Бактериялар және вирустардың генетикасы

1.

С.Ж.Асфендияров атындағы Қазақ Ұлттық
Медицина Университеті
Микробиология, вирусология және иммунология кафедрасы
Алматы, 2012 ж.

2.

Бактериялар мен вирустардың
генетикасы және өзгергіштік
Микроорганизмдердің генетикалық
картасы
Хромосомадан тыс
тұқымқуалаушылық факторлары
“Бактериялар генетикасы” бойынша
сөзжұмбақ
Пайдаланылған әдебиеттер

3.

- тұқым қуалау және
өзгергіштік туралы ғылым.
- жасушаның тұқым қуалау
қасиетін қамтамасыз ететін,
нуклеотидтардан тұратын гендердің
бірлестігі.
- Сыртқы белгілердің
жиынттығы.
- Бір белоктың синтезделуіне
жауап беретін ДНҚ молекуласының
бір бөлшегі.

4.

Вирустар мен бактериялар-жалпы
генетикалық заңдылықтарды анықтау
үшін қолданылатын негізгі зерттеу
обьектілері.
Себептері:
Генетикалық анализ кезінде
бактериялар мен вирустардың
Вирустар мен бактериялар
жиілігі 10ֿ9 мутанттарын алуға
генетикалық тәжірибе жасауға қажетті
болады.
қасиеттерімен ерекшеленеді.
Осы себептен олар молекулярлы
генетиканың қалыптасуы мен
дамуында маңызды рөл атқарды.
Бактерияларда ДНҚ-ның ерекше
аймақтары:плазмидалар,транпозо
ндар мен Is-тіркестіктер болады.

5. Вирус пен бактериялар-генетикалық тәжірибелер жасауға ыңғайлы.

Себептері:
Олар гаплоидты,яғни бір хромосомалы
болғандықтан,доминанттылық болмайды.
Өте тез көбейеді,лабораторлық жағдайда бірнеше
сағат ішінде миллиардтаған поуляциясын алуға
болады.
Жыныстық дифференциалды,бұл қасиеті донор
және реципиент бактерия жасушаларының
болуына негізделген.

6. Бактерия хромосомасы

Бактерия геномының
құрылысы:
• Бактерия геномы өздігінен
репликациялануға қабілетті
генетикалық элементрепликондардан
тұрады.Репликонға
бактериялардың хромосомалары
мен плазмидалары жатады.
• Бактериялардың
тұқымқуалаушылық ақпараттары
ДНҚ-да тіркестік түрінде
сақталады.
• Олар аминқышқылдарының
ақуыздарға тіркестігін анықтайды.
• Әр ақуызға өзінің гені сәйкес
келеді.
Бактерия хромосомасы екі тізбекті
сақиналы ДНҚ молекуласы болып
табылады.
Бактериялардың ДНҚ-ның
молекулалық массасы
салыстырмалы түрде жоғары.
Бактерия хромосомасы жинақы
нуклеоидты құрайды.
Нуклеоидтан басқа
бактериялардың генетикалық
материалы хромосомадан тыс
элемент-плазмидаларда сақталады.
Плазмидалар клетка
цитоплазмасында автономды түрде
болады.

7.

8.

(Фенотиптік өзгергіштік)
ДНҚ ның құрылысындағы
Эвоюциялық бекітілген
өзгерістің нәтижесінде
қоршаған орта
болады. Мутация
жағдайының өзгеруіне
кезінде кейбір
қарай жауап берілетін
қасиеттері жоғалады
микроорганизмдердің
және ол қасиеттері
бейімделу реакциясы
тұқым қуалайды.

9.

Табиғи жағдайда
өзінен-өзі болады.
Тиісті факторлар:
Физикалық
Химиялық
әсерінен

10.

Трансформация – донордың ДНҚ
фрагменті арқылы рецепиентке
генетикалық информация жеткізілу
нәтидесінде бактерия қасиеттерінің
өзгеруі.
Трансдукция – донорлан реципиентке
генетикалық информацияны әлсіз фаг
арқылы жеткізу.
Коньюгация – донор жасушадан
реципиентке бактериялардың бірбірімен тікелей жанасқанда генетикалық
инфомация берілуі.

