5.Генотип и фенотип бактерий. Понятие о гене. Современное представление о генетическом аппарате бактерий. Бактериальная хромосома и плазмиды, транспозоны, Is-элементы.

Свойства микроорганизмов, как и любых других организмов, определяются их генотипом, т.е. совокупностью генов данной особи. Термин «геном» в отношении микроорганизмов — почти синоним понятия «генотип».

Фенотип представляет собой результат взаимодействия между генотипом и окружающей средой, т. е. проявление генотипа в конкретных условиях обитания. Фенотип микроорганизмов хотя и зависит от окружающей среды, но контролируется генотипом, так как характер и степень возможных для данной клетки стенотипических изменений определяются набором генов, каждый из которых представлен определенным участком молекулы ДНК.

Ген - элементарная единица наследственности , представляющая собой небольшой участок геномной ДНК детерминирующей синтез определенного полипептида или репликацию соответствующей ему молекулы РНК. Различают структурные гены, ответственные за синтез срецифических полипептидных цепей, и регуляторные гены, контролирующие деятельность структурных генов.

Генетический аппарат бактерий- не имеет ядерной оболочки и представлен одной кольцевой молекулой ДНК,которая является хромосомой; располагается в цитоплазме,не содержит белков гистонов. Не способен к митозу

хромосома бактериальная - молекула ДНК у бактерий, имеющая вид замкнутой в кольцо нити.

Плазмиды - внехромосомные наследственные элементы. Небольшие молекулы ДНК кольцевидной формы. Свободно располагаются в цитоплазме и реплицируются автономно.

Is-элементы - небольшие линейные молекулы ДНК , имеющие только гены, которые детерминируют синтез белка-транспозазы, ответственного за их перемещение, по краям они содержат инвертируемые повороты.

Транспозоны - участки ДНК , содержащие как гены, обеспечивающие их перемещение, так и дополнительно структурные гены, кодирующие антибиотикорезистентность, устойчивость к тяжелым металлам и другие признаки

транспозоны и Is-элементы регулируется активность генов, а именно "включают" и "выключают" соседние с транспозонами гены; повышают резистентность к антибиотикам, солям тяжелых металлов и другим хим.соединениям , индуцируют мутации и геномные перестройки

6. Внехромосомные факторы наследственности. Плазмиды: строение, классификация. Конъюгативные и неконъюгативные плазмиды, их роль в детерминировании лекарственной устойчивости и факторов патогенности у бактерий. Транспозоны и Is-элементы.

Внехромосомные факторы наследственности бактерий представлены плазмидами, вставочными последовательностями(Is-последовательности) и транспозонами. Все они образованы молекулами ДНК, различающимися между собой по молекулярной массе, кодирующей ёмкости, способности к автономному реплицированию и др.

Плазмиды — фрагменты ДНК .Выделяют автономные (не связанные с хромосомой бактерии) и интегрированные (встроенные в хромосому) плазмиды.

• Автономные плазмиды существуют в цитоплазме бактерий и способны самостоятельно репродуцироваться; в клетке может присутствовать несколько их копий.

• Интегрированные плазмиды репродуцируются одновременно с бактериальной хромосомой. Интеграция плазмид происходит при наличии гомологичных последовательностей ДНК, при которых возможна рекомбинация хромосомной и плазмидной ДНК (что сближает их с профагами).

Конъюгативные (трансмиссивные) плазмиды обладают способностью передавать свою копию в другие клетки методом конъюгации. Конъюгативные плазмиды содержат в своем геноме гены, ответственные за образование конъюгационного мостика между клетками, по которому может переноситься одна из нитей плазмидной или бактериальной ДНК. Чаще всего конъюгативными являются F– или R–плазмиды. Конъюгативные плазмиды крупные , часто выявляются у Грам- палочек, делятся синхронно с нуклеоидом, обычно в клетке 1–2 копии. Они переносятся от бактерии к бактерии внутри вида или между представителями близкородственных видов. Среди них есть плазмиды как с узким, так и с широким кругом хозяев. Они играют важную роль в эволюции бактерий, способствуя распространению генов среди бактерий разных видов и родов. Это явление получило название горизонтального переноса генов.

Неконъюгативные (нетрансмиссивные) плазмиды не способны запускать конъюгацию, имеют небольшие размеры, характерны для Грам+ кокков, но встречаются также у некоторых Грам- бактерий (напр., у N. gonorrhoeae). Неконъюгативные плазмиды делятся чаще нуклеоида, могут присутствовать в больших количествах , так как только наличие такого количества обеспечивает их распределение в потомстве во время клеточного деления. Неконъюгативные плазмиды могут передаваться при конъюгации одновременно с конъюгативными (при наличии в бактерии одновременно конъюгативных и неконъюгативных плазмид) или при трансдукции.

Типы плазмид:

Tox-плазмиды, способствуют выработки токсинов.

Col-плазмиды, вырабатывают вещ-ва токсичные для других клеток

F-плазмиды - Кодируют собственный перенос в процессе конъюгации

R-плазмиды - Кодируют устойчивость к антибиотикам

Ent-плазмиды - Кодируют синтез энтеротоксинов

Криптические плазмиды - Не кодируют никаких функций кроме собственного размножения

Hly-плазмиды - Кодируют синтез гемолизинов

Is-элементы - небольшие линейные молекулы ДНК , имеющие только гены, которые детерминируют синтез белка-транспозазы, ответственного за их перемещение, по краям они содержат инвертируемые повороты.

Транспозоны - участки ДНК , содержащие как гены, обеспечивающие их перемещение, так и дополнительно структурные гены, кодирующие антибиотикорезистентность, устойчивость к тяжелым металлам и другие признаки

транспозоны и Is-элементы регулируется активность генов, а именно "включают" и "выключают" соседние с транспозонами гены; повышают резистентность к антибиотикам, солям тяжелых металлов и другим хим.соединениям , индуцируют мутации и геномные перестройки