Геном – двухцепочечная ДНК, расположенная в нуклеоиде. Кроме кольцевой молекулы могут находится и другие маленькие кольцевые молекулы, реплицирующие автономно плазмиды. Кольцевая молекула ДНК представлена ДНК и белковыми молекулами, но это не белки гистоны, которые входят в состав нуклеосомы эукариот, а другие маленькие молекулы с щелочными свойствами.
Н, НU – белки, а также белок, сходный с протамином, содержащийся в сперматозоидах эукариот и другие белки, способные связываться с ДНК, их назначение неизвестно.
Выделяют три типа генов:
1. Независимые – включает одиночные гены, транскрипция которых не подчинена оперонной регуляции. Между такими генами располагается спейсорные последовательности, представляющие собой короткие нуклеотидные последовательности. Некоторым приписывают регуляторную функцию.
2. Транкриптоны – единый транскрипт нескольких функционально связанных генов. Например, в один транскрипт входят несколько разных молекул т-РНК или р-РНК (по одной копии). Созревание такой РНК будет заключаться в разрезании её на отдельные участки.
3. Входящие в состав оперонной системы – аналог триптофанового и лактозного оперонов.
Перенос генетической информации у прокариот.
1. Трансформация - была рассмотрена в лекции по доказательству генетической роли ДНК (опыты Эйвери и Грифитца)
2. Конъюгация – бактериальные клетки способны сближаться с образованием цитоплазматических мостиков, по которому происходит перенос генетической информации из одной клетки в другую. Клетки, способные отдавать часть информации в другую клетку обладают участком ДНК половой F-фактор. Такие клетки обозначают как F+ - условно мужские клетки, клетки не имеющие F-фактора (F-) – условно женские клетки.
F-фактор – разряд эписом – подвижные компоненты клетки, существующие автономно либо в составе кольцевой молекулы ДНК. После репликации по типу катящегося кольца происходит разрезание одной цепи кольцевой молекулы и последовательное переползание ДНК по цитоплазматическому мостику в другую конъюгирующую клетку F-. Чем дальше происходит конъюгация тем больше информации переходит в F- клетку. Этот способ используется для построения генетических карт бактериальной хромосомы.
3. Трансдукция – перенос генетической информации от одной клетки в другой с помощью бактериофагов. Это явление было описано в 1951 г. (лаб. Ледерберга) – открыто Зиндером.
Существует два типа бактриофагов:
1. Вирулентные – способны лизировать клетки
2.Умереные (лизогенные) – способны встраиваться в бактериальную ДНК (состояние профага – неактивное состояние). Затем он выходит из бактериальной ДНК и начинает синтезировать и-РНК. Синтезирующиеся белки на и-РНК и формирующиеся фаговые частицы – это период размножения фага. Затем клетки лизируются. Способностью к трансдукции обладают только умеренные фаги.
Суть этого явления (трансдукции) – в том, что фаг захватывает бактериальную ДНК и встраивает его в свой геном. Часть собственного генома при этом теряется. После лизиса новые частицы внедряясь в бактерию вносят информацию от других бактериальных клеток.
Фаги осуществляют горизонтальный перенос генетической информации. Суть этого – взята стеклянная палочка с фильтром между половинками. В две половинки помещены штаммы бактерий: умеренный (Р22 – характеризуются ауксотрофными мутациями). Один фаг был лизогенным по Р22. Фильтр непроницаем для бактерий. Несмотря на это были обнаружены рекомбинанты, имеющие мутации (нестойкость сразу к двум аминокислотам). Бактерии переносились бактериофагом Р22через фильтр. Трансдукция может быть:
1. Общая – фаг способен к общей трансдукции, то есть способен встраиваться в любой участок бактериального генома.
2. Сайт специфическая – фаг имеющий собственный локус (инфицирует клетки кишечной палочки) – встраивается в лактозный оперон.
4. Транспозиция – перенос участка ДНК из одного места в геноме в другой. В составе бактериального генома много прыгающих частиц разновидности (IS-частицы (иносарционные) – встраивающиеся, небольшие последовательности нуклеотидов; не несут информации. Эти частицы способны к удвоению). В этих частицах различают фланги – концевые районы IS-частиц, которые узнаются ферментами, вырезаются и встраиваются другие частицы.
Транспозоны – имеют в своем составе от 10 до 100 тыс. нуклеотидов; содержит 1 млн. или несколько генов; несут генетическую информацию; на их концах расположены фланги – для вырезания. Фланги в составе транспозона – инвертированные повторы (АТГ-ГТА), которые узнают ферменты и режут.
Перемещение генома очень редко происходит. Иногда происходят и взрывы – когда происходит массовая фрагментация генома и его перестройка. Это может являться одним из способов эволюции бактерий.
Явление транспозиции приводит к следующим результативным ходам:
1. Бактериофаги встраиваются в ген и вызывают мутацию
2. Полная инактивация – выключение гена из активности генома
3. Нарушение сцепления генов
4. Реконструкция генома
Поможем написать любую работу на аналогичную тему