18. Генетические рекомбинации: трансдукция, трансформация, конъюгация, транспозиция. Понятие о генной инженерии.

 

Трансформация — процесс поглощения клеткой организма свободной молекулы ДНК из среды и встраивания её в геном, что приводит к появлению у такой клетки новых для неё наследуемых признаков, характерных для организма-донора ДНК.  Клетки, способные воспринимать донорную ДНК, называются компетентными. Состояние компетентности непродолжительно. Оно возникает в определенный период роста бактериальной культуры.В состоянии компетентности клеточная стенка бактерий становится проницаемой для высокополимерных фрагментов ДНК. По-видимому, это связано с тем, что трансформируемый фрагмент ДНК связывается с белком, образуя трансформасому, в которой он переносится в бактериальную клетку. Процесс трансформации:

1).Адсорбция ДНК-донора на клетке-реципиенте.

2) проникновение ДНК внутрь клетки-реципиента;

3) соединение ДНК с гомологичным участком хромосомы реципиента с последующей рекомбинацией.

После проникновения внутрь клетки трансформирующая ДНК деспирализуется. Затем происходит физическое включение любой из двух нитей ДНК донора в геном реципиента.

Трансдукция  — процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом. 

Неспецифическая:  трансдуцирующие фаги являются только переносчиком генетического материала от одних бактерий к другим, поскольку сама фагоная ДНК не участвует в образовании рекомбинантов.

Специфическая:  характеризуется способностью фага переносить определенные гены от бактерии-донора к бактерии- реципиенту.

Абортивная: принесенный фагом фрагмент ДНК бактерии донора не включается в хромосому бактерии реципиента, а располагается в цитоплазме (и передается только одной дочерней кл-ке, однолинейное наследование)

Конъюга́ция - однонаправленный перенос части генетического материала  при непосредственном контакте 2ух бактерий.

Первым этапом является прикрепление клетки-донора к реципиентной клетке с помощью половых пили.Затем между обеими клетками образуется конъюгационный (цитоплазматический) мостик через который из клетки-донора в клетку-реципиент могут передаваться F-фактор и другие плазмиды.

ДНК донора реплицируется, начиная от места включения F-фактора 1 цепь переносится 5’-концом вперед (так чтобы донор не терял свой ген материал).

Транспозиция - перемещение определенных генетических элементов из одного места на хромосоме в другое.(способность внехромосомных/мигрирующих элементов кодировать фермент—транспоназу)

 

Генная инженерия — искусственный перенос генов из одного организма в другой (транспозоны) (?ГМО?)

19. Нехромосомные (мигрирующие) генетические факторы у бактерий (плазмиды, транспозоны,бактериофаги).

 Плазмиды - это линейные или кольцевые ковалентно замкнутые молекулы ДНК, содержащие от 1500 до 40000 пар нуклеотидов.. Отличительная особенность плазмид - способность к автономной репликации

Плазмиды (фрагменты днк)

Трансмиссивные (передаются путем конъюгации) F-,R-

Нетрансмиссивные

Кодирующие Приносят новые гены

Регуляторные восстанавливают поврежден геном

 F-плазмиды—донор ген материала. Способность к конъюгации, донор секс-пили.

R-плазмиды—устойчивость к аб

Col-плазмиды(бактерицидности)—содержат гены бактериоцинов (ингибируют рост др бактерий)

Ent-плазмиды (патогенности. вирулентности)—синтез различных токсинов

IS-последовательности—мельчайшие последовательности ДНК (1,5 тыс пар нуклеотидов)

• Не способны самостоятельно реплицироваться (NB!)

• Не кодируют фен признаки

• Вызывают точечные мутации (делеции, дупликации, инверсии)

• Регуляция активности генов бактерии (могут работать как промотор (рнк-пол) , инактивировать гены)

Транспозоны—мелкий участок ДНК (2-2,5 тыс пар) (+IS-послед с каждого конца)

• Не способны к самостоятельной репликации (только в составе хромосомы)

• Содержит гены устойчивости к аб (+токсинообразования, доп ферменты)

• Способны перемещаться в пределах репликона (NB!! У ПРОКАРИОТ РЕПЛИКОН=ВСЕМУ ГЕНОМУ)

Умеренные и дефектные фаги. (как интегрированные плазмиды) профагвнедрениелизогения

ПЦР ОТДЕЛЬНЫМ ВОПРОСОМ.

Подимеразная цепная р-ция. Увеличиваем кол-во ДНУ в материале, для визуальной детекции (электрофорез). Все происходит in vitro и что для это требуется:

• ДНК-матрица

• 2 праймера

• ДНК-пол (термостаб)

• Нуклеотиды (для того чтобы синтезировать дочерние цепочки)

• Mg2+ (полимеразы их любят)

• Буферный раствор

Этапы ПЦР: 1. Денатурация t (94-94) 2. Отжиг—присоединение праймеров 3. Элонгация—достраивание от 5’3’