Бактериялар мен вирустардың генетикасы және өзгергіштік

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
I. Кіріспе
oo Микроорганизмдер генетикасы
II. Негізгі бөлім
oo Бактериялар мен вирустардың генетикасы және өзгергіштік
oo Генетикалық карталар
oo Бактериялар рекомбинациясы
III. Қорытынды
IV. Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе
Микроорганизмдердің генетикасы тұқымқуалаушылық және озгергіштігі ілімі ретінде құрылысы мен биологиясына сәйкес езіне тән ерекшеліктері бар. Бактериялардың генетикасы көбірек зерттелген, олардың ерекшелік сипаты бактериалды жасушаның ұсақ өлшемі және кобеюінің жоғары жылдамдығы, мұның нәтижесі популяцияның үлкен санында қысқа уақыты аралығында генетикалық езгерістерді анықтауға мүмкіндік береді.Бактериалды жасушада гендердің біртекті жиынтығы бар
Бактерияның хромосомасы үзындығы 1000 мкм және молекулалық салмағы 1,5-2-109Д полинуклеотідті (ДНҚ-ның екі полинуклеотидтті тізбегі) болып табылады. Ол суперспиралданған және сақинаға тұйықталған: 3000-5000-И дейін геннен тұрады. Хромосомаға ұқсас бактериялардың цитоплазмасында плазмида (хромосомадан тыс тұқымқуалаушылық факторлары) деп аталатьн ДНҚ-ның ковалентті тұйықталған сақинасы орналасады. Плазмид салмағы хромосома салмағынан аз. Хромосома мен плазмида автономдық өздігінен көшіруге -- репликацияға қабілетті, сондықтан оларды репликондар деп атайды.
Өзгергіштіктің негізінде қоршаған орта факторларына генотип реакцияларының өзгерісі немесе гендер мен олардьң рекомбинацияларының мутациясы нәтижесінде генотиптің өзінің өзгерісі жатыр. Осыған байланысты фенотиптік өзгергіштік тұқымқуалайтын және тұқымқуаламайтын болып бөлінеді.
Тұқымқуаламайтын (қоршаған орта, модификациялық) өзгергіштік жасуша ішілік және -сыртылық факторлардың генотиптік көрініске әсерімен қамтамасыз етіледі. Модификацияны тұдыратын факторларды қалпына келтіргенде бұл өзгерістер жоғалады.
Түқымқуалайтын (генотиптік) езгергіштік мутациялармен байланысты -мутациялық өзгергіштік. Мутацияның негізін ДНҚ-қы нуклеотидтердің реттілігінің өзгерісі құрайды, оларды толық немесе жартылай жоғалту, яғни гендердің құрылымдық қайта құрылуы жүреді, бұл белгінің өзгерген түрінде фенотиптік өзгеріспен көрінеді.

Негізгі бөлім
Вирустар мен бактериялар-жалпы генетикалық заңдылықтарды анықтау үшін қолданылатын негізгі зерттеу обьектілері.
Вирустар мен бактериялар генетикалық тәжірибе жасауға қажетті қасиеттерімен ерекшеленеді.
Осы себептен олар молекулярлы генетиканың қалыптасуы мен дамуында маңызды рөл атқарды.

Себептері:
:: Генетикалық анализ кезінде бактериялар мен вирустардың жиілігі 10ֿ9 мутанттарын алуға болады.
:: Бактерияларда ДНҚ-ның ерекше аймақтары:плазмидалар,транпозондар мен Is-тіркестіктер болады.

Вирус пен бактериялар-генетикалық тәжірибелер жасауға ыңғайлы.
Себептері:
:: Олар гаплоидты,яғни бір хромосомалы болғандықтан,доминанттылық болмайды.
:: Өте тез көбейеді,лабораторлық жағдайда бірнеше сағат ішінде миллиардтаған поуляциясын алуға болады.
:: Жыныстық дифференциалды,бұл қасиеті донор және реципиент бактерия жасушаларының болуына негізделген.
Бактерия геномының құрылысы:
oo Бактерия геномы өздігінен репликациялануға қабілетті генетикалық элемент-репликондардан тұрады.Репликонға бактериялардың хромосомалары мен плазмидалары жатады.
oo Бактериялардың тұқымқуалаушылық ақпараттары ДНҚ-да тіркестік түрінде сақталады.
oo Олар аминқышқылдарының ақуыздарға тіркестігін анықтайды.
oo Әр ақуызға өзінің гені сәйкес келеді.

