ЗАНЯТИЕ № 6

ТЕМА: ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ. МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ.

ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1. Наследственность. Организация генетического аппарата у бактерий (нуклеоид, плазмиды, IS-последовательности, транспозоны).

2. Принципы функционирования бактериального генома. Организация оперона. Генотип и фенотип.

3. Плазмиды, классификация, структура и свойства плазмид. R-плазмида, особенности структуры и функции. Плазмиды бактериоциногении.

4. Изменчивость микробов. Модификации у бактерий, значение, основные проявления и свойства (ненаследственный характер, адаптивность, высокая частота прямых и обратных изменений, множество индуцирующих факторов).

5. Генотипическая изменчивость. Мутации и их классификация. Мутагены. Фенотипические проявления мутаций. Судьба мутантов. Диссоциация у бактерий. Влияние отбора. Система репарации повреждений генома.

6. Рекомбинационная изменчивость. Механизмы образования комбинированных геномов. Частота изменений отдельных признаков. Трансформация, трансдукция, конъюгация.

7. Практическое значение знаний о генетике микробов. Принципы генетического картирования.

8. Методы генетического анализа (молекулярная гибридизация, полимеразная цепная реакция, блотинг, секвенирование).

9. Понятие о генной инженерии и использование ее методов в микробиологии и биотехнологии. Получение и применение генно-инженерных вакцин и цитокинов.

ЛАБОРАТОРНАЯ И САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

1►Исследовать H- и О- модификации Proteus vulgaris на МПА с фенолом и без него.

Модификационная изменчивость культуральных свойств штамма Proteus vulgaris.

Чашки с МПА (одна с фенолом, другая без фенола) засеваются штриховым методом культурой Proteus vulgaris. Учет результатов проводится через сутки после посева.

МПА без фенола	МПА с фенолом
Н-форма подвижна	О-форма неподвижна
МПА	Минимальный агар

Вывод: Фенол вызывает модификационную изменчивость Proteus vulgaris.

2► Выявить ауксотрофные мутанты методом отпечатков (реплик).

Взвесь бактерий обрабатывают мутагеном (УФО) и разведения засевают на чашки с МПА. После инкубации выросшие колонии переносят с помощью репликатора на чашки с МПА и минимальным агаром. После инкубации в термостате производят сравнение роста колоний на обычном и минимальном агаре. Отсутствие роста колоний на минимальном агаре соответствует расположению колоний ауксотрофных мутантов на полноценном МПА.

На рисунке обведите красным карандашом колонии ауксотрофных мутантов.

Вывод: Штаммы 1-3 -  АУКСОТРОФЫ (от греч. auxo - выращиваю - увеличиваю и trophe - пища, питание), микроорганизмы, утратившие способность синтезировать одно из веществ, необходимых для их роста (аминокислоту, витамин или др.). Без добавления в питательную среду этого вещества ауксотрофы не растут. Ср.

3►Изучить и описать S- и R- -колония (англ. smooth— гладкий) - имеет круглую форму, формы колоний энтеробактерий на пластинчатом МПА.

Сравните культуральные свойства энтеробактерий в S-

и R- форме (опишите колонии):

S – колонии гладкая поверхность, ровные края .

R-колонии (англ. rough — неровный) — характеризуется неровными краями и шероховатой поверхностью.

4►Изучить рост лактозоположительных и лактозоотрицательных колоний эшерихий на среде Эндо (зарисовать).

Укажите формы изменчивости

Модификационная изменчивость - фенотипическая изменчивость– не затрагивает генотип. Модификации затрагивают большинство особей в популяции. Они не передаются по наследству и с течением времени затухают, т. е. возвращаются к исходному фенотипу.

Генотипическая изменчивость затрагивает генотип. В основе ее лежат мутации и рекомбинации. Мутации – изменение генотипа, сохраняющееся в ряду поколений и сопровождающееся изменением фенотипа. Особенностями мутаций у бактерий является относительная легкость их выявления.

5►Научиться учитывать опыты по трансформации, трансдукции, конъюгации.

Трансформация – передача генетической информации в виде изолированных фрагментов ДНК при нахождении реципиентной клетки в среде, содержащей ДНК-донора. Гриффитс 1928 год. Введение мышам пневмококков без капсулы вместе с убитыми вирулентными пневмококками, имеющими капсулу, приводило к появлению капсулы у этих пневмококков

Опыт по трансформации Генотип реципиента S. pneumoniae ^Capsula- → Донор S. pneumoniae ^Capsula+ → среда→Генотип рекомбинанта S. pneumoniae ^Capsula+

Трансдукция – это передача генетической информации между бактериальными клетками с помощью умеренных трансдуцирующих фагов.

Опыт по трансдукции Генотип реципиента Corynebacterium diphtheriae ^tox- → Донор Corynebacterium diphtheriae ^tox+→ бактериофаг →Генотип рекомбинанта Corynebacterium diphtheriae ^tox+

Вывод в результате передачи генетической информации путем Трансформации, Трансдукции и коньюгации бактерии приобретают новые свойства.

Конъюгация – обмен генетической информацией при непосредственном контакте донора и реципиента. Наиболее высокая частота передачи у плазмид, при этом плазмиды могут иметь разных хозяев.

Генотип реципиента E.Coli ^АБ-Генотип донора E.Coli ^{СДЕ -} → Генотип рекомбинанта E.Coli ^АВСДЕ-

Минимальная среда. Когда бактерии выращивали в U образной трубке разделенной фильтром, то рекомбинантов не было.

Вывод: передача генетической информацией при непосредственном контакте донора и реципиента.