Genetika_mikroorganizmov

1. Генетика микроорганизмов. Понятие о генной инженерии.

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ, ВИРУСОЛОГИИ И ИММУНОЛОГИИ
Генетика микроорганизмов.
Понятие о генной инженерии.

2.

◼ Генетика бактерий - это раздел
микробиологии, изучающий
наследственность и изменчивость
микроорганизмов.
◼ Наследственность – это способность
бактерий воспроизводить одни и те же
свойства из поколения в поколение
благодаря передаче генов от родителей
потомкам.
◼ Изменчивость - это изменение характерных
для микроорганизмов свойств под действием
физических, химических или биологических
факторов.

3. Генетическая система бактерий

Наследственная информация у бактерий
закодирована в геноме, который представлен
бактериальной хромосомой, а у некоторых
бактерий дополнительно плазмидами.
▪
В состав хромосомы и плазмид могут
входить мобильные элементы генома
(подвижные генетические элементы), к
которым относятся IS-последовательности и
транспозоны.
▪

4. Генетическая система бактерий

▪ Хромосомные и плазмидные гены, а
также мобильные генетические
элементы являются функциональными
единицами генома.
▪ Каждая генетическая структура
(нуклеоид, плазмида), способная к
самостоятельной репликации,
составляет единицу репликации или
репликон.

5.

Дезоксирибонуклеиновая кислота –
полимер, состоит из нуклеотидов.
Каждый нуклеотид состоит из трех
частей:
▪ азотистого основания (пуринового или
пиримидинового),
▪ углевода (пятиуглеродного сахара
дезоксирибозы),
▪ остатка фосфорной кислоты.

6. Азотистые основания

Пуриновые:
Пиримидиновые:
Аденин
Тимин
Гуанин
Цитозин

7. Строение ДНК

▪ Нуклеотиды соединяются между собой
прочной ковалентной связью через сахар
одного нуклеотида и фосфорную кислоту
другого.
▪ Получается полинуклеотидная цепь.
▪ На одном ее конце – свободная
фосфорная кислота (5’-конец), на другом
– свободный сахар (3’-конец).

8. Строение ДНК

Две полинуклеотидные цепи соединяются
друг с другом водородными связями между
азотистыми основаниями.
Соблюдаются 2 правила:
◼ принцип комплементарности: напротив
аденина всегда стоит тимин, напротив
цитозина – гуанин.
◼ принцип антипараллельности: там, где у
одной полинуклеотидной цепи 5’-конец, у
другой – 3’-конец, и наоборот.

9. Строение ДНК

Получается двойная цепь ДНК.
▪ Она скручивается в двойную спираль,
один виток спирали содержит 10 пар
нуклеотидов.
▪ Азотистые основания (хранители
генетической информации) находятся
внутри спирали.
▪

10. Строение ДНК

11. Генетическая система бактерий

▪ Нуклеотиды формируют гены - участки ДНК,
занимающие конкретное место в хромосоме и
отвечающие за синтез того или иного соединения.
▪ Ген является функциональной единицей
наследственности.
▪ В генах записана информация обо всех свойствах,
присущих клетке.
▪ Совокупность генов называется генотипом.
▪ Генотип проявляется внешними признаками.

12. Генетическая система бактерий

Выделяют структурные и регуляторные гены.
◼ Структурные гены несут информацию о
синтезируемых ферментах или структурных
белках.
◼ Регуляторные гены регулируют транскрипцию
структурных генов.
◼ Различают базовый и вспомогательный набор
генов.
◼ Базовый набор включает гены так называемого
“домашнего хозяйства”.
◼

13. Генетическая система бактерий

1. Гены «домашнего хозяйства» отвечают:
а) за биохимические процессы в клетке
(метаболизм аминокислот, углеводов, энергии,
липидов, нуклеотидов);
б) за биологические процессы клетки
(подвижность клеток, обработку информации
из внешней среды, транспорт веществ через
мембраны, развитие и деградацию,
транскрипцию, трансляцию).

14. Генетическая система бактерий

2. Гены добавочных/вспомогательных
функций:
а) вирулентности;
б) устойчивости к антибиотикам;
в) деградации редких субстратов.

