Организация генетического материала
Организация генетического материала вирусов.
Вирусы – это неклеточные формы жизни, обладающие собственным геномом и способные к воспроизведению только в клетках живых организмов.
Вирион (вирусная частица) состоит из белковой оболочки (капсида) и заключенной в эту оболочку нуклеиновой кислоты.
Генетический материал вирусов и фагов можетбыть представлен как ДНК, так и РНК. Нуклеиновые кислоты вирусов могут быть как одноцепочечные, так и двухцепочечные. Молекулы нуклеиновой кислоты вирусов могут иметь линейную или кольцевую форму. Есть вирусы с фрагментированным геномом, состоящим из нескольких молекул нуклеиновой кислоты.
ДНК-содержащие вирусы:
Аденовирус, вирус герпеса – линейная двухцепочечная ДНК
Парвовирус – одноцепочечная линейная ДНК
Паповавирусы – сверхспиральная замкнутая кольцевая ДНК
Фаг М13 – одноцепочечное кольцо
Вирус гепатита В – частично одноцепочечная кольцевая ДНК
Вирус папиломы человека – двухцепочечная кольцевая ДНК
РНК-содержащие вирусы:
Ретровирусы, вирус полиомиелита – одноцепочечный диплоидный геном
Вирус гриппа – 8 разных одноцепочечных молекул
ВТМ – одноцепочечная молекула
Реовирус – 10 разных двуцепочечных молекул
Организация генетического материала прокариот
Хромосомная днк.
Хромосома бактерий представлена двунитевой кольцевой суперспирализованной молекулой ДНК.
В упаковке кольцевой ДНК принимают участие негистоновые белки. Кольцевая ДНК складывается в петли, основания которых фиксируются негистоновыми белками.
Хромосомная ДНК бактерий занимает определенную область – нуклеоид.
Геном прокариот состоит из структурных генов и регуляторных последовательностей, организованных в опероны.
Экстрахромосомная ДНК бактерий представлена плазмидами.
Экстрахромосомная днк.
Плазмиды – малые кольцевые двухцепочечные самореплицирующиеся ДНК бактерий.
Классификация плазмид
I. По количеству копий:
- Однокопийные (1 плазмида данного типа на клетку)
- Мультикопийные (много копий плазмиды данного типа на клетку)
II. По совместимости:
– Совместимые (в клетке находятся одновременно несколько типов плазмид)
- Несовместимые (в клетке только один тип плазмид)
III.По способности к переносу:
– Трансмиссивные (конъюгативные) - способные к переносу в другие бактериальные клетки при конъюгации, содержат гены tra
- Нетрансмиссивные (неконъюгативные) – не способные к переносу в другие клетки, не содержат гены tra
- Коинтегративные – содержат гены tra и гены, придающие клетке определенные свойства:
Col – плазмиды – кодируют синтез колицинов;
Ent – плазмиды – кодируют синтез бактериальных токсинов;
Hly – плазмиды – определяют синтез факторов, определяющих разрушение гемоглобина (гемолизины)
R – плазмиды – несут гены устойчивости к антибиотикам
F – плазмиды – содержат гены переноса (tra)
Конъюгация – половой процесс у бактерий, при котором происходит прямой перенос генетического материала от клетки - донора к клетке – реципиенту.
Донорами являются клетки, имеющие F-плазмиды (половые факторы).
Донорные клетки (F+) соединяются с реципиентными клетками (F-) при помощи половых пилей (F-пилей).
F-плазмиды несут гены tra (переноса), необходимые для переноса этих плазмид и других плазмид, а также бактериальной хромосомы.
Мобильные генетические элементы – особые последовательности ДНК, способные перемещаться из одного участка локализации в другой. Могут вызывать различные типы генных мутаций (делеция, вставка, инверсия, сдвиг рамки считывания). Встраивание мобильных может вызывать инактивацию генов. Встраивание поблизости от молчащего гена может приводить к его активации. Способствуют эволюции генома.
IS-элементы.
Простые инсерционные последовательности (800-1000 н.п.).
Входят в состав бактериальных хромосом и плазмид. Содержат ген транспозазы и IR-элементы, которые представлены короткими инвертированными повторами. При встраивании IS-элементы вызывают в месте встраивания небольшую дупликацию.
Транспозоны (Tn).
Сложные МГЭ размером более 2000 н.п. Транспозоны фланкированы длинными концевыми повторами (плечами), которые могут состоять из IS-элементов. Содержат гены транспозазы и другие структурные гены (например, гены устойчивости к антибиотикам, солям тяжелых металлов, синтеза токсинов).
