Понятие о наследственности. Особенности организации генетического аппарата. Генотип.

Наследственность– это способность сохранять и передавать исходные видовые признаки из поколения в поколение.

Ген – наследственный фактор, единица наследственного материала – определенный участок молекулы ДНК у высших организмов (РНК у ряда вирусов), ответственный за синтез определенного белка.

Генотип - совокупность всех генов организма, его наследственная материальная основа.

Фенотип - совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся на основе взаимодействия генотипа с условиями внешней среды.

Генетический материал у бактерий содержится в нуклеоиде (бактериальной хромосоме) и во внехромосомных генетических элементах — плазмидах и мигрирующих генетических элементах (транспозоны и IS-последовательности).

ДНК:

n нуклеоид (бактериальная хромосома)

жизненно важные признаки

n внехромосомные генетические элементы

не жизненно важные признаки

Транспозоны:

IS-последовательности:

Молекула ДНК (нуклеоид) представляет собой замкнутую, спирально закрученную двунитчатую структуру, свободно располагающуюся в цитоплазме. Длина бактериальной хромосомы в развернутом состоянии составляет приблизительно 1 мм.

Геном у вирусов представлен одной из двух нуклеиновых кислот: ДНК или РНК. Вирусные НК весьма разнообразны и отличаются между собой по ряду свойств. Они могут быть:

1) двунитчатыми, однонитчатыми;

2) линейными, кольцевыми;

3) непрерывными, фрагментированными;

4) РНК может либо нести и информационную функцию (+РНК), либо только генетическую (-РНК).

Плазмотип – совокупность генов плазмид. 

Плазмиды -внегеномные элементы, представляющие собой циркулярную двухцепочечную ДНК, реплицирующиеся автономно от геномной ДНК. Большинство плазмид распространяется конъюгативным путем, часть - при трансформации и трансдукции. Выделяют автономные (не связанные с хромосомой бактерий) и интегрированные (встроенные в хромосому) плазмиды.

Изменчивость. Классификация и характеристика форм изменчивости.

Изменчивость – способность микроорганизмов изменять видовые признаки и свойства.

Может быть ненаследуемой (модификационной) и генотипической (мутации, рекомбинации). См. кратко о каждом виде ниже!!!

Фенотипическая изменчивость. Модификации. Примеры.

Модификации - временные, наследственно не закрепленные изменения, возникающие как адаптивные реакции бактерий на изменения окружающей среды. Модификации находятся под контролем генома, но не сопровождаются изменениями первичной структуры ДНК и вскоре утрачиваются. Модификации проявляются в изменении морфологических, биохимических и ряда других признаков.

Биохимическую основу модификации составляет индуцибельный синтез ферментов. Так, например, кишечная палочка только в присутствии лактозы синтезирует ферменты, необходимые для ее расщепления.

Выделяют 2 вида модификационной изменчивости:

а) стабильную (длительную) модификацию. Она сохраняется в потомстве в течение нескольких поколений.

б) кратковременную модификацию. Она исчезает сразу после прекращения действия фактора, вызвавшего ее.

К модификациям можно отнести включение «молчащих « генов (без их перестройки), в результате чего происходит смена антигенов в ходе инфекционного заболевания.

Модификации могут возникать под действием антибиотиков. При этом образуются L-формы, лишённые клеточной стенки. После прекращения действия пенициллина происходит реверсия – возврат к исходному фенотипу.

При выращивании многих бактерий на питательной среде с бактериостатическими концентрациями антисептиков (фенол, например) также можно получить модификации (например, утрата жгутиков).

 42. Диссоциации у бактерий.

R-S-диссоциация бактерий - это образования двух форм бактериальных клеток, которые отличаются друг от друга по характеру образуемых ими колоний на твердой питательной среде. Один тип — R-колонии (англ. rough — неровный) — характеризуется неровными краями и шероховатой поверхностью, второй тип — S колоний (англ. smooth— гладкий) - имеет круглую форму, гладкую поверхность.

Диссоциацию большинство ученых рассматривают как закономерную форму модификации, а некоторые относят ее к мутациям. В основе диссоциации лежат изменения в структуре липополисахарида (ЛПС) клеточной стенки грамотрицательных микроорганизмов

Процесс диссоциации обычно протекает в одном направлении: от S- к R-форме. Обратный переход R- в S-форму наблюдается реже. Для большинства вирулентных бактерий характерен рост в виде S-формы колоний (исключение – чумная палочка, бациллы сибирской язвы, микобактерии туберкулеза).

В процессе диссоциации одновременно с изменением морфологии колоний меняются биохимические, антигенные, патогенные свойства бактерий, их устойчивость к физическим и химическим факторам внешней среды!

Биологическое значение S-R-диссоциации состоит в приобретении бактериями определенных селективных преимуществ. К ним относится более высокая устойчивость S-форм к фагоцитозу макрофагами, бактерицидному действию сыворотки крови. R-формы обладают большей устойчивостью к факторам окружающей среды. Они более длительное время сохраняются во внешней среде.

S-R-диссоциация во многих случаях усложняет бактериологическую диагностику инфекционных заболеваний.

Свойства бактерий из S- и R-колоний