15. Генетическая система бактерий

▪ Генетическая информация в бактериях может
содержаться во внеядерных молекулах ДНК.
▪ Экстрахромосомная ДНК бактерий
представлена плазмидами.
▪ Плазмиды бактерий представляют собой
двунитевые молекулы ДНК несущие от 40 до
50 генов.
▪ Количество плазмид в бактериальной клетке
может быть от 1 до 200.

16. Генетическая система бактерий

Плазмиды содержат информацию о
новых признаках, таких как
способность продуцировать
экзотоксины, ферменты,
устойчивость к лекарственным
препаратам и т.д.

17. Плазмиды

Мелкие плазмиды присутствуют чаще всего в
клетке в большом количестве (10-30 копий на
клетку), а крупные плазмиды – в количестве
1-2 копий на клетку.
• По количеству одного вида плазмид,
присутствующих в одной клетке, плазмиды
подразделяются на однокопийные и
многокопийные.
• По способности присутствовать в одной
клетке одновременно плазмид нескольких
видов они подразделяются на совместимые и
несовместимые.

18. Плазмиды

Выделяют автономные (не связанные с
хромосомой бактерии) и
интегрированные (встроенные в
хромосому клетки) плазмиды.
• Плазмиды также подразделяют на
трансмиссивные, способные
передаваться посредством конъюгации,
и нетрансмиссивные.

19.

Репликон, наследуемый
в экстрахромосомном состоянии

20. Плазмиды

R-плазмиды – детерминируют множественную резистентность
к антимикробным препаратам.
▪ F-плазмиды (фактор фертильности) - передача генетической
информации.
▪ Плазмиды вирулентности контролируют вирулентные
свойства микроорганизмов, детерминируя синтез факторов
патогенности:
◼ Hly–плазмиды — определяют синтез гемолизинов;
◼ Ent–плазмиды — определяют синтез энтеротоксинов;
◼ Tox–плазмиды — определяют токсинообразование.
◼ Col-плазмиды (от англ. colicinogeny — колициногенность)
определяют синтез особых белков — колицинов,
подавляющий рост и размножение других бактерий, но
безвредных для бактерий, их выделяющих.
▪ D-плазмиды (плазмиды биодеградации) - разрушение
субстрата.

21. мобильные генетические элементы бактерий

◼ Мобильные генетические элементы бактерий –
дискретные сегменты ДНК, способные к
самостоятельному перемещению из одного
участка в другой в пределах репликона, а
также к перемещению из одного репликона
(хромосомного, плазмидного или фагового) в
другой.
◼ К таким элементам относятся: вставочные
последовательности (IS-элементы),
транспозоны (Tn-элементы).

22. мобильные генетические элементы бактерий

Вставочные последовательности (IS-элементы,
англ. insertion - вставка, sequence последовательность) представляют собой короткие
фрагменты ДНК, способные целиком перемещаться
как из одного участка репликона в другой участок
того же репликона, так и между репликонами
(например, между нуклеоидом и плазмидами).
◼ Их величина в среднем составляет 800-1400 пар
нуклеотидов.
◼

23. мобильные генетические элементы бактерий

IS-элементы не способны реплицироваться
самостоятельно.
◼ Они не кодируют фенотипических признаков, так
как не несут структурных генов, а содержат только
гены, ответственные за транспозицию (способность
IS- последовательностей перемещаться по
хромосоме и встраиваться в различные ее участки),
то есть ген транспозазы и ген репрессора.
◼

24. мобильные генетические элементы бактерий

Транспозоны (Тn-элементы) - это сегменты ДНК, способные
как и IS- элементы к перемещению внутри репликона и
между репликонами.
◼ Однако в отличие от IS-элементов транспозоны имеют
более крупные размеры, так как содержат структурные
гены, определяющие фенотипически проявляющиеся
признаки (токсигенность, биохимические свойства,
устойчивость к антибиотикам). В связи с этим транспозоны
легко выявляются.
◼ Они состоят из 2000-25000 пар нуклеотидов.
◼ Транспозоны не способны к самостоятельной репликации и
проявляют свои свойства только в составе другого
репликона (бактериальной хромосомы или плазмиды).
◼

25. мобильные генетические элементы бактерий

Значение мигрирующих генетических элементов:
1) Способны индуцировать образование мутаций. Интеграция
IS-элементов и транспозонов также может привести и к
прямо противоположному эффекту – экспрессии соседнего
«молчащего» гена.
2) Участвуют в слиянии репликонов (например, в объединении
трансмиссивных и нетрансмиссивных плазмид, в
интеграции плазмид в хромосому и т. д.).
3) Наряду с плазмидами и фагами могут обеспечивать перенос
генов между различными видами бактерий, иногда весьма
отдаленными, и, следовательно, играют важную роль в
эволюции микроорганизмов.

