МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ЭПИДЕМИОЛОГИИ И МЕТОДАМИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕКЦИЯ: ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ ЛЕКЦИЯ: ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ Преподаватель: Лебедева. - презентация

1 МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ЭПИДЕМИОЛОГИИ И МЕТОДАМИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕКЦИЯ: ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ ЛЕКЦИЯ: ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ Преподаватель: Лебедева Г.Г. заведующая бактериологической лабораторией заведующая бактериологической лабораторией городской больницы городской больницы

2 План лекции: 1. Генетический материал бактерий. 2. Плазмиды бактерий и их основные функции. их основные функции. 3. Фенотипическая изменчивость. Модификации бактерий: Модификации бактерий: –морфологические –биохимические –культуральные 4. Генотипическая изменчивость. - Мутации. - Мутации. - Генетические рекомбинации: - Генетические рекомбинации: трансформация трансформация трансдукция трансдукция конъюгация конъюгация

3 ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ БАКТЕРИЙ –НУКЛЕОИД - одна замкнутая кольцевидная хромосома, содержащая до 4000 отдельных генов, необходимых для поддержания жизнедеятельности и размножения бактерий, бактериальная клетка гаплоидна. –ПЛАЗМИДЫ - внехромосомные факторы наследственности

4 ПЛАЗМИДЫ Плазмиды образованы молекулами ДНК. Регуляторные плазмиды участвуют в компенсировании тех или иных дефектов метаболизма бактериальной клетки. Кодирующие плазмиды привносят в бактериальную клетку новую генетическую информацию, кодирующую новые, необычные свойства (например, устойчивость к антибиотикам)

5 ГРУППЫ ПЛАЗМИД F-плазмиды контролируют синтез F-пилей, способствующих передачи генетического материала от бактерий-доноров (F+) к бактериям-реципиентам (F–) в процессе конъюгации R-плазмиды (от англ. resistance, устойчивость) кодируют устойчивость к лекарственным препаратам. Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства бактерий и токсинообразование (плазмиды включают tox+-гены). Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства бактерий и токсинообразование (плазмиды включают tox+-гены). Плазмиды бактериоциногении кодируют синтез бактериоцинов - белковых продуктов, вызывающих гибель бактерий того же или близких видов.

6 Генотип- вся совокупность имеющихся у микроорганизма генов. Фенотип - совокупность реализованных (т.е. внешних) генетически детерминированных признаков, т.е. индивидуальное (в определенных условиях внешней среды) проявление генотипа.

7 ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ Приспособительная активность микроорганизмов лежит в основе их изменчивости. Далеко не каждый признак признаётся пригодным для включении в наследственную информацию. Он должен быть тщательно проверен, доказана его целесообразность для потомства. МОДИФИКАЦИИ - временные, наследственно не закреплённые изменения. модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей среды модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей средыБИОВАРЫСЕРОВАРЫФАГОВАРЫ

8 Стандартное проявление модификации разделение однородной популяции на несколько типов - ДИССОЦИАЦИЯ МИКРОБОВ. S - М- D- R-колонии

9 Простые проявления диссоциаций, доступных для наблюдений - изменение вида и структуры колоний бактерий на твёрдых питательных средах. Для обозначения таких колоний Аркрайт (1921) предложил первые буквы английских названий: S - колонии [от англ. smooth, гладкий] R-колонии [от англ rough, шероховатый] М-колонии [от англ. mucoid, слизистый] D-колонии [от англ. dwar карликовый]. S - М- D- R-колонии

10 ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ 1. 1.МУТАЦИЯ - скачкообразное изменение наследственного признака – –спонтанные и индуцированные, – –генные (изменения одного гена) и хромосомные (изменения двух или более двух участков хромосомы). 2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ - изменчивость, связанная с обменом генетической информации. КОНЪЮГАЦИЯ прямой перенос фрагмента ДНК от донорских бактериальных клеток к реципиентным при непосредственном контакте ТРАНСФОРМАЦИЯ генетическое изменение клеток в результате включения в их геном экзогенной ДНК ТРАНСДУКЦИЯ перенос бактериофагом в заражаемую клетку фрагментов генетического материала клетки, исходно содержавшей бактериофаг.

11 ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ Конъюгация Трансформация Трансдукция

12 D-

13 ВИДЕО ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ

14 ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Генная инженерия - технология изменения хромосомного материала клеток. Генная инженерия - технология изменения хромосомного материала клеток.

15 Бактерии удобная модель для генетических исследований. относительная простота строения генома, гаплоидность половая дифференциация в виде донорских и реципиентных клеток наличие обособленных, и интегрированных фрагментов ДНК (плазмид, и т.д.) лёгкость культивирования и возможность получения популяций, содержащих миллиарды микробных тел

16 На основе достижений генетики разработаны высокоточные методы диагностики и идентификации микроорганизмов: определение плазмидного профиля ДНК- гибридизация, полимеразная цепная реакция (ПЦР) Плазмиды и вирусы (бактериофаги) используют в генной инженерии в качестве векторов для переноса генетического материала. Процесс переноса называется генетической трансформацией.

17 С помощью генно- инженерных методов получают:вакциныантигеныдиагностикумыгормоныиммуномодуляторыантибиотики В настоящее время разработаны способы получения более 1000 наименований продуктов биотехнологическими способами. В настоящее время разработаны способы получения более 1000 наименований продуктов биотехнологическими способами.

18 Трансгенным (или генетически модифицированным) называется обьект, в геном которого методами генетической инженерии перенесены гены (их называют трансгенами) из других организмов. (или генетически модифицированным) называется обьект, в геном которого методами генетической инженерии перенесены гены (их называют трансгенами) из других организмов. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГМО Основными преимуществами такой технологии по сравнению с традиционной селекцией являются: Основными преимуществами такой технологии по сравнению с традиционной селекцией являются: возможность переноса всего одного гена, что практически не затрагивает исходный генотип; возможность переноса всего одного гена, что практически не затрагивает исходный генотип; возможность придания признаков, которые нельзя перенести путём скрещивания с близкородственными видами; значительное ускорение процесса получения новых генотипов

19 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Назовите функции нуклеоида бактерий. Дополните текст: «Внехромосомные молекулы ДНК в цитоплазме бактериальной клетки называются …..» Что представляет собой диссоциация колоний микроорганизма на плотной питательной среде. Назовите функции плазмид бактериальой клетки. Перечислите виды Перечислите виды генетических рекомбинаций бактерий.