- •Генетика теория
- •1. Генетика, предмет и задачи. Понятие о наследственности и изменчивости.
- •2. Этапы становления генетики.
- •3. Генетика в системе других наук. Достижения генетики, внедренные в практику человеческой деятельности.
- •4. Методы генетики.
- •5. Наследование при моногибридном скрещивании.
- •6. I и II законы г. Менделя. Условия выполнения II закона г. Менделя.
- •7. Фенотип и генотип.
- •10. Дигибридное скрещивание. III закон г. Менделя.
- •11. Цитологические основы дигибридного скрещивания.
- •12. Тригибридное скрещивание.
- •13. Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность.
- •14. Взаимодействие неаллельных генов: эпистаз.
- •15. Взаимодействие неаллельных генов: полимерия.
- •16. Структурно-функциональная организация хромосом. Строение хромосом.
- •17. Упаковка днк в хромосомах.
- •18. Кариотип. Идиограмма.
- •19. Микроорганизмы как объект генетических исследований.
- •20. Организация генетического аппарата у бактерий и вирусов
- •21. Трансформация.
- •22. Трансдукция. Использование бактериофагов для картирования хромосомы бактерий.
- •23. Конъюгация бактерий.
- •24. Клеточный цикл.
- •25. Митоз, фазы и значение.
- •26. Мейоз, фазы и значение.
- •27. Генетическая роль днк и рнк. Ее доказательство.
- •28. Репликация.
- •29. Полуконсервативный способ репликации.
- •30. Ферменты репликации. Репликационная вилка. Репликационный глазок.
- •31. Репарация днк. Основные типы репарации.
- •32. Этапы биосинтеза рнк.
- •33. Транскрипция.
- •34. Процессинг первичных транскриптов у эукариот.
- •35. Обратная транскрипция.
- •36. Генетический код и его свойства.
- •37. Составляющие элементы и стадии трансляции.
- •38. Пол как признак. Половой диморфизм.
- •39. Типы определения пола.
- •40. Гинандроморфы, интерсексы, гермафродиты.
- •41. Наследование признаков, сцепленных с полом.
- •42. Генетическое доказательство сцепленного наследования.
- •43. Кроссинговер. Типы кроссинговера. Факторы, влияющие на кроссинговер.
- •44. Понятие об интерференции и коинциденции.
- •45. Классификация изменчивости. Ненаследственная изменчивость и ее типы.
- •46. Наследственная изменчивость и ее типы.
- •47. Мутагены и мутагенез.
- •48. Классификация генных мутаций.
- •51. Хромосомные мутации. Классификация.
- •52. Значение хромосомных перестроек в эволюции.
- •53. Геномные мутации. Классификация.
- •54. Механизмы возникновения геномных мутаций.
- •55. Жизнеспособность и плодовитость полиплоидных и анеуплоидных форм.
- •56. Генетика популяций. Понятие и типы популяций.
- •57. Генетическая характеристика популяций апомиктов.
- •58. Генетическая структура панмиктических популяций.
- •59. Генетическая структура популяций самоопылителей.
- •60. Закон Харди-Вайнберга.
- •61. Основные факторы генетической динамики популяций.
- •62. Генетический груз.
- •63. Человек как объект генетических исследований.
- •64. Основы медицинской генетики. Классификация наследственных болезней человека.
- •65. Методы изучения генетики человека.
- •66. Проект «Геном человека».
- •67. Основные принципы и методология генотерапии.
- •68. Достижения, перспективы и проблемы генной терапии.
21. Трансформация.
Ответ. Трансформация бактерий – это перенос ДНК, изолированной из одних клеток, в другие. При трансформации ДНК, выделенную из клеток одного штамма, поглощают клетки другого штамма – реципиента. Трансформация возможна у целого ряда бактерий: Diplococcus, Hemophilus, Neisseria, Bacillus, а также у актиномицетов, цианобактерий и других, и она имеет общие закономерности. Лучше всего трансформация изучена у таких бактерий, как D. pneumoniae, В. subtilis, Н. influenzae. Для того чтобы ДНК проникла в бактериальные клетки, они должны находиться в состоянии компетентности. Сначала ДНК связывается с поверхностью компетентных клеток. Обычно трансформирующая ДНК имеет молекулярную массу около 1×107 Д, что составляет около 0,5% бактериальной хромосомы. ДНК, связанная с компетентными клетками, расщепляется специальными нуклеазами до фрагментов с молекулярной массой 4-5×106 Д. После этого фрагменты ДНК проникают в клетку. Некоторые бактерии, в частности пневмококки, могут неспецифически поглощать ДНК из разных источников. В то же время, например, Hemophilus, поглощает только свою, гомологическую ДНК. Фрагменты менее 5-105 Д в клетку не проникают. После попадания в бактерию двуцепочечная ДНК превращается в одноцепочечную: одна нить ДНК деградирует. На заключительной стадии происходит интеграция одноцепочечного трансформирующего фрагмента с ДНК клетки-реципиента. При этом репликация не требуется, и включаемый фрагмент физически объединяется с ДНК реципиента. Весь процесс трансформации завершается в течение 10-30 мин. Частота трансформации разных бактерий составляет около 1%. Для некоторых бактерий показана трансформация в естественных условиях, например, в организме инфицированного животного – для Diplococcus pneumoniae, а также в условиях культуры – для Bacillus sublilis. Это означает, что трансформация – не экзотический прием генетического анализа, а естественный биологический процесс. В то же время в последние годы в связи с развитием генной инженерии широко применяется плазмидная трансформация, которая заключается во введении в клетки бактерий, а также эукариот генов, интегрированных в естественные или искусственные плазмиды.