26. Генетическая система бактерий

«Островки патогенности» представляют собой
особую область ДНК бактерии (не менее 10 000 пар
нуклеотидов), которая присутствует в геноме
вирулентных штаммов и отсутствует в
авирулентных формах того же самого вида.
«Островки патогенности» отличаются от основного
генома составом Г-Ц-пар нуклеотидных оснований.
Эти участки ответственны за синтез факторов
патогенности, которые обеспечивают развитие
патологического процесса в организме хозяина.

27.

Изменчивость
микроорганизмов

28. Генотип и фенотип

▪ Генотип – совокупность генов,
ответственных за те или иные признаки.
▪ Фенотип – совокупность реализованных
признаков данного организма.
▪ Фенотип зависит не только от наличия
соответствующего гена, но и от условий,
способствующих его проявлению
(реализации признака).

29. Основные признаки бактерий

▪ Морфологические - размер, форма,
наличие жгутиков и капсул
▪ Биохимические - способность
расщеплять сахара, синтезировать
факторы роста
▪ Антигенные - присутствие того или
иного антигена
▪ Биологические - патогенность,
тропность
▪ Резистентность к лекарственным
веществам

30. Изменчивость микроорганизмов

У бактерий различают 2
вида изменчивости:
▪ фенотипическую
▪ генотипическую

31.

Фенотипическая изменчивость
(ненаследственная,
модификационная)

32.

Модификации – это адаптивные
реакции на изменение условий
внешней среды.
Характерные черты фенотипической
изменчивости:
▪ не затрагивает генотип;
▪ не передается по наследству;
▪ при устранении внешних воздействий
исходные признаки восстанавливаются.

33. Примеры фенотипической изменчивости

Существует несколько проявлений модификационных
изменений:
◼ адаптивные модификации, т. е. ненаследственные
изменения, полезные для организма и содействующие его
выживанию в изменившихся условиях.
◼ Их примером может служить адаптация клеток бактерий
Escherichia coli к лактозе как новому субстрату: в этих
условиях начинают синтезироваться индуцибельные
ферменты, т. е. происходит фенотипическое проявление
генов, «молчащих» при отсутствии лактозы в среде.
◼

34. Примеры фенотипической изменчивости

У ряда бактерий обнаружена универсальная адаптивная
реакция в ответ на различные стрессовые воздействия
(высокие и низкие температуры, резкий сдвиг рН и др.).
◼ В данном случае адаптивная реакция проявляется в
интенсивном синтезе небольшой группы сходных белков,
которые получили название белки теплового шока, а
явление – синдром теплового шока. При стрессовых
воздействиях на бактериальную клетку в ней индуцируется
синтез небольшой группы белков, функции которых
заключаются в противодействии стрессовому воздействию
путем защиты важнейших клеточных структур, в первую
◼
очередь нуклеоида и мембран.

35. Примеры фенотипической изменчивости

изменение морфологических признаков
(изменение формы и размера клеток,
утрата капсулы, жгутиков);
◼ изменение культуральных свойств
(образование R- и S-форм колоний);
◼

36. Примеры фенотипической изменчивости

▪ В старых культурах стафилококк
становится Гр-
▪ Кишечная палочка принимает
кокковидную форму
▪ Присутствие в питательной среде
небольшой концентрации этилового
спирта подавляет образование
жгутиков у бактерий

37.

Генотипическая
изменчивость
(наследственная изменчивость)

38.

Генотипическая изменчивость
обусловлена изменениями,
произошедшими в ДНК.
В основе наследственной
изменчивости лежат 2 процесса:
▪ мутации,
▪ рекомбинации.

