Тема 3.

Генетика микроорганизмов. Генетический контроль факторов патогенности и токсигенности.

Цель:

Основной целью изучения данной темы является формирование у студентов знаний о наследственном аппарате микроорганизмов, дать определения основным понятиям, дать представления об изменчивости бактериальной клетки, принципах генотипирования и геннной инженерии, их значении в диагностике заболеваний микробной этиологии и их профилактике.

Тзисы лекции:

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Ген – это фрагмент молекулы ДНК, контролирующий синтез одного белка. Вся сумма генов микроба называется генотип.Наследственность – воспроизведение у потомков признаков предков.

Генотип микроба обозначается на генетической карте строчными буквами: lac, sac, col.

Вся сумма внешних признаков микроба (морфологических, метаболических процессов у разных видов бактерий, связанных с воздействием окружающей среды – фенотип.

Фенотипические признаки обозначаются заглавными буквами Lac, Sac, Col.

Фенотипические изменения какого-либо признака или нескольких признаков микроорганизма называют модификациями. Они не сопровождаются изменениями первичной структуры ДНК и вскоре утрачиваются. Возникают как адаптивные реакции микробных клеток на изменяющиеся условия окружающей среды.

Мутация - изменения в первичной структуре ДНК, выражающиеся в наследственно закрепленной утрате или изменении какого-либо признака.

Все мутации происходят в результате ошибок синтеза молекулы ДНК

-Делеция – выпадение (гена или его участка)

-Инверсия – поворот участка ДНК на 180 ⁰

-Дупликация – повторениеопределенного участка ДНК или гена

-Трансформация – перемешивание генов

Генетические рекомбинации – обмен генами между бактериями, в котором участвует 2 клетки: донор (отдающий) и реципиент (принимающий).

-Конъюгация – через половые пили генетический материал передается в другую бактериальную клетку и встраивается в ее хромосому

-Трансформация – передача генетического материала от донора к реципиенту при помощи изолированной ДНК

-Трансдукция - передача генетического материала от донора к реципиенту при помощи умеренного фага (неспецифическая, специфическая, абортивная)

Становление нового научного направления в области биологии - генетической инженерии, конструирование invitro функционально активных генетических структур - рекомбинантных ДНК, модифицирование природного ге­нотипа родительской клетки с соответствующим измене­нием фенотипических свойств последней, создание первой рекомбинантной ДНК, состоящей из фрагмента ДНК ви­руса ОВ 40 и бактериофага лямбда dvgal с галактозным опероном Е. coli (Берг, 1972) явилось началом нетрадици­онной биотехнологии - молекулярной биотехнологии, био­технологии рекомбинантных ДНК. Поэтому нужно при­знать, что генетическая инженерия как ядро новой био­технологии является прямым потомком молекулярной генетики, молекулярной биологии; а у традиционной био­технологии - основа микробиология, микробиологическое производство.

Конечно же, в определении биотехнологии как науч­ной дисциплины, ее задачах и целях могут быть отрасле­вые оттенки (сельскохозяйственная биотехнология, вете­ринарная биотехнология, медицинская биотехнология, эко­логическая биотехнология, промышленная биотехнология и другие направления).

Разработка новых антибиотиков, осо­бенно природного происхождения и сегодня остается пер­востепенной задачей для практического здравоохранения, а также для ветеринарной и пищевой промышленности. По-сути, антибиотики являются самым большим классом по объему биотехнологического производства и потреб­ления фармпрепаратом

Востребованы в современной медицине гормональ­ные препараты (инсулин, соматотропин и др.), биоло­гически активные вещества (интерлейкины, интерферо- ны, активатор плазминогена крови, антигемофильный фактор и др.), генно-инженерные вакцины (субъединич- ные, пептидные, «векторные»), диагностикумы на ос­нове моноклональных антител, тест-системы для детек­ции нуклеиновых кислот и др.

Расширяется производство и использование фитопре­паратов (алкалоиды, гликозиды, стероиды, эфирные мас­ла и др.), ферментов микробного происхождения (стреп- токиназа, урокиназа, супероксиддисмутаза; различные амилазы и протеазы), полидекстранов.

Нуклеоид – кольцевая двухнитчатая молекула ДНК, расположенная в цитоплазме, содержит жизненноважную генетическую информацию бактерии. Это прототип ядра эукариот, но не ограниченный ядерной мембраной.

Плазмиды– внехромосомный фактор наследственности

Иллюстративный материал:

презентация в «PowerPoint» с фотографиями, схемами, таблицами, фильмами

Контрольные вопросы (обратная связь):

1.Генетический аппарат клетки.

2. Формы изменчивости бактерий.

2. Генетические рекомбинации, виды.

3. Генная инженерия. Понятие и ее значение.