Организация генетического материала у бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе.

Организация генетического материала у бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе.

Генотип - совокупность генов организма

Фенотип – совокупность внешних признаков, индивидуальное проявление генотипа

Наследственный аппарат бактерий представлен одной хромосомой, которая представляет собой молекулу ДНК, она спирализована и свернута в кольцо. Это кольцо в одной точке прикреплено к цитоплазматической мембране. На бактериальной хромосоме располагаются отдельные гены. Бактериальная клетка гаплоидна, а репликация ДНК сопровождается делением клетки. Внехромосомные молекулы ДНК представлены плазмидами, транспозонами (мигрирующими генетическими элементами) и вставочными или IS- последовательностями.

Плазмиды бактерий. Строение, особенности репликации; разновидности плазмид, их функции.

Плазмиды- внехромосомный генетический материал. Представляет собой кольцевую, двунитевую молекулу ДНК, гены которой кодируют дополнительные свойства, придавая селективные преимущества клеткам. У них отсутствует собственная систем мобилизации энергии и синтеза белка; плазмиды способны к автономной репликации, т. е. независимо от хромосомы или под слабым ее контролем (за счет автономной репликации одна и та же плазмида может находиться в нескольких копиях); обладает абсолютным внутриклеточным паразитизмом; среда их обитания- только бактерии. Различают трансмиссивные и нетрансмиссивные плазмиды. Трансмиссивные (конъюгативные) плазмиды могут передаваться из одной бактерии в другую.

Функциональная классификация плазмид основана на свойствах, которыми они наделяют бактерии: 1) F-плазмиды. Кодируют пол у бактерий, индуцируют деление. Мужские клетки (F+) содержат F-плазмиду, женские (F—) – не содержат. Мужские клетки выступают в роли донора генетического материала при конъюгации, а женские – реципиента 2) R- плазмиды - устойчивость к лекарственным препаратам 3) Col- плазмиды- синтез колицинов - факторов конкуренции близкородственных бактерий 4) Hly- плазмиды- синтез гемолизинов 5) Ent- плазмиды- синтез энтеротоксинов 6) Tox- плазмиды- токсинообразование 7) плазмиды биодеградации. Кодируют ферменты, с помощью которых бактерии могут утилизировать ксенобиотики. Потеря клеткой плазмиды не приводит к ее гибели. В одной и той же клетке могут находиться разные плазмиды. Биологическая роль плазмид: - контроль генетического обмена бактерий; - контроль синтеза факторов патогенности; - совершенствование защиты бактерий.

Фенотипическое проявление плазмид. F-, Col-, R-плазмиды и плазмиды патогенности. Их роль в биологии микроорганизмов.

1) F-плазмиды. Кодируют пол у бактерий, индуцируют деление. Мужские клетки (F+) содержат F-плазмиду, женские (F—) – не содержат. Мужские клетки выступают в роли донора генетического материала при конъюгации, а женские – реципиента 2) R- плазмиды - устойчивость к лекарственным препаратам 3) Col- плазмиды- синтез колицинов - факторов конкуренции близкородственных бактерий 4) Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства многих видов, особенно энтеробактерий. В частности F-, R-плазмиды и плазмиды бактериоциногении включают tox+-транспозоны (мигрирующий генетический элемент), кодирующие токсинообразование.

Фенотипические признаки, сообщаемые бактериальной клетке плазмидами: 1) устойчивость к антибиотикам; 2) образование колицинов; 3) продукция факторов патогенности; 4) способность к синтезу антибиотических веществ; 5) расщепление сложных органических веществ;

6) образование ферментов рестрикции и модификации.

Подвижные генетические элементы: транспозоны, Is-последовательности. Их строение, функции и роль в эволюции бактерий.

Мигрирующие генетические элементы - отдельные участки ДНК, способные определять свой перенос между хромосомами или хромосомой и плазмидой с помощью фермента рекомбинации транспозазы. Простейшим их типом являются инсерционные последовательности (IS- элементы) или вставочные элементы. IS-последовательности – это короткие фрагменты ДНК. Они не несут структурных (кодирующих белок) генов, а содержат только гены, ответственные за транспозицию (способность перемещаться по хромосоме и встраиваться в различные ее участки).Их функции- координация взаимодействия плазмид, умеренных фагов, транспозонов и генофора для обеспечения репродукции, регуляция активности генов, индукция мутаций. Транспозоны – это более крупные молекулы ДНК. Помимо генов, ответственных за транспозицию, они содержат и структурный ген, обеспечивающий синтез молекул, обладающих специфическим биологическим свойством, например токсичностью, или обеспечивающих устойчивость к антибиотикам. Транспозоны способны перемещаться по хромосоме. Их положение сказывается на экспрессии генов. Транспозоны могут существовать и вне хромосомы (автономно), но неспособны к автономной репликации. Перемещаясь по репликону или между репликонами, подвижные генетические элементы вызывают: 1. Инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются. 2. Образование повреждений генетического материала.

