23. Позахромосомні фактори спадковості бактерій. Плазміди, основні генетичні функції. Мігруючі елементи. Роль мутацій, рекомбінацій в селекції та еволюції мікробів. Основні фактори еволюції.

Плазміди - додаткові фактори спадковості, розташовані в клітинах поза хромосом і які становлять кільцеві (замкнуті) або лінійні молекули ДНК.

Використання. Плазміди широко використовуються в генної інженерії для перенесення генетичної інформації і генетичних маніпуляцій. Для цього створюються штучні плазміди - вектори, що складаються з частин, узятих з різних генетичних джерел, а також зі штучно створених фрагментів ДНК.

 Функції в клітинах. Присутність плазмід в клітинах може бути пояснено перевагами, які дають плазмідні гени клітини-господаря (можливість рости в присутності антибіотика, використання більш широкого коласубстратів, захист від бактеріофагів, усунення конкурентів шляхом синтезу бактеріоцинів) або ж теорією егоїстичною ДНК, як у випадку кріптіческіе плазмід (тобто плазміда підтримується завдяки своїй пристосованості до умов всередині клітини).

Мігруючі генетичні елементи - Окремі ділянки ДНК, здатні здійснювати власний перенос (транспозицію) усередині генома. Транспозиція пов'язана зі здатністю мігруючих елементів кодувати специфічний фермент рекомбінації - транспозази.

Вставні (інсерційні) послідовності (IS-елементи) - Найпростіший тип мігруючих елементів. IS-елементи самостійно не реплікуються і не кодують розпізнаваних фенотипічних ознак. Вміщені в них гени забезпечують тільки їх переміщення з однієї ділянки в іншу.

Основні функції IS-послідовностей 

-регуляція активності генів бактеріальної клітини (можуть інактивувати гени, в які включилися, чи, вбудовуючись в хромосому, виявляти ефект промотору, що включає або вимикає транскрипцію відповідних генів),

- індукція мутацій типу делецій чи інверсій (при переміщенні) і дуплікацій (при вбудовуванні в хромосому ),

- координація взаємодій плазмід і траспозонів (як між собою, так і бактеріальної хромосомою).

Транспозони (Tn-елементи) не здатні до самостійної реплікації і розмножуються тільки в складі бактеріальної хромосоми. Кожен транспозон  містить гени, що визначають фенотипічно виражені ознаки (наприклад, стійкість до антибіотиків), то їх легше виявити, ніж IS-елементи. Загалом, для транспозонів характерні ті ж гени, що і для плазмід.

За допомогою генетичних методів добуто селекційні культури м/о, що використовується в технології виготовлення штучних продуктів, виробництві анатоксинів, вакцин, антибіотиків, вітамінів.

Метод генетичних рекомбінацій патогенних і непатогенних видів бактерій дає змогу виявити високо імуногенні вакцинні штами.

Особливої актуальності набуває селекція патогенних бактерій із зниженою вірулентністю,що відбувається під впливом величезної кількості лікарських засобів. Внаслідок слабкої вірулентності багато збудників захворювань втрачають властивість виробляти імунітет,що призводить до формування латентних (прихованих) форм інфекцій, які характеризуються хронічним перебігом,рецидивами, важко піддається клінічній і лабораторній діагностиці, специфічній терапії профілактиці.

24. Значення генетики у розвитку загальної і медичної мікробіології, вірусології,молекулярної біології. Мікробіологічні основи генної інженерії. Одержання спадково змінених організмів. Досягення генної інженерії, використання генно-інженерних препаратів у медицині.

Вивчення генетики бактерій та інших м/о має дуже важливе як теоретичне, так і практичне значення для спрямованої селекції високопродуктивних штамів, які останнім часом почали широко застосовуватися в різних галузях народного господарства. Використання в селекції м/о методів природного добору, індукованого мутагенезу, популяційної мінливості,клонування, гібридизації соматичних клітин дало можливість одержати високопродуктивні штами м/о. Останні знайшли широке застосування в мікробіологічній промисловості для виробництва кормового білка, амінокислот, ферментів , вітамінів, антибіотиків, бактеріальних добрив, засобів захисту рослин, анатоксинів, лікувально-профілактичних препаратів – вакцин, інтерферонів , гормонів, інтерлейкінів. Багатонадійні перспективи для сільського господарства, біології та медицини й інших галузей народного господарства відкриваються у зв’язку з розробкою і вдосконаленням методів генної і клітинної інженерії, за допомогою яких експериментально доведено можливість передачі не тільки природніх генів, а й штучно синтезованих, які кодують синтез різноманітних біологічно-активних сполук. Наприклад, ще в дослідах з генної інженерії, проведених у 1973 році, було введено за допомогою ага в геном E.coli ген LIG, який контролює синтез лігази. Внаслідок цього вміст лігази в клітинах-реципієнта збільшився в 500разів. Тепер у клітини кишкової палички клоновані і функціонують гени інтерферонів, гормону росту, інсуліну та ін.. За допомогою клонованих штамів E.coli одержують препарати інтерферону, інсуліну і соматотропну. Є також дані про те, що успішно функціонують клоновані бактерії гени вірусів грипу, гепатиту В, герпесу, ген білка оболонки вірусу ящуру, що в найближчий час дозволить розробити технологію виробництва молекулярних вакцин без баластних білків. Останнім часом інтенсивно вивчаються методи трансплантації генів за допомогою плазмід.