Официальный сайт клуба ПАРУСНИК - Лекция 4
Главная | Форум | Мой профиль | Регистрация | Выход | Вход Вы вошли как Гость | Группа "Гости"Приветствую Вас Гость | RSS
Кот Бублик
Меню сайта
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Пользователи посетившие наш сайт:
Форма входа
Погода
Опрос посетителей
Чего не хватает на сайте
Всего ответов: 67
Лекція № 4: Основи генетики. Генна інженерія.
План.

1.    Основи генетики. ДНК як матеріальна основа спадкових властивостей. Види мінливості: генотипічна, фенотипічна. Мутації - спонтанні та індуковані.
2.    Генетичні рекомбінації: кон'югація.
3.    Трансформація.
4.    Трансдукція.
5.    Механізм пристосування мікроорганізмів до дії антибіотиків.
6.    Віруси – генетичні паразити..

1. Основи генетики. ДНК як матеріальна основа спадкових властивостей. Види мінливості: генотипічна, фенотипічна. Мутації - спонтанні та індуковані.
Мутації - це зміни в послідовності нуклеотидов ДНК, що виявляється спадково закріпленою втратою або зміною якої-небудь ознаки або групи ознак. У їх основі лежать помилки копіювання спадкової інформації, що виникають при реплікації. Спонтанні мутації з'являються в результаті помилок реплікації ДНК, неправильного формування комплементарних пар основ, структурних спотворень ДНК і унаслідок переміщення рухомих генетичних елементів в процесі зростання і розмноження популяції бактерій. Зворотна мутація або реверсія, в результаті якої відновлюються властивості дикого штаму. Індуковані мутації виникають під впливом зовнішніх чинників, які називають мутагенами. Мутагени бувають фізичними (УФ-промені,  радіація), хімічними (аналоги пуринових і пірімідінових основ, наприклад, 2-амінопурін, азотиста кислота і її аналоги, алкилірующие агенти і ін.) і біологічними (транспозони).

2. Кон'югація.
Біологічна значущість кон'югації добре видно на прикладі розповсюдження резистентності бактерій до антибіотиків.
Механізм кон’югації показано на слайді.
1. Клітини донор і реціпіент сходяться.



2. Клітини донор і реціпіент утворюють цитоплазматичний мостик



3. Клітина донор віддає реціпіенту фрагмент ДНК (плазмідну ДНК)



