Генетичні особливості мікроорганізмів - Курсовая работа

Тоді багато вчених вважали, що бактерії є найменшими і найпростішими організмами, і що саме вони стоять на межі живої і неживої природи. Захворювання рослин, тварин і людини, вірусна природа яких у даний час установлена, у протягом багатьох сторіч завдавали шкоди господарству і здоровю людини. Однак слід зазначити, що ще за 19 років до цього відкриття, в 1898 p., вітчизняний мікробіолог М.Ф.Гамалія описав явище лізису бацил сибірки під впливом невідомого агента, названого вченим бактеріолізином. Отже, протягом 25 років було відкрито віруси, що уражують усіх представників царства природи: рослини, тварини і мікроорганізми.Хромосома має окремі ділянки - гени (фрагменти молекули ДНК), які розміщені дискретно і несуть генетичну інформацію відносно всіх ознак, притаманних клітині. Послідовність розміщення генів на бактеріальній хромосомі може бути відображена на генетичній карті, яка є умовною схемою хромосоми бактерії.На цій карті зазначено послідовність окремих генів, відносну довжину самих генів і відстань між ними, виражену в умовних одиницях рекомбінації. Генетичний матеріал у мікробів може знаходитися не тільки в хромосомі, але і в позахромосомних структурах - плазмідах. Плазміди можуть знаходитися в цитоплазмі або бути в інтегрованому стані з хромосомою - тоді їх називають епісомами. В цей же час плазміди можуть визначати дуже важливі властивості бактерій, наприклад здатність до передавання генетичного матеріалу від донорських F -клітин до F- - клітин-реціпієнтів при кон”югації (F-плазміда); стійкість до антибіотиків, сульфаніламідних препаратів (R - плазміда), здатність до синтезу токсинів (Ent-плазміда); утворення фімбрій, якими ентеробактерії прикріплюються до кишкового епітелію, здатність до синтезу бактерицидних речовин - бактеріоциногенія.Генетика прокаріот вивчає закономірності спадковості і мінливості організмів. Мінливість визначає появу відмінностей в ознаках між особинами одного виду бактерій, що в процесі еволюції приводить до винекнення різноманітних форм життя. Фенотипова мінливість не приводить до змін генетичного аппарату бактерій, вона носить адаптаційний характер. Індукованими називають ті мутації, які виникають під впливом певного мутагенного фактора. Мутації виникають з частотою 10-4-10-10 за одну генерацію.Кожен нуклеотид являє собою зєднання з фосфату, цукру й азотної підстави. У молекулу ДНК вірусів і фагов може входити від декількох тисяч до сотень тисяч нуклеотидов, у ДНК бактерій і найпростіших до 10 млн., а в ДНК вищих організмів до 1 млрд. Код однаковий у бактерій, вірусів, найпростіших, тварин, людини, тому що послідовність чергування триплетів у молекулі ДНК і молекулі визначеного білка виявляються єдиними в усім органічному світі. Реплікацією називають процес самокопіювання молекули ДНК із дотриманням порядку чергування нуклеотидів, властивим материнським комплементарним ниткам. Материнський ланцюг, на якій синтез йде від крапки старту 5"->3" у виді суцільної лінії, називається лідируючої, а другий ланцюг, на якій синтез йде від 3"->5" (у протилежному напрямку) окремими фрагментами одержала назву запізнілої.Цей процес називається генетичною рекомбінацією, а клітини, які утворюються в результаті цього процесу - рекомбінантами. В рекомбінантній хромосомі основу складає хромосома клітини - реціпієнта, яка включає частину клітини - донора, рекомбінанти формуються в реціпієнтних клітинах. До рекомбінативної мінливості генетичного матеріалу, приводить трансформація, трансдукція і конюгація. Процес трансформації проходить у декілька етапів: 1) адсорбція трансформуючої ДНК на поверхні клітини реціпієнта; 2) проникнення ДНК в клітину; 3) зєднання трансформуючої ДНК з відповідним фрагментом хромосоми реціпієнта. Трансформацію в бактерій використовують для проведення гібридологічного аналізу різних мутацій, для встановлення філогенетичної подібності донора і реціпієнта.Перша спроба пояснити регуляторну активність генів були звязані з вивченням гістонних білків. Ще чоловік і жінка Стедман на початку 40-х років нашого століття одержали перші чіткі результати про розходження в хімічній природі гістонних білків. Подальші дослідження показали, що регуляція генної активності набагато більш складний процес, ніж простої взаємодія ділянок генів з молекулами пістонних білків.Плазміди не здатні вбудовуватися в нуклеотид бактерії, вони мають власну ДНК, що може самостійно реплікуватися. Плазміди, не залежно від нуклеотиду, забезпечують здатність до коньюгации, стійкість до антибіотиків і інших речовин. Перші - додають клітині властивості генетичного донора, детермінують перенос генетичного матеріалу від клітки донора до клітини реципієнтові, другі - не додають клітині властивостей генетичного донора, не можуть передаватися до клітини реципієнта без наявності факторів переносу. Розрізняють наступні види плазмід: Col-фактор - коліциногенний фактор, F-фактор - фактор фертильності, R-фактор - фактор стійкості до лікарських речовин, плазміди біодеградації, плазміди, що кодують

Зміст

Вступ

Розділ 1. Характеристика генетичного апарату бактерій

1.1 Гени та генетична карта

1.2 Фенотипова і генотипова мінливість прокаріот

1.3 ДНК бактерій

Розділ 2. Генетичні процеси в клітинах мікроорганізмів

2.1 Генетичні рекомбінації у бактерій: трансформація, конюгація, трансдукція

2.2 Регуляція генної активності

2.3 Позахромосомні фактори спадковості

2.4 Використання на практиці досягнень генетики мікроорганізмів

Висновки

Список використаної літератури