22. Трансдукция. Использование бактериофагов для картирования хромосомы бактерий.
Ответ. Трансдукцией называют перенос генов из одних бактериальных клеток в другие при помощи бактериофага. Это явление в 1951 г. открыл Н. Зиндер. Перед рассмотрением трансдукции важно изучить взаимоотношения между бактериями и бактериофагами. Бактериофаги, или вирусы бактерий, делят на две категории: вирулентные и умеренные. Вирулентный бактериофаг, проникая в клетку, вызывает литическую реакцию, т.е. размножается и лизирует бактерию. Умеренные бактериофаги могут вызывать как литическую, так и лизогенную реакцию. В последнем случае инфицирующий фаг переходит в состояние профага, который воспроизводится синхронно с хромосомой бактерии. Бактерии, несущие профаг, называют лизогенными. Лизогенные бактерии приобретают иммунитет, т.е. устойчивость к дополнительному заражению тем же бактериофагом, который их лизогенизировал. Лизогенное состояние устойчиво воспроизводится. Профаг при этом теряется с частотой около 1 на 105-106 клеточных делений. В лизогенных культурах может происходить индукция бактериофага, в результате чего наблюдается массовый лизис бактерий. Такое явление происходит спонтанно и стимулируется целым рядом агентов, повреждающих ДНК: ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами, алкилирующими соединениями, органическими перекисями и т.д. Виды трансдукции. Общая трансдукция. Трансдукцию осуществляют умеренные бактериофаги. К их числу относится фаг Р22, при помощи которого Н. Зиндер впервые обнаружил трансдукцию у Salmonella typhimurium. Два штамма этой бактерии, нуждавшиеся в аминокислотах, высевали в смешанной культуре на минимальную среду. В результате появились прототрофные колонии с частотой около 1×10-4. Как видно, логика эксперимента была та же, что и при поисках конъюгации у Е. coli. Иными оказались результаты выращивания двух названных штаммов S. typhimurium в разных отростках U-образной трубки, разделенных бактериальным фильтром. Рекомбинанты были получены и в этом случае. Следовательно, для их образования не нужен контакт между клетками, как при конъюгации. Перенос генов при общей трансдукции может привести к двум различным состояниям трансдуктантов. В одних случаях привнесенный ген наследуется стабильно, поскольку интегрирует с хромосомой реципиента. Это полная трансдукция. В других случаях при абортивной трансдукции внесенный фагом фрагмент генома не реплицируется и передается по одной линии при размножении трансдуктанта, т.е. из двух клеток – потомков каждого деления – лишь одна получает трансдуцированный ген. Так можно трансдуцировать ген, определяющий наличие жгутика у S. typhimurium. В этом случае во всем клоне – потомстве трансдуктанта – жгутик, а, следовательно, подвижность сохраняет только одна клетка. Абортивная трансдукция происходит чаще, чем полная, иногда в 10 раз. Специфическая трансдукция отличается от неспецифической тем, что бактериофаг может переносить только определенные гены, как это характерно для фага к Е. coli, который может трансдуцировать только гены локуса gal, ответственного за усвоение галактозы, и bio – гены синтеза биотина. Умеренный бактериофаг при лизогенизации Е. coli интегрирует в ее хромосому на участке между локусами gal и bio. Это было показано в конъюгационных скрещиваниях лизогенных Hfr и нелизогенных F--бактерий. Gal+-трансдуктанты возникают обычно с частотой 1×10-5-10-6 и, как правило, генетически нестабильны. Они выщепляют клетки Gal-1 частотой около 2×10-3 на клеточное деление. Это явление объясняется тем, что трансдуктанты Gal+ частично гетерозиготны gal/gal+ т.е. несут дополнительный фрагмент gal+ вместе с участком gal реципиента. Такое состояние называется гетерогенотой. При облучении гетерогенот УФ-лучами удалось получить фаголизаты, способные к трансдукции с очень высокой частотой. Почти половина всех частиц λ могла передавать признак Gal+ при трансдукции. Изучение фагов из таких лизатов, названных HFT, показало, что гены gal переносят так называемые дефектные фаги λ, т.е. такие, которые, лизогенизируя бактерии, сообщают им устойчивость к суперинфекции λ, но в дальнейшем лизогенные бактерии не способны продуцировать инфекционные частицы бактериофага. Дефектные трансдуцирующие частицы λ, обозначаемые к gal, не образуют стерильных пятен на газоне Е. coli. Они не могут самостоятельно размножаться. Для этого им требуется фаг – помощник: нормальный, не способный к трансдукции.