- •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.
23. Конъюгация бактерий.
Ответ. Конъюгацией называется непосредственный контакт между клетками бактерий, сопровождаемый переносом генетического материала из клеток донора в клетки реципиента. Процесс конъюгации у бактерий E. coli был открыт в 1946 г. Дж. Ледербергом и Е. Тэйтумом. В ходе исследований ученые руководствовались следующими принципами, ставшими затем классическими при обнаружении полового процесса у любых микроорганизмов: необходимо работать со штаммами одного вида бактерий; следует учитывать различия по нескольким стабильным признакам; для получения гибридов или рекомбинантов необходимо применять метод селективных сред, позволяющих регистрировать даже очень редкие события. В отношении первых двух положений эта методология восходит к правилам менделевского гибридологического анализа. В соответствии с изложенными принципами Дж. Ледерберг и Е. Тэйтум взяли два штамма Е. coli, маркированные несколькими мутациями ауксотрофности. Первый штамм нуждался в треонине, лейцине и тиамине, а второй – в биотине и метионине. Реверсию, т.е. восстановление прототрофности по отдельным признакам, наблюдали с частотой около 1х10-7. Следовательно, выбранные штаммы могли бы ревертировать к дикому типу, т.е. к полной прототрофности с частотой 1-10-14-1 × 10-21, если реверсии по всем признакам происходят независимо друг от друга. Эти штаммы смешали в жидкой полноценной среде и инкубировали в течение 24 ч. После этого смесь высеяли на минимальную среду, не содержавшую тех соединений, в которых нуждались исследуемые бактерии. Около 100 клеток на каждые 109 высеянных образовали колонии, т.е. прототрофы появились с частотой 1-10-7, что значительно превосходит (на 7-14 порядков) частоту спонтанного ревертирования. Следовательно, эффект обусловлен именно совместным инкубированием двух штаммов и представляет собой какой-то вариант полового процесса. Маркеры донора передаются реципиенту в определенной последовательности с убывающей вероятностью. Это указывает на ориентированный перенос генетического материала.Ф. Жакоб и Е. Вольман в 1961 г. провели эксперименты по прерыванию конъюгации у Е. coli. Они смешивали клетки F- и Hfr при 37°С в жидкой среде. Через равные интервалы времени они отбирали пробы и встряхивали их в гомогенизаторе при 4°С, тем самым прерывая конъюгацию. Затем высевали на среду для учета рекомбинантов по различным маркерам. Первые 8 мин. рекомбинантов вообще не было, а затем они стали появляться в характерные для каждого типа рекомбинантов временные интервалы. С тех пор этот метод получил широкое распространение. Расстояния на генетической карте Е. coli измеряются в минутах. Взаимоотношения F-эписомы и бактериальной хромосомы можно представить следующим образом. В клетках F отсутствует F-фактор. Клетки F+, в результате потери F-фактора становятся клетками F-. Перенос F-фактора в клетки F- превращает их в клетки F+. Возможна интеграция F-фактора с бактериальной хромосомой, и тогда при конъюгации она переносится в F-реципиенты. У штаммов Hfr F-фактор интегрирован с хромосомой, F-фактор – представитель более широкого класса конъюгативных плазмид, обнаруженных у разных бактерий, способных мобилизовать хромосому при конъюгации и передавать ее реципиентам. Присутствие F-фактора определяет образование на клетках Е. coli половых ворсинок, или пилей, выполняющих активные функции при конъюгации. Они есть у F+ и у Hfr, но не у клеток F-. Именно на этих половых ворсинках адсорбируются бактериофаги, специфичные к мужским клеткам, или мужские бактериофаги. Это РНК-содержащие фаги: R17, MS2, Qβ, f2, а также фаги с одноцепочечной ДНК: fd, fl, М13. Половые пили, по-видимому, необходимы для удержания конъюгирующих бактерий. Обычно автономный F-фактор при размножении бактерий реплицируется, подобно бактериальной хромосоме, образуя θ-образные фигуры в качестве промежуточного продукта репликации. Установление конъюгационного контакта между клетками, возможно, служит сигналом для активации или синтеза ферментов, участвующих в переносе ДНК, в частности ферментов, разрывающих одну нить в ДНК F-фактора. Однонитевой разрыв отмечается в точке, отличной от обычной точки инициации репликации F-фактора. Если скрещиваются F+ и F, то освобождаемый в результате надреза в конец цепи ДНК начинает «разматываться» и проникает в клетку F-. Таким образом, в донор попадает одноцепочечная копия F-фактора, которая там реплицируется и превращается в двуцепочечную форму, замыкающуюся в кольцо. То, что в F--клетки передается только одна цепь F-фактора, показано с помощью так называемых мини-клеток Е. coli. У этой бактерии есть F-штаммы, в значительном количестве образующие абортивные клетки размером около 10% от нормальных и лишенные нуклеоида. Это и есть мини-клетки. Они не способны реплицировать ДНК. После конъюгации с клетками F+ из мини-клеток были выделены одноцепочечные копии F-ДНК. Если F-фактор интегрирован с хромосомой, то при конъюгации надрез F-фактора инициирует ее репликацию по механизму катящегося кольца и передачу однонитевой копии хромосомы в клетку-реципиент. Это также было продемонстрировано с помощью мини-клеток. Таким образом, при конъюгации часть F-фактора передается вместе с первыми маркерами, а часть – с самыми последними, что бывает очень редко из-за разрывов конъюгационного канала и переносимой ДНК.