3. Слияние репликонов, т. е. встраивание плазмиды в хромосому. 4. Распространение генов в популяции бактерий, что может приводить к изменению биологических свойств популяции, смене возбудителей инфекционных заболеваний, а также способствует эволюционным процессам среди микробов

Виды изменчивости у бактерий. Модификационная изменчивость, ее механизмы и формы проявления.

Изменчивость у бактерий может быть ненаследуемой (модификационной) и генотипической (мутации, рекомбинации). Временные, наследственно не закрепленные изменения, возникающие как адаптивные реакции бактерий на изменения окружающей среды, называются модификациями (чаще - морфологические и биохимические модификации). Черты: 1.обратимость — изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их

групповой характер 2. изменения в фенотипе не наследуются, наследуется норма реакции генотипа 3. статистическая закономерность вариационных рядов 4. затрагивает фенотип, при этом не затрагивая сам генотип. Стандартное проявление модификации- распределение однородной популяции на две или более двух типов- диссоциация. Пример- характер роста на питательных средах: S- (гладкие) колонии, R- (шероховатые) колонии, M- (мукоидные, слизистые) коло-нии, D- (карликовые) колонии. Диссоциация протекает обычно в направлении Sà R. Диссоциация сопровождается изменениями биохимических, морфологических, антигенных и вирулентных свойств возбудителей.

Генотипическая изменчивость. Мутации у бактерий, их разновидности. Причины и механизмы возникновения мутаций. Мутагены.

при генотипической изменчивости происходит изменение наследственного материала и, обычно, эти изменения наследуются. Это основа разнообразия живых организмов. Различают два вида генотипической изменчивости: мутационная и комбинативная. Мутация — изменение первичной структуры ДНК, проявляющееся наследственно закреплённой утратой или изменением какого-либо признака или группы признаков. Фенотипическим проявлением мутации могут быть: изменение морфологии бактериальной клетки, возникновение потребностей в факторах роста (пр. АК), т. е. ауксотрофность; появление устойчивости к а/б; изменение чувствительности к t; снижение вирулентности (аттенуация). Могут быть спонтанные (возникают в популяции бактерий без видимого вмешательства извне) и индуцированные (вызванные искусственно), точечные, прямые, обратные, генные (изменения 1 гена) и хромосомные (изменения 2х или более участков хромосомы). Факторы, вызывающие мутации, известны как мутагены. Мутагены бывают физическими (УФ-лучи, у-радиация), химическими (аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, например, 2-амино-пурин, азотистая кислота и ее аналоги и др.) и биологическими (транспозоны).

Особенности состава микрофлоры влагалища в норме и при бактериальном вагинозе (БВ). Причины развития бактериального вагиноза у женщин. Роль БВ в патологии плода ребенка.

В норме во влагалище у женщины обитает так называемая нормальная микрофлора. Она состоит примерно на 90% из лактобактерий (так называемых палочек Дедерляйна), чуть меньше чем на 10% - из би-фидобактерий, и меньше 1% составляют другие микроорганизмы. К ним относятся гарднерелла, мобилункус, грибы рода Кандида, лептотрикс и некоторые другие. Нормальная микрофлора не допускает появления никакой другой инфекции или изменения соотношения возбудителей, живущих во влагалище в норме. Вся эта картина активно поддерживается иммунной системой. У здоровых женщин детородного возраста общее количество микроорганизмов в вагинальном отделяемом составляет 6–8*104 КОЕ/мл. Дисбиоз влагалища(бактериальный вагиноз) - это общий инфекционный невоспалительный синдром, связанный с дисбиозом влагалищного биотопа, характеризующийся чрезмерно высокой концентрацией облигатно и факультативно анаэробных условнопатогенных микроорганизмов и резким снижением или отсутствием молочнокислых бактерий в отделяемом влагалища. При нарушении микрофлоры изменяется равновесие между бактериями - нормальными обитателями влагалища. При этом снижается количество лакто- и бифидобактерий и увеличивается количество какого-то другого возбудителя. Причины нарушения микрофлоры. Причин дисбиоза влагалища: -Изменения и нарушения гормонального фона. - Смена климатической зоны. - Стрессы - большое количество половых партнеров. -Любые инфекционно-воспалительные заболевания органов малого таза. -Инфекции, передающиеся половым путем. -Лечение антибиотиками, особенно продолжительное или многократное. -Заболевания кишечника, хронические проблемы со стулом, дисбактериоз кишечника. У беременных вагиниты провоцируют внутриутробное инфицирование плода и заражение ребенка в родах.

Организация генетического материала у бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе.

Генотип - совокупность генов организма

Фенотип – совокупность внешних признаков, индивидуальное проявление генотипа

Наследственный аппарат бактерий представлен одной хромосомой, которая представляет собой молекулу ДНК, она спирализована и свернута в кольцо. Это кольцо в одной точке прикреплено к цитоплазматической мембране. На бактериальной хромосоме располагаются отдельные гены. Бактериальная клетка гаплоидна, а репликация ДНК сопровождается делением клетки. Внехромосомные молекулы ДНК представлены плазмидами, транспозонами (мигрирующими генетическими элементами) и вставочными или IS- последовательностями.

Поделиться: