Головна

Генетична рекомбінація при трансформації. Трансдукція у бактерій. Загальна і специфічна трансдукция. Використання трансформації і трансдукції для картування генів.

  1. I Загальна характеристика роботи
  2. I. Загальна довжина грифа не повинна перевищувати 2.4м, за винятком спеціального грифа для присідань і станової тяги.
  3. I. Загальна характеристика
  4. I. Загальна характеристика ДИСЦИПЛІНИ
  5. I. Загальна характеристика ДИСЦИПЛІНИ
  6. I. Загальна характеристика роботи 1 сторінка
  7. I. Загальна характеристика роботи 2 сторінка

Трансформація бактерій - це перенесення ДНК, ізольованої з одних клітин в інші. Довгі фрагменти молекули ДНК успішно поглинаються клітиною. Для того щоб ДНК проникла в бактеріальні клітини, вони повинні перебувати в стані компетентності. Виникненню компетентності, що купується лише частиною клітин культури зазвичай в середині логарифмічною стадії росту, сприяє особливий білок, який виробляється в ході росту культури. Спочатку ДНК зв'язується з поверхнею компетентних клітин. ДНК, пов'язана з компетентними клітинами, розщеплюється спеціальними нуклеазами до фрагментів, які проникають в клітину. Після потрапляння в бактерію двуцепочечной ДНК перетворюється в одне цепочечную: одна нитка ДНК деградує. На заключній стадії відбувається інтеграція одноланцюжкові трансформує фрагмента з ДНК клітини-реципієнта. При цьому реплікація не потрібно, і включається фрагмент фізично об'єднується з ДНК реципієнта. Весь процес трансформації повинен бути завершений протягом 10-30 хв. Частота трансформації різних бактерій становить близько 1%. Для деяких бактерій показана трансформація в природних умовах, наприклад в організмі інфікованої тварини - для Васcilus рпеітоniае, а також в умовах культури - для Васcilus subtilis. Це означає, що трансформація - НЕ екзотичний прийом генетичного аналізу, а природний біологічний процес. У той же час в останні роки в зв'язку з розвитком генної інженерії широко застосовується плазмідна, або векторна, трансформація, яка полягає у введенні в клітини бактерій, а також еукаріот генів, інтегрованих в природні або штучні плазміди. Трансдукцією називають перенесення генів з одних бактеріальних клітин в інші за допомогою бактеріофага. Це явище в 1951 р відкрив Н. Зиндер. Відомі два основних типи бактеріофагів - вірулентні і помірні. Перші після їх розмноження в клітці бактерії приводять до її лізису. Вони існують або у вегетативному (розмноження всередині клітини), або в зрілому (метаболічно інертний стан поза клітиною) стані. Помірні бактріофагі мають здатність бути в змозі профага. Профагом був названий геном фага, який включається в бактеріальну хромосому, після чого цей геном набуває здатності ауторепродуціроваться разом з хромосомою бактерії. Такі бактерії, що несуть профаг, називають Лізогенія. Ці бактерії, хоча вони і містять у своїй хромосомі профаг, не мають в собі інфекційних фагових частинок. Існування профага є тимчасовим. При індукції профаг залишає хромосому бактерій, переходить у вегетативний стан і розмножується. У цьому випадку в клітці виникають зрілі фагів частинки, які викликають її лізис. Цей процес можна викликати штучно. Виявилося, що, коли профаг звільняється з хромосоми бактерії, переходячи в стадію вегетативного існування, він може нести з собою частину хромосоми бактерій. При наступному інфікуванні гени з фрагмента хромосоми бактерії, якого віднесло фагом, виявляються здатними впроваджуватися в хромосому нового реципієнта. Особливий інтерес має так звана зіготіческая індукція, при якій индуцирующим агентом є кон'югація з кліткою Hfr, при останньої відбувається проникнення хромосоми з профагом з клітки Hfr в нелізогенную клітку F. Зазвичай при трансдукції переносяться окремі гени. Однак іноді переносимо сегмент хромосоми містить два або кілька генів. Аналіз таких випадків множинної трансдукції дозволив створити карти ділянок хромосом бактерій. Існує кілька типів трансдукції: загальна або неспецифічна - профаг здатний включатися в різні місця хромосоми бактерії. Це забезпечує можливість перенесення різних локусів з хромосоми господаря в хромосому реципієнта. Перенесення генів при загальній трансдукції може привести до двох різних станів трансдуктантом: а) повна трансдукция - привнесений ген успадковується стабільно, т. К. інтегрує з хромосомою реципієнта; б) абортивні трансдукция - внесений фрагмент НЕ реплицируется і передається по одній лінії при розмноженні трансдуктантом; 2. специфічна - відбувається рекомбінація між фаговой і хромосомної бактеріальної ДНК, тому фагів трансдуцірующіе частки обов'язково містять ДНК обох типів. При використанні рекомбінації за багатьма генами виявилося можливим побудувати генетичні карти хромосом для генів фагів Т4, Т2, фага лямбда і ін. За допомогою ряду прийомів вдалося показати відповідність генетичних карт положенню генів безпосередньо в хромосомах вірусів. При інтенсивному перемішуванні розчину ДНК відбувається розрив молекул ДНК. Можна домогтися режиму, при якому молекула ДНК рветься приблизно навпіл. При зараженні бактерій половинками молекул було показано, що вони несуть в собі половину генетичної карти. М. Мезельсон і Дж. Уейгл показали наявність збігу відстані між генами на карті і розміром хромосом фага лямбда, використовуючи передачу ізотопів при рекомбинирования ДНК фага. Ці генетичні карти виявилися замкнутими в коло. Генетичні карти кільцевих хромосом вивчені для ряду вірусних частинок.

29. Закономірності нехромосомной успадкування, відміну від хромосомного спадкування. Методи вивчення: реципрокні, поворотні і поглинають схрещування, метод трансплантації, біохімічні методи.

Спадкування, яке визначається хромосомами, отримало назву ядерного або хромосомного. У тих же випадках, коли матеріальною основою спадкування є елементи цитоплазми, воно називається нехромосомной або цитоплазматическим. Оскільки і у рослин, і у тварин яйцеклітина містить багато цитоплазми, а чоловіча гамета її, як правило, майже позбавлена, слід очікувати, що цитоплазматическое спадкування, на відміну від хромосомного, має здійснюватися по материнській лінії. Цитоплазматичне спадкування не може характеризуватися такими суворими кількісними закономірностями, як ядерне. Наприклад, вплив підвищеної температурою на яйця самок наїзника (Habrobracon juglandis) до запліднення призводить до зміни забарвлення тіла у їх потомства. У ряді випадків успадкування ознак пов'язано з особливостями цитоплазми, що виникають в процесі індивідуального розвитку організму або під впливом факторів зовнішнього середовища (онтогенетическая або фенотипическая предетермінація), або під впливом генотипу (генотипическая предетермінація). В цьому випадку успадкування деяких ознак по материнській лінії. Онтогенетическая предетермінація. Обумовлена ??змінами в цитоплазмі, що виникають в ній під впливом певних зовнішніх чинників. Зазвичай такі зміни нестійкі, наприклад, вплив підвищеної температурою на яйця самок наїзника до запліднення призводить до зміни забарвлення тіла у їх потомства. Генотипическая предетермінація цитоплазми відбувається під впливом генотипу материнського організму. Яскравий приклад - успадкування напрямки завитка раковини у прісноводних гермафродитних молюсків Limnea. Більшість з них - перехресно запліднює форми, але деякі з них здатні до самозапліднення. У цих молюсків зустрічаються два типи закручування раковини: проти годинникової стрілки (левозакрученной) і по ходу годинникової стрілки (правозакрученной). При цьому типі успадкування фенотип нащадків відповідає генотипу матері, а не генотипу зигот, з яких вони розвиваються. Даний ознака зумовлюється генотипом материнського організму в цитоплазмі яйця в процесі його розвитку. В даному випадку властивості цитоплазми детерміновані дією хромосомних генів, а не елементами самої цитоплазми, тобто тут діє механізм хромосомного спадкування, який змінює цитоплазму яйцеклітини ще до запліднення. Реципрокне схрещування, система з двох схрещувань - прямого і зворотного. При Р. с. кожен з генотипически різних батьківських типів А і В використовується двічі - один раз в якості материнської і іншим разом в якості батьківської форм (+А'>В і +В'>А). Відмінності між реципрокного гібридами можуть бути викликані впливом материнського організму, цитоплазматичної спадковості, зчепленими з підлогою генами. Метод зворотного схрещування полягає в отриманні потомства в ряду поколінь від схрещування гетерозиготи (дітей гомозиготних батьків, генетично відрізняються один від одного) з одним з вихідних гомозиготних батьків. Сенс подібного схрещування - заміна гена (генів будь-якого комплексу) однієї инбредной лінії на гаплотип інший. В результаті виходить конгенная лінія, що відрізняється від вихідної тільки з цього гену (генам цього комплексу). Поглинальні схрещування, перетворювальне схрещування, один з видів схрещування, застосовуваний для докорінного поліпшення малопродуктивних порід високопродуктивними. Просте П. с. полягає в спарюванні тварин двох порід (покращуваною і поліпшує) для отримання помісей, яких потім в ряді поколінь спаривают з виробниками поліпшує породи до отримання тварин бажаного типу. Високопродуктивних гібридів 4-5-6-го поколінь (висококровних), що відповідають типу поліпшує породи, розводять «в собі» (див. Розведення «в собі»), що іноді закінчується створенням нової породи. П. с., В якому беруть участь кілька поліпшують порід, званих складним. П. с. - Найбільш швидкий і ефективний спосіб масового поліпшення малопродуктивної худоби, а також перетворення порід с.-г. тварин (наприклад, грубошерстних порід овець в тонкорунних і напівтонкорунних). Швидкість перетворення і поліпшення порід залежить від ступеня спадкових відмінностей між тваринами схрещується порід, ступеня спадкової стійкості (консолідації) порід, ретельності відбору і підбору серед помісей, а також умов годівлі та утримання помесного молодняка.

Методи трансплантації ядер У нашій країні Б. В. Конюховим і Е. С. Платоновим в 1985 році було розроблено метод менш травматичного перенесення ядер методом мікроманіпуляції. Він протікає в два етапи: спочатку тонкої мікропіпеткою проколюють зони пеллюціда і плазматичноїмембрани і витягають пронуклеуси, а потім інший піпеткою, більшого діаметра (12 мкм) в той же отвір вводять диплоидное ядро ??донора. У цьому випадку менше травмується цитоплазма зиготи і транспортується ядро ??донора. Трансплантація ядер може здійснюватися й іншим способом, з використанням цітохалазін (речовин, синтезованих грибами). Цітохалазін У руйнує структуру микрофиламентов і сприяє унікальному розташуванню ядра. Ядро залишається з'єднаним з кліткою тоненьким стеблинкою цитоплазми. При центрифугуванні цей місток розривається, утворюються без'ядерні клітини (цітопласти) і каріопласти, що представляють собою ядра, оточені тонким шаром цитоплазми і цитоплазматичної мембраною. Цітопласти відокремлюють від інтактних клітин в градієнті щільності. Вони зберігають здатність прикріплятися до поверхні культурального судини і можуть бути використані для злиття з каріопласти інших клітин з метою отримання життєздатної клітки. Біохімічні методи спрямовані на виявлення біохімічного фенотипу організму. Біохімічні показники (первинний білковий продукт гена, накопичення патологічних метаболітів всередині клітини) відображають сутність хвороби більш адекватно, ніж клінічні симптоми. За допомогою біохімічних методів описано понад 1000 вроджених хвороб обміну речовин. До закономірностям цитоплазматического спадкування слід віднести: 1) передачу ознак по материнській лінії; 2) відсутність строгих кількісних закономірностей розщеплення. Принципами цитоплазматичної спадковості є: 1) дискретна детермінація ознак; 2) відносну сталість плазмогенов; 3) множинність ідентичних плазмогенов. Отже, поняття спадкування та спадковості слід розрізняти, по треба пам'ятати, що в кінцевому підсумку матеріальна і функціональна спадкоємність між поколіннями забезпечується всім і що самовідтворюються структурами клітини: ядерними і цитоплазматичними.

 



Організація генетичного апарату у бактерій. Подання про плазмидах, Епісоми і мігруючих генетичних елементах (інсерційні послідовності, транспозони). | Материнський ефект цитоплазми. Спадкування завитка у молюсків. Пластидних спадковість. Спадкування ряболиста у рослин.

поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 1 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 2 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 3 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 4 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 5 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 6 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 7 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 8 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 9 сторінка | поняття; ген, генотип і фенотип. Фенотипическая і генотипическая мінливість, мутації. 10 сторінка |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати