54 Мутагены

Определение

Химические вещества или физические факторы, вызывающие предмутационные изменения в ДНК, которые в результате ошибок репарирующих ферментов или в процессе репарации переходят в мутацию.

1. Физические (УФ-излучение, R-лучи)

2. Химические (бензпирен, азид натрия, 5 бромурацил, 2 аминопурин, азотистая кислота)

3. Биологические (транспозоны, µ-бактериофаги, Is –элементы)

КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАГЕНОВ

По механизму действия

1. аналоги азотистых оснований ð замена пар оснований

2. акридиновые красители ð выпадения или вставки оснований

3. УФ, некоторые продукты микробного метаболизма ð нарушение работы ДНК-полимеразы ð образование тиминовых димеров

4. нитрозосоединения ð множественный эффект («супермутагены»)

55 Репарации

Определение

Процесс восстановления повреждённой ДНК ферментами репарационных систем

Виды репарационных систем

• Система фотореактивации – ферменты активны в присутствии видимого света

• Система темновой репарации – ферменты действуют в темноте

Этапы репарации

• Обнаружение и надрезание поврежденного фрагмента ДНК эндонуклеазой

• Удаление вырезанного фрагмента ДНК-полимеразой 1

• Синтез нуклеотидов по матрице второй сохранившейся нити – работает ДНК-полимераза 1 и 3

• «Сшивание» восстановленного фрагмента ДНК с основной нитью за счет лигазы

56 Рекомбинационная изменчивость у бактерий

Определение

Изменчивость, происходящая в результате включения в ДНК реципиентной клетки участка ДНК донорской клетки

Виды рекомбинаций

• Законная – происходит спаривание гомологичных генетических структур за счет образования водородных связей между комплементарными нуклеотидами

• Незаконная – при встраивании в любом месте ДНК бактерий транспозонов, Is - элементов

РЕКОМБИНАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ У БАКТЕРИЙ

Виды

1. Трансформация – непосредственная передача генетического материала от донорской к реципиентной клетке

2. Трансдукция – передача генетического материала от донорской к реципиентной клетке с помощью дефектных бактериофагов

   • неспецифическая (общая)

   • абортивная

   • специфическая

3. Конъюгация – передача генетического материала от донорской к реципиентной клетке с помощью конъюгационных пилей

4. Лизогенизация

5. Фаговая конверсия

Этапы трансформации

• 1. Выделение ДНК из клетки-донора в результате разрушения и адсорбция на рецепторах бактерии-реципиента

• 2. Разрезание эндонуклеазой двунитевой ДНК на отдельные двунитевые фрагменты

• 3. Эндонуклеаза вызывает деградацию одной из нитей двунитевых фрагментов ДНК

• 4. Синтез белка-лоцмана, который соединяется с фрагментом ДНК и переносит их цитоплазму

• 5. Интеграция поступившего однонитевого фрагмента ДНК в ДНК клетки-реципиента

Конъюгация – передача генетического материала от донорской к реципиентной клетке с помощью конъюгационных пилей.

• Идет в 2 стадии:

1. Контакт поверхности клетки-донора и клетки-реципиента посредством половых пилей.

2. Прохождение генетического материала через конъюгативный мостик

Механизм конъюгации

• Бактерии-доноры должны обладать F-плазмидой, которая кодирует образование sex-пилей. С помощью них донор находит реципиента, прикрепляется и затем подтягивает его к себе. Клеточные стенки бактерий входят в тесный контакт

Трансдукция – передача генетического материала от донорской к реципиентной клетке с помощью бактериофагов

• неспецифическая (общая)

• абортивная

• специфическая