Бактерия хромосомасы
oo Бактерия хромосомасы екі тізбекті сақиналы ДНҚ молекуласы болып табылады.
oo Бактериялардың ДНҚ-ның молекулалық массасы салыстырмалы түрде жоғары.
oo Бактерия хромосомасы жинақы нуклеоидты құрайды.
oo Нуклеоидтан басқа бактериялардың генетикалық материалы хромосомадан тыс элемент-плазмидаларда сақталады.
oo Плазмидалар клетка цитоплазмасында автономды түрде болады.

Генетикалық карталар
Генетикалық карталар - деп хромосомада болатын тіркес гендердің орналасу сызбанұсқасын айтады. Қазіргі кезде, әсіресе, генетикалық тұрғыдан толық зерттелген объектілердің, атап айтқанда, дрозофиланың, жүгері және қызан өсімдіктерінің, тышқанның, пішен таяқшасының, т.б. генетикалық карталары жасалған. Болашақта басқа да өсімдіктер мен жануарлардың және адамның генетикалық картасын жасау міндеті тұр. Генетикалық карталар ұқсас хромосомалардың әр жұбы бойынша жеке-жеке жасалады. Хромосомалардың жұптарын тіркестік топтар деп атайды.
Олардың саны хромосомалардың гаплоидты жиынтығына тең болатындығы бұрын айтылған болатын. Мысалы, дрозофилада 8 хромосома болса, ол 4 тіркестік топты, жүгерідегі 20 хромосома 10 тіркестік топты құрайды. Тіркестік топтар рим цифрларымен І, ІІ, ІІІ, ІV және т.б. болып белгіленеді. Картаны дұрыс құрастыру үшін гендердің тұқым қуалау заңдылықтарын толық зерттеп, білу қажет. Мысалы, дрозофиланың 4 тіркестік топта шоғырланған 7000-ға жуық гені, сол сияқты жүгерінің 10 тіркестік тобында болатын 10000-ға жуық гені зерттелген және т.б. Генетикалық картаны құрастыру кезінде тіркесу тобы, гендердің толық немесе қысқартылып алынған атаулары көрсетіледі және хромосомада орналасқан гендердің ара қашықтығын көрсететін цифрлар жазылады. Гендер арасындағы ара қашықтықтың өлшем бірлігі 1% кроссинговерге тең болады. Оны Т.Морганның құрметіне сантиморган (сМ) немесе морганида деп атайтынын білесіңдер.
Мысалыға, дрозофиланың бір ғана хромосомасында болатын гендер тобының орналасу ретін қарастырайық. Олар үш түрлі гендерден тұрады:
1. қанатының бүріскендігін анықтайтын -- (jantһy) гені;
2. көзінің қара қошқыл түсін анықтайтын -- (purple) гені;
3. көзінің қызыл түсін анықтайтын -- (cіnnabar) гені.
Бұл гендер дрозофиланың ІІ жұп хромосомасында орналасқан. Сонда j мен pr гендерінің ара қашықтығы кроссинговер пайызымен есептегенде 5,8; pr мен c гендері 3; ал j мен с гендерінікі -- 8,8 сантиморганға тең болады. Микроорганизмдердің генетикалық картасы өзгеше. Себебі, олардың сақина тәрізді жалғыз ғана хромосомасы болады. Бірқатар бактерияларда мысалы, пішен таяқшасында генетикалық ақпарат клеткалардың конъюгациялануы кезінде беріледі және микроорганизмдер хромосомасындағы гендердің орналасу реті тұрақты болады. Сондықтан олардың генетикалық картасы да дөңгелек пішінді болып келеді. Ал ондағы орналасқан гендердің ара қашықтығы кроссинговер пайызымен емес, конъюгацияның ұзақтығымен, яғни минутпен өлшенеді.
Жалпы тірі организмдердің генетикалық картасын құрастырудың теориялық, сонымен қатар, практикалық та маңызы бар. Мысалы, гендердің орналасу ретін білу арқылы белгілердің тұқым қуалау сипатын алдын ала анықтауға мүмкіндік туады. Айталық, селекцияда будандастыру үшін қажетті ата-аналық жұптарды дұрыс таңдап алу жолдарын жеңілдетеді.
Сол сияқты болашақта адамның генетикалық картасы жасалатын болса, аса қауіпті ауру -- обырға (рак) жауапты онкогеннің хромосомадағы орналасқан нақты орнын тауып, оған қарсы әрекет жасалса, яғни қызметін тежеу жолы табылса адамзатты мұндай ауыр зардаптан құтқарған болар едік. Хромосомалардағы гендердің орналасу ретін зерттеу цитологиялық жолмен де жүргізіледі. Соның негізінде цитологиялық карталар жасалады. Мысалы, дрозофила шыбыны дернәсілінің сілекей безінде болатын алып хромосомаларды цитогенетикалық тұрғыдан зерттеу барысында олардағы бірқатар гендердің орналасқан орнын анықтауға мүмкіндік туды.
Генетикалық және цитологиялық карталарды бір-бірімен салыстыра отырып, хромосома бойындағы гендердің айқасу жиілігін, яғни кроссинговер мөлшерін анықтауға болады. Бұл сілекей бездеріндегі алып хромосомаларды зерттеу нәтижесінде белгілі болды. Онда барлық төрт жұп хромосоманың жалпы ұзындығы генетикалық карта бойынша 279% кроссинговерге, яғни сантиморганга тең. К.Бриджес сол төрт жұп хромосоманың әрқайсысының ұзындығын микроскоп арқылы өлшеген.
Сонда барлығының ұзындығын қосқанда 1180 микрометр болған. Генетикалық және цитологиялық карталарды салыстыру үшін К.Бриджес кроссинговер коэффициентін пайдалануды ұсынған. Ол үшін хромосомалардың барлық ұзындығын (1180 мкм) генетикалық картаның көрсеткішіне (279%) бөлген, сонда орта есеппен 4,2 болып шыққан. Бұл генетикалық картадағы әрбір кроссинговер (айқасу) бірлігіне цитологиялық карта бойынша 4,2 мкм ұзындық сәйкес келеді деген сөз.

Бактериялар рекомбинациясы
Рекомбинация - ДНҚ молекуласының бөлінуі мен қайтадан қалпына келуі нәтижесіндегі жаңа реттіліктің пайда болуы. Бактериялар ДНҚ-ның осындай өзгерістерінің нәтижесінде рекомбинантты штамдар деп аталатын немесе рекомбинанттар пайда болады. Бактериялардағы рекомбинация процесі олардың генетикалық ерекшеліктеріне, генетикалық алмасу түрлеріне байланысты бірқатар айырмашылықтарға ие. Осы микробты нысандарда генетикалық материалдардың тасымалдау түрлері ашылған трансформация, трансдукция, конъюгация, бұлар классикалық генетикаға белгісіз, осылардың көмегімен генетикалық рекомбинациялардың молекулярлы механизмдері реттеледі.
Генетикалық рекомбинация - екі геном арасындағы, реком- ДНҚ түзілуіне, екі ата - ананың да гендеріне сай бүршіктік геномның түзілуіне әкелетін әр түрлі генотиптері бар екі геннің ара -қатынасы.
Бактерияларда жыныстық көбею мен мейоз болмайды. Рекомбинация процесінде донор бактериялар - олар жасушаларға генетикалық материалды тасымалдайды және реципиент -қабылдаушы жасуша қатысады. Реципиент - жасушаға донор -жасушаның хромосомасының бір бөлігі ғана енді. Рекомбинацияның мәнісі - бактериялар арасында генетикалық ақпаратты тасымалдау болып табылады. Ол келесі үш механизм арқылы жүзеге асырылады: конъюгация (бактериялар қатынасы кезінде біреуі конъюгативті плазмиданы алып жүреді), трансдукция (әлсіз бактериофагтың көмегімен), трансформация (жоғары полимеразалы ДНҚ көмегімен).
Трансформация
Трансформация (көне лат. transformatіo - айналу), генетикада - оқшауланған дезоксирибонуклеин қышқылының көмегімен генетикалық ақпаратты қандай да бір клеткаға ендіру процесі. Трансформация нәтижесінде генетикалық ақпарат Трансформацияланған клеткада және сол клеткадан тараған ұрпақ клеткаларда жаңа белгілер пайда болады. Трансформация құбылысын 1928 жылы ағылшын ғалымы Ф.Гриффит (1877 - 1941) ашқан.
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.