6Б. Лекционный курс
6В. Теоретический материал
|
11. Организация генетического материала у бактерий |
|
|
11.1. Общая схема организации генетического материала бактериальной клетки |
|
|
11.2. Плазмиды |
|
|
11.3. F-плазмиды |
|
|
11.4. R-плазмиды |
|
|
11.5. Бактериоциногенные плазмиды (на примере Col-плазмиды E.coli) |
|
|
11.6. Транспозоны |
|
|
11.7. IS-последовательности |
|
|
11.8. Механизмы фаговой конверсии |
|
|
12. Модификации, мутации и репарации у бактерий |
|
|
12.1. Модификации у бактерий |
|
|
12.2. Мутации у бактерий |
|
|
12.3. SR-диссоциация |
|
|
12.4. Мутагены |
|
|
12.5. Репарации |
|
|
13. Генетические рекомбинации у бактерий, генная инженерия в медицинской микробиологии |
|
|
13.1. Виды генетических рекомбинаций у бактерий |
|
|
13.2. Генная инженерия в медицинской микробиологии |
|
|
14. Применение генетических методов в микробиологической диагностике |
|
|
14.1. Метод молекулярной гибридизации |
|
|
14.2. Полимеразная цепная реакция |
|
11. Организация генетического материала у бактерий
11.1. Общая схема организации генетического материала бактериальной клетки
Организация генетического материала у бактерий основана на общем для всех форм на Земле принципе. Поэтому данный материал излагается с учетом знания студентами курса общей генетики: освещаются лишь те генетические особенности, которые характерны для прокариотической клетки. Наследственная информация бактерий, как и у всех форм клеточной жизни (в отличие от вирусов), хранится в ДНК (Рис. 11.1-1), которая в прокариотической клетке представлена двумя типами молекул.
|
Рис. 11.1-1. Схема строения ДНК |
А. Жизненно важные признаки, без которых бактериальная клетка не может существовать, закодированы в нуклеоиде (см. раздел 4.2).
Б. Не жизненно важные признаки закодированы у бактерий во внехромосомных факторах наследственности: плазмидах, транспозонах, IS-последовательностях и умеренных бактериофагах. Без этих признаков бактериальная клетка может существовать в обычных условиях, но дополнительные признаки, закодированные во внехромосомных факторах наследственности, придают ряду клеток популяции дополнительные возможности выживания при изменении условий внешней среды и, за счет повышения гетерогенности популяции, усиливают адаптационные возможности последней. Например, признак устойчивости к пенициллину в обычных условиях не востребован и не влияет на жизнеспособность бактериальной клетки, но при появлении этого антибиотика во внешней среде выжить могут только те бактерии, которые имеют плазмиду, кодирующую соответствующий признак. А выжить в присутствии пенициллина смогут только те бактериальные популяции, в составе которых есть клетки, несущие соответствующую плазмиду.
1. По способности к саморепликации внехромосомные факторы наследственности делятся на две группы: автономные и неавтономные.
а. Автономными внехромосомными факторами наследственности у бактерий являются плазмиды. Это значит, что они способны реплицироваться самостоятельно, обладая собственным соответствующим опероном.
б. Неавтономными внехромосомными факторами наследственности у бактерий являются транспозоны, IS-последовательности и умеренные фаги. Не обладая собственным опероном, обеспечивающим репликацию, они могут реплицироваться только в молекуле ДНК, обладающей таким опероном – или в нуклеоиде или в плазмиде.
2. Все внехромосомные факторы наследственности у бактерий могут встраиваться в нуклеоид (и, соответственно, выходить из его состава). В зависимости от места встраивания в нуклеоид внехромосомные факторы наследственности также делятся на две группы.
а. Только в гомологичных участках могут встраиваться в нуклеоид плазмиды и умеренные бактериофаги. Это значит, что для конкретной плазмиды и для конкретного умеренного бактериофага есть только одно место в нуклеоиде, где эта конкретная плазмида или этот конкретный бактериофаг могут включиться в состав нуклеоида.
б. В любых участках могут встраиваться в нуклеоид транспозоны и IS-последовательности.