28. Генетические рекомбинации.

Рекомбинации являются важнейшим фактором эволюции. Это обмен генетической информацией между отдельными особями. Рекомбинации могут наблюдаться на уровне любых живых организмов - от одноклеточных прокариот до высших эукариот.

Рекомбинация - это перенос генетической информации из клетки донора в клетку реципиента.

Выделяют 3 вида рекомбинаций:

1. Трансформация.

2. Трансдукция.

3. Конъюгация.

I. Трансформация - это перенос генетической информации из донорской клетки в реципиентную при помощи ДНК, искусственно выделенной или естественно высвободившейся при лизисе клетки.

Путем трансформации в реципиентную клетку можно передать следующие свойства: капсулообразование, устойчивость к антибиотикам, устойчивость к сульфаниламидным препаратам, способность синтезировать различные аминокислоты и др. Факторы роста.

Механизм трансформации.

1. адсорбция ДНК на поверхности реципиентной клетки.

2. Энергозависимая стадия - донорская ДНК проникает в реципиентную клетку. Причем реципиентная клетка должна быть живой с активным обменом веществ, должна быть в стадии "компе­тентности", т.е. в ней появляется особый "фактор компетентности", расположенный в оболочке и ЦПМ клетки.

3. Специфическое соприкосновение - синапс - соединение, а по­том встраивание ДНК донора в ДНК реципиента.

4. Репликация ДНК реципиента с включенным участком ДНК доно­ра.

5. Отделение - сегрегация трансформированного ( гибридного) участка ДНК.

6. Образование клетки с новыми свойствами.

II. Трансдукция - это перенос генетического материала из клетки донора в клетку реципиента через умеренный бактериофаг, который в состоянии профага получил участок ДНК от донорской клетки в результате ошибки копирования, т.е. должна произойти сначала рекомбинация донорской клетки и умеренного фага в ли­зогенной культуре. Такой фаг называется трансдуцирующим. Он не может вызвать лизиса клетки, не дает продуктивной инфекции, но может переностить генетическую информацию , полученную от донора в реципиентную клетку.

Различают 3 вида трансдукции: 1. Специфическая 2. Неспецифическая 3. Абортивная.

3. Конъюгация - это передача генетического материала из клетки донора в клетку реципиента при непосредственном контакте донорской и реципиентной клеток через цитоплазматический мостик.Перенос генетического материала од­носторонний. Не все клетки могут быть генетическими донорами.

Различают:

1. F+ клетки генетические доноры имеют половой фактор F(фактор фертильности= F-плазмида).

2. F- реципиентные клетки, они не содержат полового фактора.

3. Выделяют еще Hfr клетки - это тоже донорские клетки, у них часть F фактор находится в интегрированном состоянии с хромосомой.

ВНЕХРОМОСОМНЫЕ ФАКТОРЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ (плазмиды)

Это генетические структуры бактерий. Они представлены ДНК, которая способна самостоятельно реплицироваться и находится в цитоплазме клетки (вне хромосомы).

Свойства плазмид:

1. ДНК в них имеет кольцевую структуру

2. Наличие плазмид не обязательно в клетке, но если они есть, то обеспечивают новые свойства клетке (плодовитость, устойчивость к антибиотикам и т.д.)

3. В одной клетке может быть несколько плазмид. Если они близкородственные ( F - фактор, Col - фактор), то одна из этих плазмид элиминирует, т.е. проявляется их "несовместимость". Неродственные плазмиды "совместимы", т.к. системы их репликации совершенно различны и не мешают друг другу.

Классификация плазмид

По способности передаваться из одной клетки в другую подразделяются на:

1. Конъюгативные - трансмиссивные, передаются при конъюгации.

2. Неконъюгативные - для их переноса в другую клетку необходимо наличие в клетке хозяина других конъюгативных плазмид например , умеренного бактериофа­га в состоянии профага.

Виды плазмид:

1. Умеренный фаг в состоянии профага .

2. Col - фактор - колициногенный фактор - фактор бактериоциногении, обеспечивает подавление родственных микробов за счет выработки веществ – колицинов = бактериоцинов.

3. F - фактор - фактор фертильности.

4. R - фактор обеспечивает множественную устойчивость к антибиотикам.

5. Группа плазмид участвующих в формировании патогенных свойств бактерий - плазмиды Ent, Hly, K и т.д.