Генетическое конструирование микроорганизмов: плазмиды и конъюгация у бактерий.

У бактерий носитель генетической информации – кольцевая хромосома и плазмиды. В клетке содержится их от 10 -200. Плазмиды делятся по способности к репликации:

1 – плазм. меньшего размера (более 25 МД) с нестрогим контролем репликации(от 1-4 копий на клетку), при конъюгации переносят ген информацию из клетки в клетку(конъюгация – процесс переноса ген –ой инф. то клетки донора в кл. реципиента, осуществляется при контакте клеток м/д собой).

2 –плазм.(F – фактор) не имеют особой системы переноса, но содержат особую информацию.

Выделяют 2 этапа переноса:

1 - образование скрещивающихся пар,для этого необходимо наличие половых ворсинок – пили (из 12 генов), формирующихся на поверхности клетки донора;

2 – перенос ДНК плазмида двунитевая ДНК, при переносе через мостик ДНК расплетается и поэтому проходит одна нить,она замыкается в кольцо и достраивается. Отдающая клетка остается положительной по этому фактору, принимающая так же становится положительной по нему. Мобилизация – перенос неконъюгативных плазмид (F – фактор не может переносится самостоятельно) с помощью коньюгативных (мобилизуемых), перенос идет за счет генов коньюгативной плазмиды (белок пилин) Неконьюгат –е плазмиды могут переноситься в составе Ко –интеграта по принципу комплиментарности, при попадании в клетку Ко –интеграты распадаются. Если Ко – интеграт длинный его скорость меньше. При переносе плазмид нужно учитывать совместимость вносимых плазмид с имеющимися. В природных условиях не все плазмиды выживают. Конъюгация применяется при конструировании промышленных штаммов, т. к. можно легко получать генетические рекомбинанты,производить мобилизацию неконъюгативных плазмид, создавать гибридные плазмиды, объединять различные плазмиды в одной клетке.

Генетическое конструирование микроорганизмов: фаги и трансдукция.

Бактериофаги – вирусы бактерий, состоят из ДНК и белка, который образует головку вокруг нуклеиновой кислоты(обычно двуцепочечной, но у РНК содержащих – одноцепочечная). Их воспроизводство идет только в живых клетках. Фаги впрыскивают нуклеиновые кислоты ч/з прокол, в клетке происходит ее многократная репликация (образуются новые фаги), далее фаги выходят из клетки путем почкования в окружающую среду, без разрыва всей клетки Плюс фагов в том что с их помощью можно создавать новые штаммы. Функции фагов:

1 – степень взаимодействия фага с участком ДНК;

2 – процесс упаковки ДНК в головку фага;

3 – общая трансдукция – передача фагом различных участков ДНК;

4 – специфическая – перенос определенных участков гена;

5 – неспецифическая - перенос разных участков.

Абортивные трансдуктанты - информация передается не стабильно из поколение в поколение. Трансдуктанты легко отбираются. При упаковке ДНК в головку фага необходимо:

1 – размер пакуемой ДНК должен быть равен головке фага (плюс в том что фаги могут переносить плазмиды из клетки), а если размер пакуемой ДНК меньше, то она может быть достроена (1 – за счет полимеризации плазмиды; 2 – за счет ДНК фага редко). Если размер пакуемой ДНК больше генома фага, то плазмида должна быть укорочена: если она потеряла участки ответственные за репликацию, в дальнейшем она теряет способность к репликации. Трансдукция имеет важное значение для ген –го исследования бактерий, и создания новых штаммов.

Трансформации – перенос фрагмента свободной ДНК. Контакт может быть только с компетентными клетками – способными адсорбировать фрагмент ДНК на клеточной стенке. Способность фрагмента ДНК проникать через клеточную мембрану. В клетке есть мезосомы – пропускают через отдельные участки цитоплазматической мембраны. Можно повысить путем замораживания и размораживания или внесения ионов лития.