11.

Адсорбциялану
Эклипс
Интеграциялану
Экспрессиялану

12.

Донор
Реципиент
E.Coli Lak+
E.Coli Lak-
лактозаны
ферменттейтін
қабілеті бар
Лактозаны
ферменттей
алмайды
Рекомбинант
30 мин- 370
Эндо қоректік ортада лактоза мен
фуксин бар.
Әлсіз фаг жасуша ішінде
күшейеді, шыққанда жасушаның
бір ДНҚ сын алып шығып екінші
жасушаға енгенде жаңа қасиет
береді.
1)түссіз колониялар
1 2 өсіп шықты (рец)
2)Рекомбинант фагтың
арқасында лактоза ыдырата
алатын қасиетке ие болды, түсі
қызыл колониялар өсіп шықты

13.

Донор
Реципиент
Staph. Aureus Str r
Staph. Aureus Str s
Стрептомицинге
төзімді
Стрептомицинге
сезімтал
Рекомбинант
30 мин- 370
Донор ДНҚ ы реципиентке еніп,
антибиотикке қарсы төзімділік
берді.
1 2 1)реципиент өспеді
2Рекомбинант өсіп
шықты, өйткені
донордан антибиотикке
қарсы төзімділік қасиет алды.

14.

Донор
E.Coli Hfr Ura+
His+ Str s
Стриптомицинге
сезімтал,
уроцилібар,
гистидині бар
Реципиент
Рекомбинант
30 мин- 370
Қоректік орта минимальді және
стрептимицин қосылған.
1)Донор өспеді
Str r
1 2 себебі
Гистидині жоқ, урацилі
3
стрептомицинге
жоқ,
сезімтал
2)Реципиент өспеді,
Стрептомицинге
себебі оның гистидині мен урацилі
төзімді
жоқ
3)Рекомбинант өсті. Себебі
урацил бар , гистидин бар,
стрептомицинге төзімділік қасиетін
алып алған.
E.Coli F- Ura- His-

15. Хромосомадан тыс тұқымқуалаушылық факторлары

Is-тіркестіктер
Транспозондар
Плазмидалар
Коньюгативті
Ғ-фактор
Коньюгативті емес
R
Col
Ent
Hly
Биодеградативі

16.

транспозондар
плазмидалар
Is-тіркестіктер
Хромосомадан тыс
тұқымқуалаушылық
факторлары

17. Хромосомадан тыс тұқымқуалаушылық факторлары

ДНҚ молекулалары болып табылады.
Олардың бір-бірінен мынадай ерешеліктері
бойынша ажыратамыз:
Молекулалық массасы
Автономды репликациялануға қабілеттілігі
Оларда кодталған генетикалық информацияның
көлемі

18.

Ғ
Жыныстық плазмида
R
Төзімді плазмида
Col
Колицин синтездеу қасиеті
бар плазмида
Ent
Энтеротоксиндерді
синтездейтін плазмида
Гемолизиндерді
синтездейтін плазмида
Биорганикалық және
органикалық
байланыстарын бұзатын
плазмидалар
Hly
Биодеградативті

19. Плазмидалардың функциялары:

реттеуші
кодтаушы
• ДНҚ метаболизмі бұзылған кезде
оны компенсациялайды.
• Плазмида бұзылған геномның
құрамына еніп,оның функциясын
қайта қалпына келтіреді.
• Бактерия клеткасына жаңа,бұрын
кездеспеген ақпаратты енгізеді.
• Мысалы,антибиотиктерге
резистенттілік,бактериоциндердің
бөлінуі

20. Плазмидалардың бөлінуі:

Хромосомада
орналасуына
қарай
Коньюгация
процесіне
байланысты
Автономды
Трансмисси
вті
Интегралда
нған
Трансмисси
вті емес

21. Плазмида гендері кодтайтын белгілі бір қасиеттеріне орай олар мынадай топтарға бөлінеді:

Rплазмида
лар
Fплазмида
лар
Биодеграда
циялық
плазмида
Colплазмида
лар
Патогенді
плазмида

22.