39. Генотипическая изменчивость

Мутации – это изменения
последовательности
азотистых оснований в ДНК.

40. Виды мутаций

По фенотипическим проявлениям мутации подразделяют на:
◼ морфологические, в результате которых изменяется ряд
морфологических признаков ( утрата жгутиков, изменение
характерных особенностей колоний);
◼ биохимические, среди которых отмечены следующие:
• определяют зависимость от дополнительных факторов роста,
или ауксотрофные;
• обеспечивают устойчивость к ингибиторам, антибиотикам,
бактериофагам;
• изменяют способность использовать определенный субстрат;
• изменяют вирулентность клеток, их антигенные свойства, т.
е. определяют характер взаимоотношений с другими
организмами.

41. Виды мутаций

В соответствии с характером изменений в первичной
структуре ДНК различают точковые и хромосомные
мутации.
▪ Точковые мутации – генные мутации, приводящие к замене,
вставке или выпадению одной пары нуклеотидов. Мутации
такого рода могут быть двух типов:
▪ транзиции, в результате которых происходит замена пурина
на другой пурин или же пиримидина на другой пиримидин.
(пара Г–Ц может быть заменена на пару А–Т, или наоборот).
▪ трансверсии - приводят к замене пурина пиримидином, и
наоборот, т. е. вместо пары А–Т появляется пара Т–А или Г–
Ц.
◼

42. Виды мутаций

Мутации, затрагивающие множество пар нуклеотидов,
называют хромосомными.
◼ Они делятся на дупликации, делеции, инсерции, инверсии,
транслокации.
◼ Дупликации – возникновение в данной нуклеотидной
последовательности одного или, чаще, нескольких повторов.
◼ Делеции – утрата двух или нескольких пар оснований.
◼ Инверсии – изменение порядка нуклеотидов в ДНК на
обратный по отношению к ориентации в штаммах дикого
типа.
◼ Транслокации (дислокация) – перенос фрагмента ДНК
(пуриновых или пиримидиновых оснований ) в новое
положение.
◼

43. Классификация мутаций

1. По происхождению:
- спонтанные (внутренние) мутации;
- индуцированные (внешние) мутации.
2. По протяженности:
- точечные мутации;
- генные мутации;
- хромосомные мутации.
3. По направленности:
- прямые мутации;
- обратные мутации.

44. Классификация мутаций

4. По локализации:
- хромосомные мутации;
- плазмидные мутации.
5. По функции:
- летальные мутации;
- сублетальные мутации;
- нейтральные мутации.
6. По фенотипу:
- морфологические мутации;
- функциональные мутации (резистентность,
ауксотрофность).

45.

Горизонтальный перенос генов — обмен
генетической информацией между различными
эволюционными группами.
Горизонтальный перенос генов происходит у
микроорганизмов, обитающих в схожих условиях
среды, и возможен даже между отдаленными
систематическими группами; позволяет быстро
приобретать новые свойства.
▪ До 30 % генома бактерий может приобретаться за
счет горизонтального переноса генов.
▪ В основе горизонтального переноса генов лежат
генетические рекомбинации.

46.

Рекомбинации

47.

Генетические рекомбинации – это
наследственная изменчивость,
обусловленная переносом участка ДНК
от бактерии-донора в бактериюреципиент.
Виды рекомбинаций:
▪ Трансформация
▪ Конъюгация
▪ Трансдукция

48.

Трансформация

49.

Трансформация (превращение)
– изменение генома реципиента
в результате встраивания в
бактериальную хромосому
поглощенного свободного
фрагмента ДНК,
изолированного из клеткидонора.

50. Трансформация

Трансформация была
открыта в 1928 году
британским учёным
Фредериком
Гриффитом

51. Трансформация (превращение)

Ф.Гриффит проводил эксперименты по
заражению мышей Streptococcus pneumoniae
Капсульная форма
S
Бескапсульная R-форма
R

52.

Эксперимент Ф. Гриффита по превращению
бескапсульной формы пневмококка в
капсульную
Капсульная
S-форма
УБИТАЯ
Бескапсульная
R-форма
+
ЖИВАЯ
S

53. Механизм трансформации

К поглощению ДНК донора способны
не все, а только подготовленные
«компетентные» клетки. Состояние
компетентности вызывает
специальный белок – фактор
компетентности (ФК), который
бактерии синтезируют при
определенных условиях.

54. Стадии трансформации

▪ Адсорбция 2-х цепочечного фрагмента
ДНК донора на поверхности компетентной
клетки
▪ Связывание ДНК донора с ФК,
раскручивание ДНК
▪ Проникновение ДНК внутрь клетки (у Гр+
проникает 1 нить ДНК, у Гр- обе нити)
▪ Рекомбинация (встраивание) ДНК донора
с гомологичным участком ДНК реципиента
▪ С помощью рекомбинации передается
небольшая группа генов (от 1 до 5)

55.

56.

Конъюгация

57. Конъюгация (соединение).

Конъюгация - это передача
генетического материала от
клетки-донора в клетку-реципиент
при их непосредственном контакте
через конъюгационный мостик с
помощью плазмид.

58. Конъюгация

1946 году
Джошуа Ледерберг
Эдвард Тейтем

59. Конъюгация (соединение).

Необходимым условием конъюгации
является наличие в клетке-доноре
F – плазмиды
Клетки-доноры, обладающие F плазмидой, обозначаются как F + клетки, а клетки-реципиенты, не
имеющие F -плазмиды F - -клетки

60. Конъюгация (соединение).

▪ Перенос информации происходит в одном
направлении от F + клетки к F – клетки.
▪ Молекула ДНК донора расщепляется.
▪ Одна нить донорской ДНК передается через
конъюгационный мостик в клеткуреципиент.
▪ Достраивание комплементарной нити до
образования двунитевой структуры.

61. Схема конъюгации

62. Конъюгация

63. Конъюгация (соединение).

▪
Конъюгация имеет большое значение в
природе, поскольку позволяет передавать
наибольшее количество генетической
информации.
▪ Для конъюгации бактериальные клетки не
обязательно должны принадлежать к одному
виду.

64.

Трансдукция

65. Трансдукция

▪ В 1952 г. Джошуа Ледерберг и Нортон Циндер
открыли еще один вид генетического обмена
– трансдукцию.
▪ Трансдукция - передача бактериальной ДНК
донора реципиенту посредством умеренного
бактериофага.
▪ В процессе репликации фага внутри бактерий
фрагмент бактериальной ДНК проникает в
фаговую частицу и переносится вместе с ней в
бактерию-реципиент.

66.

67. Трансдукция

Существуют три
типа трансдукции :
▪ неспецифическая (общая)
▪ специфическая
▪ абортивная

68. Неспецифическая трансдукция

Перенос бактериофагом
фрагмента любой части
бактериальной хромосомы.
При такой форме трансдукции в
клетки-реципиенты могут быть
внесены практически любые гены.

69. Специфическая трансдукция

▪ Наблюдается в случае, когда фаговая
ДНК интегрирует в бактерию с
образованием профага
▪ При исключении ДНК фага из
бактериальной хромосомы в результате
захватывается прилегающий к месту
включения фаговой ДНК фрагмент
бактериальной хромосомы

70. Специфическая трансдукция

Наиболее характерным примером
служит трансдукция , осуществляемая
фагом λ
Обычно он переносит определенные
гены:
▪ gal - кодирует синтез галактозы
▪ bio - кодирует синтез биотина

71. Абортивная трансдукция

▪ При абортивной трансдукции внесенный
фрагмент ДНК донора не встраивается в
хромосому реципиента, а остается в
цитоплазме и там самостоятельно
функционирует.
▪ Впоследствии фрагмент ДНК передается
одной из дочерних клеток.

72.

Генетика вирусов

73. Генетика вирусов

Вирусам, как и всем живым организмам, свойственны
наследственность и изменчивость.
◼ Так же как и у прочих форм жизни нуклеиновые кислоты
вирусов подвержены мутациям.
◼ Фенотипически мутации вирусного генома проявляются
изменениями в антигенной структуре, неспособности
вызывать продуктивную инфекцию в чувствительной
клетке, термостабильностью.
◼ Большинству мутаций присущи реверсии (от лат. reversio —
возвращение) к дикому типу, причем каждая мутация имеет
характерную частоту реверсий, которую можно точно
измерить.
◼ У вирусов выделяют спонтанные и индуцированные
мутации.
◼

74. Генетика вирусов

◼ Скорость спонтанного мутагенеза в ДНКгеномах значительно ниже (10 -8 – 10-11 на
каждый нуклеотид), чем у
РНКгеномных (10-3 – 10-4 на каждый нуклеотид).
◼ Наиболее часто спонтанные мутации
наблюдаются у ретровирусов, что связано с
более высокой частотой сбоев в обратной
транскрипции.

75. Генетика вирусов

Заражение вирусами чувствительных клеток
носит множественный характер, т.е. в клетку
проникает сразу несколько вирионов.
◼ При этом вирусные геномы в процессе
репликации могут кооперироваться или
интерферировать.
◼ Интерференция вирусов (от латинского inter,
здесь — взаимно и ferio — ударяю, поражаю), тип
взаимодействия между вирусами, при котором
наблюдается подавление репродукции одного
вируса другим в клетках, смешанно заражённых
двумя вирусами.
◼

76. Генетика вирусов

◼
◼
◼
◼
Кооперативные взаимодействия между вирусами представлены
генетическими рекомбинациями, генетической реактивацией и
комплементацией.
Генетическая рекомбинация При генетической рекомбинации
происходит обмен между гомологичными участками вирусных
геномов.
Генетическая реактивация наблюдается между геномами
родственных вирусов с мутациями в разных генах. При
перераспределении генетического материала формируется
полноценный геном.
Комплементация происходит когда один из вирусов,
инфицирующих клетку, в результате мутации синтезирует
нефункциональный белок. Немутантный вирус, синтезируя
полноценный белок, восполняет отсутствие его у мутантного
вируса.

77. Генетика вирусов

При реассортации вирусы с сегментированным
геномом обмениваются сегментами, в результате
у потомства, называемого реассортантами, в
геном входят гены каждого из родителей.
◼ У вирусов с сегментированным геномом при
реассортации сегменты перемешиваются
случайным образом.
◼ Явление реассортации в естественных условиях
широко распространено у вирусов гриппа.
◼

78. Генетика вирусов

79.

Генная инженерия

80.

Генетическая инженерия – практика
и методы искусственного
генетического конструирования,
направленные на создание новых
форм биологически активных
молекул ДНК и генетически новых
форм клеток и целых организмов с
помощью технологии
рекомбинантных ДНК.

81.

Метод рекомбинации in vitro или
генетической инженерии включает:
◼ выделение ДНК из отличающихся друг
от друга организмов или клеток;
◼ получение гибридных молекул ДНК;
◼ введение рекомбинантных (гибридных)
молекул в живые клетки;
◼ создание условий для экспрессии и
секреции продуктов, кодируемых
генами.

82.

В основе методов, используемых для создания
генетически модифицированных
организмов, лежит метод клонирования,
заключающийся:
1) в выделении определенного гена из
большого сложноустроенного генома;
2) переносе этого гена в маленький геномвектор;
3) встраивании вектора в клетку-реципиента;
4) в экспрессии гена в клетке-реципиенте.

83.

Векторы — система доставки генетической информации в
клетку реципиента.
◼ В качестве векторов используют плазмиды и бактериофаги.
◼ Плазмидные векторы. Имеют небольшие размеры. Их метят
геном антибиотикорезистентности, в который и
осуществляют вставку чужеродной генетической
информации. По утрате клеткой
антибиотикорезистентности судят об успешности инсерции
в вектор чужеродной генетической информации. Чем
меньше плазмидный вектор, тем больший участок
рекомбинантной ДНК может быть введен.
◼ Векторные бактериофаги. У бактериофага λ одна треть
генома может быть вырезана и заменена чужеродной ДНК.
Фаг инфицирует чувствительный к нему микроорганизм и
вносит рекомбинантную ДНК. Позволяет клонировать
большие фрагменты ДНК.
◼

84.

В 1979 году учёные из Национального
медицинского цента Калифорнии за несколько
месяцев работы синтезировали гены, кодирующие
A- и B-цепи инсулина.
◼ В дальнейшем синтетический ген внедряли в
плазмиду в конце гена β-галактозидазы кишечной
палочки (E. coli).
◼ Полученный полипептиды отщепляли от
фермента, очищали, образовавшиеся цепи
соединяли в условиях in vitro, что позволяло
получить полноценную молекулу инсулина.
◼ На одну бактериальную клетку синтезировалось
около 100 000 молекул инсулина.
◼

85.

В 1986 г. чилийский биохимик П. Валенсуэла
создал генно-модифицированную
(рекомбинантную) вакцину против гепатита
В, представляющую собой HBs-Ag вируса.
Его получают из дрожжевых клеток, в
которые введён вирусный ген, кодирующий
синтез HBs-Ag.
Препарат очищают от дрожжевых белков и
используют для иммунизации.

86. Пабло Валенсуэла (р.1941)

87. Рекомбинантная вакцина

88.

Гено́мика — наука,
занимающаяся изучением
структуры и функции генов.

89. Геномика бактерий

◼ Секвенирование генома бактерий началось в
конце 80-х годов XX века.
◼ Первым секвенированным бактериальным
геномом был геном Mycoplasma genitalium
(1995).
◼ За последние годы список полностью
секвенированных геномов бактерий
увеличился ( Streptococcus, Staphylococcus,
Corynebacterium, Yersinia и др.).

90. Геномика

В настоящее время выделяют следующие направления:
◼ Структурная геномика изучает первичную структуру
генома (секвенирование генома), границы генов и их
организацию, структуру белков, организацию генома.
◼ Функциональная геномика изучает функции генов и
механизмы регуляции их активности, экспрессию генов
при физиологических и патологических процессах.
◼ Эволюционная геномика проводит сравнительный
анализ от признака к гену, использует эти знания в
таксономических целях, выявляет родственные связи
между организмами.

91. Геномика бактерий

◼ У патогенных бактерий имеются
специфические гены, контролирующие синтез
факторов вирулентности (адгезины,
инвазины, токсины, гемолизины).
◼ Большинство таких генов собрано в кластеры
(«островки патогенности»).
◼ Они могут быть локализованы в хромосоме
бактерии или в плазмидах.

92. Геномика вирусов

Для большинства патогенных для человека вирусов
(возбудителей вирусных гепатитов, ВИЧ-инфекции,
герпесвирусных инфекций, натуральной оспы,
гриппа и др.) уже известна первичная нуклеотидная
последовательность полноразмерного генома
(структурная геномика).
◼ Выявлена роль отдельных фрагментов в
формировании вторичной структуры генома, в
образовании белков вирионов, в репликации и
сборке вирионов (функциональная геномика).
◼

93. Метагеномика

◼ Метагеномика изучает набор генов всех
микроорганизмов, находящихся в
образце — метагеном.
◼ Метагеномный анализ позволяет
определить видовое разнообразие
исследуемого образца без необходимости
выделения и культивирования
микроорганизмов.

94. Метагеномика

◼ Основным преимуществом
использования метагеномного подхода
является учёт не только
культивируемых микроорганизмов, но и
некультивируемых. Он позволяют
получить последовательности
практически всех генов каждого
микроорганизма сообщества.

95. Метагеномика

Суть метагеномных
исследований в том, чтобы
понять, какие микроорганизмы
живут в образце, сколько их там
и какие функции они
выполняют.

96. Дома

◼ Микробиота человека.
◼ Распространение микробов в природе.

97.

◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
Варианты симбиоза: мутуализм, комменсализм, паразитизм
Возможности и ограничения отдельных методов, используемых для
изучения микробиоты
Современные методы исследования микробиома
Биотопы организма человека
Состав микробиоты у здоровых людей
Характеристика основных типов фекальной микробиоты
Характеристика основных типов вагинальной микробиоты
Основные факторы, влияющие на состав микробиоты человека
Функции нормальной микробиоты
Механизмы колонизационной резистентности
Основные причины развития дисбиоза
Пребиотики, пробиотики, постбиотики: состав и механизмы действия
Роль нормальной микробиоты в развитии заболеваний
Распространение микробов в природе
Учение о санитарно-показательных микроорганизмах