысы – фенотип.
Бактерия жасушасының генетикалық аппараты бір хромосомадан және плазмидалардан тұрады. Бактериялардың гендері екі структуралық элементте шоғырласқан:
1) нуклеотидте - ДНК молекуласы
2) хромасомадан тыс орналасқан ДНК молекуласы - плазмидаларда, транспозондарда, IS – элементтер.
Бактериялардың хромосомасы
бұл нуклеоидта орналасқан ірі молекулярлы, қос жіпшелі, сақина тәрізді суперспиральданған ДНҚ. ДНҚ молекуласының суперспиральданған түрі ДНҚ – гираза және топизомираза ферментінің әсерімен түсіндіріледі.
Плазмида – цитоплазмада еркін орналасқан немесе бактериальді хромосомамен бірігіп кеткен бірден бастап ондаған мөлшердегі ДНҚ – ның төменгі молекулярлы сақиналары. Плазмидалар – бұл автономды, өз бетімен жоғалып кетуге қабілетті, тек қана бактерияларға тән генетикалық құрылымдар. Плазмидалардың генетикалық материалы бактериальді хромосоманың жалпы көлемінің 1-5% құрайды. Плазмидалардың жойылуы микроорганизмдерге өлім тудырмайды
Плазмидалардың жіктелуі:
Коньюгативті – тікелей жасуша донордан жасуша реципиентке ауысуға қабілетті:
F, R және Col – плазмидалар
коньюгативті емес – Ent, Hly . Плазмидалардың коньюгативтілігі tra – оперонның болуына тәуелді.
Автономды немесе дербес (цитоплазмада) және интеграцияланған (бактериальді хромосоманың құрамында)
Плазмидалардың жіктелуі:
Түрлері Қасиеттері
F - плазмидалар
Донорлық функция
R - плазмидалар Дәрілік препараттарға төзімділігі
Col плазмидалар Колициндер синтезі
Ent плазмидалар
Энтеротоксиндер синтезі
Hly плазмидалар
Гемолизиндер синтезі
Биодегративті плазмидалар
Әр түрлі органикалық және бейорганикалық қосылыстарды ауыр металдардан тұратын қосылыстарды бұзу
Криптикалық плазмидалар
Белгісіз
F – плазмидасы (Fetiliti – ұрықты) коньгативті плазмида. F – плазмидасы бар бактериальді жасушалар F+ деп белгіленеді. F+ бактериялар ақпаратты F- жасушаларына беруге қабілетті.
Col– плазмидалар – бактериоциндер синтездеуіне жауапты, ол басқа түрдегі микроорганизмдерге антагонистік әсер етеді. (E. coli ашқан – колицин).
R – плазмидасы (regictance – тұрақтылық) көптеген дәрілерге тұрақтылықпен байланысты. Ent– энтеротоксиндер синтезі плазмидалар,
Hly- гемолизиндер синтезі плазмидалар тәрізді патогенді факторлардың өндірілуі үшін жаупты.
ДНҚ негізгі компоненті – азотты негіздері пуринді (аденин – А, гуанин – Г) және пиримидинді (тимин – Т, цитозин – Ц); кант – дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдығы кіреді. (А-Т, Ц-Г) – комплементарлы.
Гендердің бөліну түрлері:
Құрылымдық
Бактериялық жасушаның даму және көбею негізінде жататын анаболикалық процестерді қамтамасыз етеді. Құрылымдық гендердің қасында промотер мен оператор болады. Промоторды,оператордың және кұрымдық гендердің жиынтығы оперонды құрайды. Оперон бір немесе гендер тобының экспрессиясын реттейтін функциональды генетикалық бірлік болып табылады.
Реттегіш
Анаболизм және катаболизм процестерін бақылайтын жасушаның гомеостазың
Тох - гендер
Бактериялық хромосоманың құрамында болмаса плазмидалардың құрамына кіретін және токсиндердің, патогенді ферменттерінің, антифагоцитарлық белсенділігі бар құрылымдық компоненттердің (капсула, корд-фактор т.б.) синтезін анықтайтын.
Прокариоттардың нуклеоидте орналасқан бір ғана хромосоманың болуы, сақина тәрізді. Бактериялардың жасуша плазмидалардың болуымен сипатталады.Жартылай консервативті жолмен, бинарлы бөліну арқылы көбейеді.
Бақтериалдық ДНК репликациясының жартылай консервативтік тәсілінің мәні мынада: 2 ДНК спиралі тарқатылады, одан сон әр спиральдің жанында БНК полимераза ферментінің көмегіменоның комплементарлы жібі синтезделеді. Кейіннен бұрынғы және қайта пайда болған ДНК жіптері өріледі, спиральденеді және еншіліс клетка жасай отырып, бөлінеді.
Микроорганизмнің өзгергіштігі:
Генотипті:
мутациялар
рекомбинациялар
Фенотипті:
1.морфологиялық
2.тинкториальді ( Грам бояу)
3.дақылдық ( S, R - түрі)- диссоциация
4.биохимиялық
5.антигенді өзгеруі
6.патогенді факторларының өзгеруі
Мутациялар
Бұл ДНҚ құрылымдарының және генотиптің өзгеруімен түсіндірілетін, микроорганизмдер тұқым қуалайтын биологиялық қасиеттерінің тұрақты өзгеруі.
Мутациялар шығу тегі бойынша:
Спонтанды (табиғи)
Индуцирленген (мутагендер әсерінен)
Геномдағы локустың өзгеруі бойынша:
а) генді (нүктелі) мутациялар:
Рамкаларының жылжуы:
Транзиция – пурин пуринге, пиримидин пиримидинге алмасу.
Трансверсия – пиримидин – пуринге орын ауыстыру.
Нонсенс – «мағынасыз» триплеттердің пайда болуының аркасында тек қана белоктардың қыска (алғашқы) фрагменттері түзеледі.
б) хромосомды мутациялар:
Делеция (түсіп қалуы)
Инверсия – хромосоманың 1800 бұрылуы
Дупликация- ДНК –ның қандай да бір локусының қаталуы
Транслокация - хромасомабөлімінің бір позициядан баскаға орын аустыруы
Миссенс-мутацияның мағынасы бар, бірак белок қызметін жоғалтатын немесе жоғалтпайтын басқа амин қышқылын кодтайтын мутациялар.
Қайтымды – ревесиямен, сол штамның қасиеттерінің қайта қалыпка келуімен сипатталады.