Транспозондар транспозицияға қажетті
генетикалық ақпарат тасмалдайтын , 2000 нан
20500 жұп нуклеотиттен тұратын тіркесімдер.
Бактерия ДНҚ сына тіркелгенде олар
дупликациялар, жылжып ауысқанда –
делециялар мен инверсиялар тудырады.
Транспорендер бос кезде репликациялануға
қабілетсіз сақиналы молекула түрінде болады.
Ол тек қана бактерия хромосомасында
репликацияланады. Ранспозондар адамдар
мен жануарлардың жасушасына
интеграцияланған кезде олар хромосомалар
құрамында орналасатын провирустармен
керемет ұқсастыққа ие болады.

23.

(Ағылшынша insertion- үстеме, seguence- тіркесім)транспозондалатын элементтер және де оларды «негіз
тізбегінің тіркелімі» деп атайды.Бұның ұзындығы 100 жұп
нуклеотидтерден тұратын ДНҚ фраг: Is- тіркесімдерде
ДНҚ ның әр түрлі аймағына ауысуға, яғни
транспозицияға қажетті ақпарат сақталады. Осындай
ауысу нәтижесінде тіркесімдер бірқатар қызметтер
атқарады:
Транспозондардың, плазмидалардың және әлсіз
фагтардың бір бірімен және де бактерия
жасушаларының хромосомасымен өзара әсерлеуін
және олардың рекомбинациясын қамтамасыз ету. Isтіркесімдер интеграциясы болған жағдайда гендердің
белсенділігін төмендетеді немесе бактериялық
хромосомаға белгілі ретпен қосылған жағдайда
промотарлық қызмет атқарады. Промотр реттеуші
қызмет атқара отырып, тиісті гендердің
трансклипциялануын жүгізеді немесе тоқтатады. Орын
ауыстыру және дупликация бактерия хромосомасына
5-6 жұп нуклеотидтердің қосылуы кезінде мутациясы
делеция немесе инверция типіндегі индуцирлеу.

24. IS-тіркестіктер

Репликонның бір аймағынан екішісіне толық немесе
репликондар арасында ауысатын ДНҚ аймағы.
Мөлшері-1000 ж.н.
IS-тіркестіктерде олардың транспозициясына,яғни
ДНҚ-ның түрлі аймақтарына қозғалуына қажетті
ақпарат сақталады.
IS-тіркестіктердің ұштарында инвертирленген
қайталамалары болады.Оларды транспозаза ферменті
таниды.Транспозаза қозғалғыш элементтің екі
жағында орналасқан ДНҚ тізбегінің бір тізбекті
үзілістерін қамтамасыз метеді.

25. IS-тіркестіктердің функциялары

Транспозондар,плазмидалардың бірбірімен және бактерия
хромосомасымен өзара байланысын
координациялайды,олардың
рекомбинациясын қамтамасыз етеді.
Өзі тіркескен ДНҚ аймақтарындағы
гендердің инактивациясын тудырады.
Транскрипцияны реттейтін промотор
ретінде қызмет атқарады.
Делеция,инверсия,дупликация секілді
мтацияларды индуцирлейді.

26.

1990 жылы Дания ғалымы Иогонсен енгізген термин.
ДНК-ның 180 ° бұоылуы.
Трансдукцтя терминін ашқан ғалымның бірі.
Бактерия хромасомасы неше тізбекті....
1928 жылы Гриффитис ашқан құбылыс.
“Фенотиптік өзгергіштің” балама атауы.
Бактерия геномы өздігінен репликациялануға қабілетті генетикалық
элемент.
8. ....- мөлшері 10³-10³ н.п. Болатын екі тізбекті ДНК молекуласы деп
аталады.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

27.

Пайдаланған әдебиеттер:
• “Медициналық микробиология”-Рамазанова,Құдайбергенұлы
• Медицинская микробиология, вирусология, иммунология
Москва 2002
• Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии
С А Ефремова
• Фохридина, Покровский Медицинская микробиология
Москва 1998