Post on 02-Jan-2016
description
Historicky – názor o úplné plejomorfii
Později monomorfismus
Relativně velká proměnlivost bakterií: reakce na vnější podmínky rychlost množení haploidní chromosom
Obecné genetické zákony platí i pro bakterie
Nyní bakterie významný objekt genetiky
Geny: chromosomální x extrachromosomální
Změny:
zasahující genotyp – jsou dědičné
zasahující fenotyp (= umožnění fenotypové realizace vlastnosti)
Fenotypové změnyMají dočasný ráz
Reakce na vnější podmínky
Zasahují celý soubor (většinu buněk) adaptivní enzymy – indukce enzymu substrátem velikost buňky přítomnost bičíků disociace kolonií = změny morfologie kolonií spojené i se změnami
některých vlastností, např.: S – hlenovité – toxičtější,
odolnější R – drsné - méně virulentní i nižší
toxicita (u streptokoků 6 fází)
Genotypové změny – mutacezměny v uspořádání nukleotidů v DNA
Delece – zařazení- přesmyk… 1 či více párů
Mutace: spontánní x indukované
Mutageny - zvyšují frekvenci mutací:
chemomutageny (bromouracil…), radiační mutace (UV a γ záření)
Projev mutací vzhledem k haploiditě okamžitý (není recesivita)
Letální mutace znamenají okamžitou smrt buňky
Mutace - dědičné (při replikaci přechází informace do dceřiných buněk) diskontinuální (nárazovité) řídké, zasahují malý počet jedinců, pravděpodobnost 1:106-109
specifické – zasahují určitý determinovaný znak nezávislé mohou být spontánní (není známa příčina)
Přenos genůU vyšších organismů – sexuální procesy (zygota nositelem vlastností obou rodičů)
U bakterií sexuální procesy nejsouAlternativou „parasexuální“ procesyPro většinu hub důležitá součást životního cyklu
1. Konjugace = předání informace donora akceptoroviPodmínky: - rozdílnost buněk (přítomnost F plasmidu), sex-pilyEtapy: - sex-pily vytvoří kanálek
- F plasmid se „otevře“ (DNA není již kruhovitá)- jedno vlákno koncem 5´vstupuje do akceptora (může být přerušeno)- replikace – vznik 2. vlákna
Hfr konjugace: Plasmid je součástí chromosomu a při přestupu může přenést i část chromosomální informace
Konjugace: Hfr konjugace:
2. Transdukce = přenos genetické informace vektoremV přírodních podmínkách je hlavní vektor virus, který „omylem“ během své replikace přijal DNA hostitele
Další vektory: plasmidy, kosmidy (umělé)Přenášena jen malá část DNA Pravděpodobnost: 1:106-108Tři typy příjmu: - rekombinantní = fragment DNA se váže na chromosom
- abortivní – DNA nevstupuje do chromosomu- plasmidový
3. Transformace = buňka recipienta přijímá volnou DNA z vnějšího prostředí a zabudovává ji do chromosomu
Pravděpodobnost menší – DNA relativně velká a může být v buňce rozložena endonukleasamivstup možný pro malý fragment (2000-5000 nukleotidových párů)
4. Extrachromosomální přenos genů = přenos zabezpečený plasmidy zvláště R
Plasmid = dodatečná genetická informaceAutoreplikační jednotka nezávislá na replikaci chromosomální DNAVýrazné zvýšení genetické variabilityPři dělení buňky variabilita přechodu plasmidů do dceřinných buněk;
možná i ztráta (curing)
Oprava DNA, restrinkce
= schopnost buňky opravit změněnou (poškozenou) DNA = podpora homeostase
poškozený nukleotid (např. guanin metylací, či thymin zdvojením) je
rozpoznán a změna je enzymaticky odstraněna
bakterie mají regulační systém pro opravy = SOS regulon
Genové manipulace = řízená a cílená změna genomupřevážně založeno na transdukci
Fáze:Získání genu1. rozštěpení genomu donora restrinkčními endonukleasami (restrinktasami)2.prostřednictvím mRNA – slouží jako matrice pro synthesu DNA reversní
transkriptasou3.synthesa genu podle jeho mapy (DNA synthetiser)4.nákup genuVýběr vhodného vektoru
nejčastěji R plasmid, nutná přítomnost vhodných markerů (resistence na antibiotika), mapa plasmidu (znalost míst, kde je DNA plasmidu „otevřena“ restrinktasamiKonstrukce rekombinantního plasmidu
otevření plasmidu restrinktasouvložení genu ligasouvýsledek: směs rekombinantních a původních plasmidůKonstrukce rekombinantní buňky
plasmidy vstupují do buněk akceptoravýsledek: směs 3 typů buněk:původní + s nezměněným plasmidem + s rekombinantním plasmidemVýběr rekombinantní buňky
založen na využití márkerůKlonování rekombinantní buňky
namnožení se sledováním stability nové vlastnostiVytvoření podmínek pro expresi genu
optimalizace prostředí a vnějších podmínek pro fenotypové uplatnění genu
PSTI
AMP RESIST.
Použití plasmidu pro klonování:1. štěpení BAMHI restrinktasou2. DNA ligasa3. transformant resistentní A + T4. transformant resistentní A citlivý T
Detekce rekombinantní bakterie (3 možnosti):- 0 nerezistentní- TC + AMP (pův. plasmid)- AMP (rekombinantní plasmid)