Тікелей- бұл кезде алгашқы жабайы штамм баска қасиеттерге ие болып, мутантқа айналады
Фенотиптік бойынша:
бейтарапты
шартты – леталді
леталді
IS элементтер (insertion – қою, seguence – кезектелу) транспоза белогын кодтайтын гендерді тасиды, оның көмегімен IS элементтер ДНҚ әр түрлі бөлімдеріне орын ауыстырады. 1000-ға дейін нуклеотидтен тұрады.
Транспозондар – ДНҚ ірі сегменттері. Олардың орын ауыстыруын қамтамасыз ететін гендермен қатар, олар химиопрепараттарға тұрақтылық гендерін, тох – гендер тасымалдайды. 20000-ға дейін нуклеотидтен тұрады.
Мутагендер – бұл құрылымды және регуляторлы гендердің қызметін активтендіруге немесе тежеуге қабілетті факторлар, олар хромосоманың және плазмиданың ДНҚ әсер етеді.
Физикалық - ультракүлгін, рентген, радиактивті сәулелер т.б.
Химиялық - 5 бромурацил, азотты қышқылы т.б.
Биологиялық - бактериофагтар.
Рекомбинациялар:
коньюгация,
трансдукция,
трансформация
Рекомбинациялар – бұл екі бактериялық жасуша арасындағы генетикалық материалмен алмасу
Генетикалық информацияны беретін бактерия жасушасы – донор деп аталады. Ал генетикалық материалды қабылдайтын жасуша – реципиент дейді.
Бір бактериядан басқаға генетикалық материалдың берілуі 3 жолмен жүргізіледі:
бактерияның тікелей айқасқан коньюгациямен.
әлсіз бактериофагтың көмегімен – трансдукциямен.
донор бактериядан бөліп алған ДНҚ реципиент бактерияларға тікелей өнуі трансформациямен.
Коньюгация
Коньюгациялық қабілетке F плазмидасы бар донорлар – F+жасушалар. Коньюгациялық пилилердің түзілу процесіне, генетикалық ақпараттардың тасымалдауына, F – плазмиданың құрамындағы tra оперондар бар.
Hfr – жоғары өнімді донорларды : F плазмидалары хромосомаға интеграцияланған және коньюгация процесінде тасымалдау тек қана плазмидті емес тағы да хромосомды ДНҚ-мен жүреді.
Хромосомның нүктесін «О» бастамасы. Коньюгация процесін 3 сатыға бөледі:
а) F+ және F-араларына жынысты кірпіктер арқылы коньюгативті көпіршенің қалыптасуы.
б) F+ жасушаның плазмидті ДНҚ-ның сақинасы рестриктазалармен кесіледі, спиральдар бұралып, донорлық плазмидті ДНҚ-ның бір жіпшесі көпірше арқылы реципиент жасушасына өтеді.
Донордың да және реципиенттің де ДНҚ комментарлық жіпшесі жартылай консервативті жолмен өтеді. Лигазаның көмегімен ДНҚ сақиналарға тігіледі немесе хромосомаға интеграцияланады
Трансдукция
Рекомбинацияның бұл түрінде донор клеткасынан генетикалық материал реципиент клеткасына әлсізденген фагтар көмегіиен өткізіледі.
Жалпы және спецификалық емес трансдукция - әлсізденген фаг реципиент геномына донор ДНҚ-ның әр түрлі бөлімдерінің енуі.
Спецификалық – бұл кезде фаг донор ДНҚ-ның бір ғана аймағын реципиент хромосомасына тасымалдайды.
Абортивті немесе аяқталмаған трансдукция. Бұл кезде фаг (донор) ДНҚ-сы реципиент хромосомасына интеграцияланбайды.
Трансформация
Трансформация- донор ретінде тек ДНК-ның фрагменті саналады.
Трансформация процесі 2 кезеңнен тұрады:
донорлық ДНҚ-ның реципиент жасушасына адсорбциясы және енуі.
донорлық ДНҚ-ның ажыратылған бір жіпшесінің реципиенттің бактериалды хромосомасына интеграциялануы және кезекті репликациясы.
Трансформация:
1) индуцирленген
2 ) спонтанды
Микроорганизмдердің генетикасын зерттеулердің практикалық маңызы:
1.генді инженерия, биотехнология
2.гендік әдіспен диагноз қою
а) молекулярлы гибридизация әдісі
б) полимераза – тізбектелу реакциясы
3. гендік жіктеу

Приложенные файлы

  • docx 9387261
    Размер файла: 30 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий