Мобильные генетические элементы
Обнаружены как в составе хромосом, так и в плазмидах. Представляют собой короткие нуклеотидные последовательности. Не несут никаких структурных генов и содержат 2 гена: ген синтеза транспозазы (обеспечивает вырезание фрагмента из хромосомы и встраивание его в другой локус) и ген синтеза репрессора, который регулирует весь процесс перемещения IS-элементов (У бактерий разных видов и прокариот и эукариот, могут перемещаться и по хромосомам, и между ними).
Транспозоны имеют структурные гены, интегроны содержат ген, кодирующий устойчивость к антибиотикам.
Значение мобильных элементов.
Перемещаясь по ДНК клетки или между ДНК разных клеток, они вызывают:
- инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются;
- повреждения генетического материала;
- встраивание плазмиды в хромосому;
- распространение гена в популяции бактерий
Изменчивость бактерий
Бывает генотипическая и фенотипическая. Генотипическая проявляется в модификациях (изменение свойств клетки под влиянием внешней среды). Могут быть длительными и кратковременными. Модификации касаются большинства клеток популяции.
Генотипическая – это мутации и рекомбинации.
Мутации могут быть спонтанными и индуцированными.
Изменчивость у бактерий происходит как по вертикали, так и погоризонтали.
Рекомбинации - это взаимодействие между двумя геномами, обладающими различными генотипами, которое приводит к образованию генома, сочетающего гены донора и реципиента. В процессе рекомбинации бактерий условно делят на клетки-доноры, которые передают генетический материал, и клетки-реципиенты, которые его принимают. Рекомбинация у бактерий рассматриваются как аналоги полового размножения. У бактерий рекомбинации происходят только в одном направлении.
|
|
|
Особенности:
- отсутствует мейоз. Образуется не зигота, а меразигота.
- всегда направлена от донора к реципиенту.
- количество генетического материала у рекомбинанта всегда больше одного. Рекомбинант содержит всю генетическую информацию реципиента и часть генетической информации донора.
У эукариот механизм рекомбинации один – мейоз; у бактерий различают три вида рекомбинаций:
1) трансформация- это обмен генетической информации с помощью чистой ДНК. Может передаться только небольшой фрагмент, который должен быть комплиментарен в определенном участке ДНК реципиента.
2) трансдукция – этот способ переноса генетической информации с помощью фагов.
3) конъюгация – это способ передачи генетической информации, когда между двумя бактериями образуются цитоплазмические мостики, по которым осуществляется переход генетической информации. При конъюгации передаются как плазмиды, так и различные фрагменты хромосом. При конъюгации в клетку-реципиент может перейти почти весь геном. При конъюгации донор обозначается как мужская особь из за наличия f-пили.
|
|
|
Плазмиды меньше хромосом, следовательно реплицируются быстрее, следовательно в клетке их становится много, что способствует эпидемическому распространению лекарственной устойчивости.
В настоящее время разработано множество генетических методов диагностики инфекционных и не только заболеваний.
1.Секвенирование генома – определение последовательности пар нуклеотидов ДНК. Применяется для определения вида и внутривидовой дифференцировки.
2.ПЦР используется для обнаружения генов или соответствующих нуклеотидных последовательностей, кодирующих либо видовую принадлежность, либо выработку основного фактора вирулентности. Метод ПЦР основан на принципе комплементарности и позволяет увеличивать (амплифицировать) количество исследуемого образца ДНК.ПЦР относится к экспресдиагностике (продолжительность 4-6 часов) Этот метод обладает чрезвычайно высокой чувствительностью и теоретически позволяет обнаружить в исследуемом материале даже единичные молекулы ДНК. Компоненты ПЦР: искомая ДНК, праймеры (синтетические олигонуклеотиды, состоящие из 15-30 нуклеотидов, комплементарных сайтам на матрице ДНК), ТАГ-полимераза, дезоксирибонуклеотид-5фосфат для достраивания утраченного основания по принципу комплементарности, область высокой чувствительности и позволяет обнаружить молекулы ДНК. Каждый цикл ПЦР состоит из 3 стадий:
|
|
|
1) 90-95 градусов – денатурация матричной ДНК, образование 2 цепей
2) Отжиг праймера. Вносятся праймеры «генетические разведчики». Если праймер нашел комплементарные участки, то он присоединяется и начинает действовать ТАГ-полимераза и удлиняет участки. Длительность – 3 минуты.
3) Элонгация
Разновидности ПЦР:
- ПЦР в режиме реального времени; даёт возможность определить количество фрагментов ДНК находящегося в материале, т.е. проводить количественный анализ;
- мультиплексная ПЦР – преимущество заключается в том, что в реакционную смесь можно вводить 2 – 4 и более пары праймеров. Они характерны для различных возбудителей.
- обратнотранскрипционная ПЦР – позволяет осуществить копирование РНК возбудителей.
Используется для диагностики особо опасных инфекций, при хронических инфекциях, для обнаружения некультивируемых форм бактерий.ПЦР проводится не только для выявления возбудителя, но и при последствиях онкологических заболеваний, пересадке органов и тканей.
3.ДНК – чипы.
Дата добавления: 2019-08-31; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!