Общими особенностями для всех способов обмена генетической информацией у бактерий являются следующие.

1. Процесс переноса ДНК всегда односторонний, или однонаправленный: от донорных бактерий к реципиентным.

2. Полного обмена генетической информацией не наблюдается, результатом чего является образование мерозиготы. Экзогенота – генетический материал донора. Эндогенота – генетический материал реципиента. Состояние мерозиготы носит относительно непродолжительный характер, в конечном итоге экзогенота должна встроиться в эндогеноту. Если этого не происходит, то экзогенота элиминируется эндонуклеазами клетки-реципиента.

3. Для образования рекомбинантного потомства процесс генетического переноса должен обязательно закончиться рекомбинацией.

Кроме трех основных способов обмена генетической информацией, имеются и другие способы, которые еще недостаточно изучены и не так успешно применяются в лабораторной практике. Одним из таких способов обмена является слияние бактериальных протопластов или (и) сферопластов. Это так называемый искусственный обмен генетической информацией, так как здесь участвуют не интактные клетки, а протопласты или сферопласты. Исследователь должен сначала получить протопласты или сферопласты из клеток обоих родителей, а на следующем этапе смешать и индуцировать их слияние путем обработки полиэтиленгликолем либо другими агентами. Первичный продукт такого слияния – клетка, объединяющая в себе геномы обоих родительских клеток. Слившиеся протопласты или сферопласты высевают на специальные среды, на которых создаются условия для регенерации их в морфологически полноценные клетки. В процессе последующей рекомбинации возникают стабильные рекомбинанты, совмещающие некоторые признаки обоих родительских штаммов.

Метод слияния протопластов или сферопластов пока успешно применяется только в отношении грамположительных бактерий. В последнее время разработаны условия для слияния сферопластов таких грамотрицательных бактерий, как Pseudomonas, Erwinia и др. В отличие от конъюгации, трансформации и трансдукции, при которых ДНК передается от донора реципиенту, перенос генетической информации при слиянии протопластов или сферопластов не носит однонаправленного характера, а родительские клетки вносят равноценный вклад в образование рекомбинантов.

 

Молекулярные механизмы мутационного процесса у про- и эукариот

Мутации – это изменения генетического материала, передающиеся по наследству и приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Мутации могут возникать спонтанно, без каких-либо воздействий на организм, под действием естественных факторов внешней и внутренней среды, а также индуцировано под действием мутагенов.

Мутагены-факторы, являющиеся причиной возникновения мутаций и повышающие их частоту.

Мутагены:

1.Физические (ионизирующее излучение, УФ излучение, температура)

2. химические (алкилирующие агенты, соли тяжелых металлов)

3. биологические (мобильные генетические элементы, вирусы)

Классификация мутаций:

- по изменению генотипа (генные, хромосомные, геномные)

-по изменению фенотипа (морфологические, биохимические, физиологические, летальные)

-по отношению к генеративному пути (соматические, генеративные)

- по поведению мутации в гетерозиготе (доминантные, рецессивные)

-по локализации в клетке (ядерные, цитоплазматические)

-по причинам возникновения (спонтанные, индуцированные)

Генные мутации

В основе мутаций на молекулярном уровне лежат две основные причины:

Ø Ошибки репликации;

Ø Мутагенные воздействия различной природы.

Молекулярные механизмы возникновения новых мутаций:

1. Ошибки работы ДНК-полимеразы во время репликации

2. Таутомеризация азотистых оснований

3. Встраивание аналогов азотистых оснований

4. Дезаминирование азотистых оснований

5. Алкилирование азотистых оснований

6. Разрыв фосфодиэфирных связей

7. Апуринизация (удаление пуринового или пиримидинового основания из нуклеотида)

8. Воздействие интеркалирующих агентов (акридиновые красители, этидиум бромид и др.)

9. Образование тиминовых димеров.

Классификация генных мутаций по действию на уровне ДНК:

*транзиция

*трансверсия

*миссенс мутация

*нонсенс мутация

Классификация генных мутаций по проявлению на уровне белка:

*нейтральная мутация (замена лизина на аргинин)

*нейтральная мутация (замена нуклеотидов не приводит к замене аминокислоты)

*фреймшифт мутация

Хромосомные мутации

 

Дефишенси (делеция концевого участка). Заболевания: синдром «кошачьего крика», синдром Прадеда-Вилли.

Геномные мутации

1. Полиплоидия -кратное n увеличение или уменьшение числа наборов хромосом. (n=1 гаплоидия, n=2 норма, n=3 триплоидия, n=4тетраплоидия и тд)

2. Анеуплоидия (2n+k, где k=изменение числа отдельных хромосом в наборе. 2n + 1 - трисомия, 2n + 2 - тетрасомия, 2n – 1- моносомия, 2n – 2 - нуллисомия )

Заболевания: Синдром Дауна(трисомия по 21 хромосоме)

Полиплоиды делятся на автополиплоидов и аллополиплоидов.

Автополиплоидия – кратное увеличение собственного гаплоидного набора хромосом.

Автополиплоиды бывают:

триплоидами (Зn), тетраплоидами (4n),

пентаплоидами (5n), гексаплоидами (6n), октаплоидами (8n) и т. д.

Для многих растений известны так называемые полиплоидные ряды. Они включают формы от 2 до 10n и более.

Аллополиплоидия – кратное увеличение числа хромосом у гибридов, полученных в результате скрещивания разных видов.

Примером может служить отдаленная гибридизация капусты и редьки (скрещивание особей разных видов), в результате которой образуются гибриды со смешанным геномом, состоящим из гаплоидного набора хромосом капусты и гаплоидного набора хромосом редьки (9m + 9n = 18). Полученные таким образом организмы жизнеспособны, но стерильны.

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: