4. Внехромосомные факторы наследственности

внехромосомные факторы - плазмиды. Плазмиды представляют собой кольцевые молекулы ДНК, обладают свойствами репликона — могут реплицироваться с помощью ферментов клетки бактерии независимо от основной хромосомы. Плазмида включает последовательность из одного или нескольких генов.

4. Роль плазмид в определении у бактерий свойств устойчивости к антибиотикам, лекарственным веществам.

4. Способы передачи наследственной информации: Конъюгация Трансдукция Трансформация.

Конъюгация — перенос генетического материала от одной бак­териальной клетки (донора) к другой (реципиенту) при их непо­средственном контакте.

При конъюгации клетки-доноры соединяются с клетками-реципиентами при помощи конъюгационного мостика — особой протоплазматической труб­ки. В клетке донора под влиянием фермента эндонуклеазы в точке внедрения фактора происхо­дит разрыв цепи ДНК. Свободный конец одной из цепей ДНК постепенно начинает передвигаться через конъюгационный мос­тик в клетку реципиента и сразу же достраиваться до двух-цепочной структуры. На оставшейся в клетке-доноре цепи ДНК синтезируется вторая цепь. Затем ДНК доно­ра в гомологичных участках вступает в контакт с ДНК реципи­ента, и в результате кроссинговера некоторые участки одной цепи ДНК реципиента заменяются фрагментами ДНК донора.

Трансдукция — перенос генов из одной бактериальной клетки в другую при помощи бактериофага. При переносе генетического материала заменяется участок молекулы ДНК фага. Фаг при этом теряет свой собственный фрагмент и стано­вится дефектным. Включение генетического материала в хромо­сому бактерии реципиента осуществляется механизмом типа кроссинговера. Происходит обмен наследственным материалом между гомологичными участками хромосомы реципиента и мате­риала, привнесенного фагом.

Различают три вида трансдукции: общую, или неспецифичес­кую, специфическую и абортивную. При неспецифической транс­дукции в период сборки фаговых частиц в их головку вместе с фаговой ДНК может включиться любой из фрагментов ДНК пораженной бактерии. В результате в реципиентные клетки могут переноситься различные гены бактерии донора. Неспеци­фическую трансдукцию могут осуществлять фаги Р-1 и Р-22 у эшерихий, шигелл и сальмонелл. При специфической трансдукции профаг включается в определенное место хромосомы бактерии и трансдуцирует определенные гены, расположенные в хромосоме клетки донора рядом с профагом.

Трансформация — поглощение изолированной ДНК бактерии до­нора клетками бактерии реципиента.. В процессе трансформации принимают участие две бактериальные клетки: донор и реципиент. Трансформирую­щий агент представляет собой часть молекулы ДНК донора, которая внедряется в геном реципиента, изменяя его фенотип. В процессе трансформации клетки донора и реципиента не сопри­касаются друг с другом. Механизм переноса генетического мате­риала заключается в том, что из клеток донора выделяются в окружающую среду молекулы или фрагменты молекул ДНК. Сначала эта ДНК адсорбируется на оболочке клетки реципиента. Затем через определенные рецепторные участки ее стенки при помощи специальных клеточных белков ДНК втягиваются внутрь клетки. Проникающая донорская ДНК должна быть двух-цепочной. В реципиентной клетке она становится одноцепоч-ной. В ДНК реципиента включается одна из цепей трансформи­рующего фрагмента. Эта цепь вступает в синапсис с гомологич­ным участком хромосомы реципиента и встраивается в нее посредством кроссинговера. При этом участок ДНК реципиента замещается фрагментом донора. Молекула ДНК со вставкой трансформирующего участка оказывается гибридной. При следу­ющем удвоении возникают одна нормальная дочерняя молекула ДНК, другая — трансформированная

4. Сущность действия гена

5. Влияние гена на развитие признака

6. Дифференциальная активность генов на разных этапах онтогенеза

7. Регуляция генной активности

Активность структурных генов регулируется белком-репрессором, который кодируется геном-регулятором. Репрессор выраба­тывается в небольшом количестве непрерывно и, если нет в питательной среде лактозы, прикрепляется к оператору, препят­ствуя продвижению РНК-полимеразы от промотора к структур­ным генам. Гены оказываются репрессированными, и синтез трех кодируемых ими ферментов не осуществляется. При по­ступлении в клетку лактозы она быстро связывается с молекула­ми репрессора, освобождая ген-оператор. Это ведет к тому, что РНК полимеразы присоединяется к промотору и продвигается вдоль оперона, поочередно транскрибируя все три гена. В ре­зультате синтезируются ферменты, расщепляющие лактозу. Ин­дукция вызывается тем, что белок-репрессор не прикрепляется к оператору. После полной утилизации лактозы белок-репрессор освобождается и вновь связывается с геном-оператором, и про­цесс синтеза уже ненужных ферментов прекращается.

Опероны анаболических ферментов, аминокислот и азотистых оснований функционируют по принципу обратной связи. В этом случае синтез ферментов идет только до тех пор, пока конечного продукта в клетке недостаточно. Избыток продукта репрессирует синтез ферментов, участвующих в его образовании.

У эукариот возможно одновременное групповое подавление ак­тивности генов: во всем ядре, в целой хромосоме или в большом ее участке. Предполагается, что такая репрессия генов осуществля­ется в значительной мере гистонами — основными белками, ко­торые входят в состав хромосом эукариот.

Гормон щитовидной железы, очевидно, влияет на проявление активности генов, обусловливающих процессы метаморфоза. Гистоны блокируют гены. Негистоновые хро­мосомные белки также участ­вуют в регуляции синтеза белка — снимают блокирующее дейст­вие гистонов.