21. Матеріальні основи спадковості мікроорганізмів. Генотип і фенотип. Види мінливості. Не спадкова мінливість.

. Генотип- сукупність генів, представлена нуклеоїдом (хромосомою) даної особини

Фенотип – результат взаємодії між генотипом і оточуючим середовищем, тобто прояв генотипу в конкретних умовах існування

Матеріальним носієм генетичної інформації в бактеріальних клітинах є кільцева молекула ДНК- бактеріальна хромосома. У прокаріот генетичний апарат називають нуклеоїдом,він не відокремлений від цитоплазми. Генетична інформація в бактеріальній хромосомі записана триплетним кодом, при якому послідовність з 3нуклеотидів відповідає певній амінокислоті.

Розрізняють 2види мінливості:

-модифікаційну або неспадкову

-спадкову або генотипну

Модифікаційна мінливість полягає у зміні різноманітних властивостей м/о під впливом факторів зовнішнього середовища,але вона не зачіпає генетичний апарат клітини,спадково не передається. Вона зумовлюється адаптаційними механізмами бактеріальної клітини, її здатністю призвичаюватись до умов довкілля за рахунок активації генів,які перебувають у «німому» стані.

Модифікаційні зміни нетривалі , характеризують ступінь пристосування бактерій до нових умов існування, вони є нормою реакції клітини, засвідчуючи потенційну здатність генотипу реагувати на змінені умови існування.

22. Спадкова мінливість. Мутації, їх різновиди. Мутагени фізичні, хімічні, біологічні. Генетичні рекомбінації: трансформація. Трансдукція, кон’югація.

При генотипній мінливості м/о різноманітні ознаки бактерій успадковуються та передаються нащадкам. Вона може розвиватись внаслідок мутацій та рекомбінацій.

Мутації – зміни в генотипі, які проявляються фенотипово у вигляді зміненої ознаки.

Класифікація

1.За проявом

а) морфологічні (-зміна забарвлення)(-характер колонії бактерій)

б) фізіологічні (-мутації стійкості,після яких м/о набуває здатності, наприклад, переносити токсичні концентрації речовин,які пригнічують ріст диких штамів)

в) біохімічні(-прояви ауксотрофності(неможливість синтезу певної органічної сполуки,що потрібна м/о)

-прояви прототрофності(синтез усіх необхідних речовин)

2. За походженням

а) спонтанні

-без втручання експериментатора

-при дії якихось невстановлених навколишніх факторів

б) індуковані- при дії встановлених мутагенних факторів

3. За локалізацією

а) нуклеоїдні- в нуклеоїді клітини

б) цитоплазматичні- в позахромосомних елементах спадковості-плазмідах

4. За кількістю генів

а) генні

б) хромосомні

5. За величиною

Малі

(точкові)

Великі

(хромосомні)

Інверсія Делеція

-випадіння частини хромосоми

-фрагмент ДНК в молекулі перевертається на 180*

Інерція

-вставка фрагментів ДНК

Дуплікація

-подвоєння ділянки хромосоми

Делеція

-випадіння частини хромосоми

Дислокація

-зміна локалізації ділянки ДНК

Збільшувати частоту мутаційного процесу можуть особливі фактори – мутагени.

1. Хімічні-найнебезпечніші з них – азотиста кислота, нітрозогуанін, етилметансульфанат,акридин.

2. Біологічні- перекис водню, лікарські препарати,деякі антибіотики

3. Фізичні – УФ-випромінювання, рентгенівські промені та гама-промені

Трансформація — це передача генетичного матеріалу від донора до реципієнта за допомогою ізольованої ДНК. Бактеріальні клітини, що здатні трансформуватися, називаються компетентними. Розрізняють наступні фази трансформації:

1.Адсорбція ДНК-фрагмснту.

2.Сприйняття бактеріями-реципіснтами фрагмента двониткової ДНК клігини-донора.

3.Екліпс-фаза (одна нитка ДНК руйнується, друга нитка приймає участь в наступних стадіях).

4.Інтеграція (включення) трансформуючої ДНК у хромосому до­нора.

5.Експресія (прояв) дії генів при розмноженні трансформованого клону клітин.

Таким чином, при трансформації відбувається заміна однієї гене­тичної ділянки іншою, внаслідок чого бактерія набуває нових власти­востей: стійкості до антибіотиків, синтезу ферментів, утворення кап­сульного полісахариду тощо.

Трансдукція — перенесення генетичного матеріалу від клітини-донора до клітини-реципієнта за допомогою помірного бак­теріофага. Механізм передачі аналогічний передачі вірулентних фагів. Форми трансдукції:

1. Генералізована форма (неспецифічна) відбувається тоді, ко­ли фаг інтегрується в будь-якій ділянці матеріалу бактерії.

2.Специфічна форма (локалізонана), коли ген, що переносить­ся, локалізується на хромосомі бактерії реципієнта поряд з фагом (дефектні фаги).

3.Абортвна форма — коли не відбувається включення гене­тичного матеріалу в бактеріальну хромосому.

Кон'югація — передача генетичного матеріалу від одної клітини до іншої при безпосередньому контакті, таку взаємодію роз­глядають як варіант статевого процесу. Необхідною умовою кон'югації є наявність у донора специфічного фактору плодючості (фер­тильності) — F-плазміди, або F-фактора, який міститься в чоловічій клітині. Кон'югація здійснюється з участю спеціальних структур — F-пілей, що розміщені на поверхні F+ клітин. При кон'югації відбу­вається тільки частковий перенос генетичного матеріалу, тому її не слід ототожнювати повністю із статевим процесом у інших орга­нізмів.