Цей процес протікає в чотири стадії, в результаті яких відбувається обмін ділянками ДНК між клітинами. Стійкість до антибіотиків бактерія може одержати в результаті мутації, що відбувається 1 раз на кожні 10 6 клітинних ділень. Проте, одного разу змінившись, генетична інформація може швидко розповсюджуватися серед схожих бактерій за допомогою кон'югації, оскільки кожна третя з близькоспоріднених бактерій здібна саме до цього типа генетичного перенесення.
3. Трансформація. Трансдукція.
 Трансформація - передача генетичної інформації через виділену з клітини-донора ДНК. Процес трансформації може довільно відбуватися в природі у деяких видів бактерій, частіше грампозитивних, коли ДНК, виділена із загиблих клітин, захоплюється реципієнтними клітинами. Як правило, будь-яка чужорідна ДНК, що потрапляє в бактерійну клітину, розщеплюється ендонуклеазами; але за деяких умов така ДНК може бути інтегрована в геном бактерії. За походженням ДНК може бути плазмідною або хромосомною і нести гени, що трансформують реципієнта. Подібним шляхом процеси трансформації можуть поширювати гени, що кодують чинники вірулентності, серед бактерійних популяцій; проте в обміні генетичною інформацією трансформація грає незначну роль.
Визначення частоти одночасного придбання двох заданих характеристик (чим ближче розташовані гени, тим більше ймовірно, що вони обидва включаться в одну і ту ж ділянку ДНК) дає інформацію про взаєморозташування відповідних генів в хромосомі. Перенесення екстрагованої ДНК є основним методом генної інженерії, використовуваним при конструюванні рекомбінантних штамів із заданим геномом.
Трансдукція - передача бактерійної ДНК за допомогою бактеріофага. В процесі реплікації фага усередині бактерій фрагмент бактерійної ДНК проникає у фагову частинку і переноситься разом з нею в бактерію-реципієнта. При цьому фагові частинки як правило дефектні, вони втрачають здібність до репродукції. Оскільки трансдукуються лише невеликі фрагменти ДНК, вірогідність рекомбінації, що зачіпає якусь певну ознаку, дуже мала: вона складає від 10 -6 до 10 -8 . Існують три типу трансдукції: неспецифічна (загальна), специфічна і абортивна.
Загальна (неспецифічна) трансдукція - перенесення бактеріофагом фрагмента будь-якої частини бактерійної хромосоми. У клітці, інфікованій бактеріофагом, в ході збірки дочірньої популяції в головки деяких фагов може проникнути фрагмент бактерійної ДНК або плазміди або разом з вірусною ДНК, або замість неї. Цей процес відбувається унаслідок того, що бактерійна ДНК фрагментується після фагової інфекції і шматочок бактерійної ДНК того ж розміру, що і фаговая ДНК, проникає у вірусну частинку з частотою приблизно 1 на 1000 фагових частинок. При такій формі трансдукції в клітини-реципієнти можуть бути внесені практично будь-які гени. Феномен неспецифічної трансдукції може бути використаний для картірованія бактерійної хромосоми.
4. Механізм пристосування мікроорганізмів до дії антибіотиків.
Бактерії мають плазмідну (не основну) ДНК, яка може вбудовуватись в основний нуклеоїд (основну днк). Механізм пристосування мікроорганізмів до дії антибіотиків.
1.    Плазмідна ДНК здатна зберігати інформацію про негативну дію антибіотика на бактерію.
2.    Після виходу плазмідної ДНК з напівзруйнованої бктеріальної клітини можлива трансдукція, трнсформація або кон'югація цієї плазміди до іншої клітини.
3.    Мутації клітин, яким була передана інформація через плазміду призводять о набуття мутованими клітинами здатності протистояти дії антибіотиків 
4.    Після отримання інформації з плазмідної ДНК про дію антибіотика бактерія шляхом мутацій з іншими бактеріями отримує генетичні дані про те. яким чином можливо протистояти дії антибіотика.
Шляхи протистояння дії антибіотиків полягають в тому, що  бактерія:
А. Будує нові клітини без клітинної стінки (L - форми).
Б. Виключає з метаболізму цикли на які б впливали антибіотики.
В. Виробляє ферменти, які руйнують антибіотики (пеніцилази).
Це відбувається завдяки перебудові метаболізму та синтезу нових білків, кодованих за допомогою плазмід. Для початку процесів трансляції у мікроорганізмів необхіден зв‘язок між субодиницями (великою S40  і малою S30) рибосоми для утворення повноцінної рибосоми S70.
Після утворення активного центру проходить зчитування інформації на пептидний ланцюг.
Генетика і біотехнологія
    Сучасні біотехнологічні розробки передбачають створення рекомбінантних вакцин і вакцин- антигенів. Вакцини обох типів засновані на генно-інженерному підході.
     Для отримання рекомбінантних вакцин звичайно використовують добре відомий вірус коров'ячої віспи (осповакцини). У його ДНК вбудовують чужорідні гени, що кодують імуногенні білки різних збудників (гемаглютинин вірусу грипу, глікопротеїн D вірусу герпесу, поверхневий антиген вірусу гепатиту В, антиген малярійного плазмодія). Виходять вакцини проти відповідних інфекцій. До їх достоїнств відноситься можливість створення полівалентних вакцинних препаратів на основі об'єднання ділянок ДНК різних патогенов «під егідою» ДНК вірусу осповакцини. Вакцини-антигени одержують, клонуючи гени збудника в Е. coli, дріжджах, клітинах комах і ссавців. Клонований ген поверхневого антигена HBS-вірусу гепатиту В, ген білка оболонки VPI-вірусу ящура. Вакцини-антигени високостабільни при зберіганні і перевезенні, порівняно прості у виготовленні, містять мінімальну кількість білка і тому малонебезпечні як алергени. Вони гарантовані від залишкової інфекційності. Проблемою є низька імуногенність, до підвищення якої веде додавання іммунопотенціаторів (метод, використовуваний при створенні штучних вакцин); іммобілізація вакцин на носіях; включення в ліпосоми. У разі використання ліпосомальних вакцин імунна відповідь посилюється унаслідок того, що антигени, що асоціюються з ліпосомамі, потрапляють безпосередньо в антігенвідповідні клітини. У ліпосому включають, окрім антигена (вірусний капсид), ще білки, сприяючі злиттю мембран ліпосом і клітин, в даному випадку гемаглютинин вірусу грипу. Для таких препаратів зараз використовують термін «віросоми».
5. Віруси – генетичні паразити.
В сучасних протоколах лікування деяких кокових інфекцій використовують здатність вірусів паразитувати на бактеріях. Таку здатність мають так звані бактеріофаги – віруси бактерій. Руйнація хвороботворної бактерії відбувається в наслідок генетичного паразитування вірусів на ДНК бактерій. Цей процес відбувається в декілька стадій:
1 - адсорбція віріона на клітині;
 

2 - проникнення віріона в клітину шляхом віропексиса;


3 - вірус усередині вакуолі клітини;


4 – "роздягання” віріона вірусу;


5 - реплікація вірусної нуклеїнової кислоти;


6 - синтез вірусних білків на рибосомах клітини;


7 - формування віріона;


8 - вихід віріона з клітини шляхом брунькування.


Таким чином ми з’ясували механізми підтримання життєдіяльності бактерій та вірусів. Фізіологія мікроорганізмів є наукою, яка відкриває великі перспективи біотехнологам, інфекціоністам і фармацевтам для створення нових профілактичних і лікувальних фарм. препаратів, є основною наукою, яка спрямована на виявлення діагностичних відмінностей бактерій і інших мікроорганізмів.

Часы
Научно-образовательный раздел
Новости КЛУБА




















Архив новостей КЛУБА

Мы в YouTube
Поиск
Друзья сайта
http://biology-travel.at.ua/
SEO sprint - Всё для максимальной раскрутки!
Червона книга України


продвижение сайта бесплатно продвижение сайтов
Приют для животных в Харькове
Copyright Клуб "Парусник". Design by Aid. © 2007 - 2017
Хостинг от uCoz