Вирустардың генетикалық ерекшеліктері

                               Микроорганизмдер генетикасы

Генетика анықтамасы – тұқым қуалау және өзгергіштік туралы ілім (genesis-шығу тегі, туылу). Тұқым қуалау – болашақ ұрпаққа ата-аналық белгілерінің қайталанып берілуі.

 Өзгергіштік - әртүрлі факторлардың әсерінен сол дараға (особь) тән кейбір қасиеттерінің өзгеруі

Бактериялық хромосома . Бактериялық геном өздігінше репликациялану (өзін қайталау) қабілеттілігі бар генетикалық элементтерден тұрады, оны репликондар дейді (бактериялық хромосома және плазмидалар). Бактерияларда тұқым қуалаушылық ақпарат ДНҚ нуклеотидінің реттілігі (последовательность) түрінде сақталады. Бактерия хромосомасы – сақина пішінді екі жіпшелі ДНҚ молекуласы. Хромосома мөлшері микроб түрлеріне қарай әртүрлі болады - 3 х 10⁸ – 2,5 х 10⁹, ал 3,2 х 10⁶ нуклеотидтік қосаққа сәйкес. Бактериялық хромосома – гаплоидты гендер жиынтығы.

Бактериялардың плазмидалары. Плазмидалар – автономиялы репликациялану және генетикалық ақпарат тасымалдау қабілеттілігі бар, хромосомадан тыс орналасқан, мөлшері шамалы, сақина тәріздес ДНҚ молекуласы.       

Қасиеттері:

n Хромосомадан тәуелсіз көбейе алады (репликация).

n Трансмиссивтілігі бар (бір жасушадан екіншісіне ауысу).

n Әрбір микроб жасушасында бола бермейді, яғни тұрақты элемент емес.

n Элиминациялық, рекомбинациялық,интеграциялық процестерге қатыса алады.

n Мөлшері әртүрлі (майда, іріленген түрлері болады).

n Әрбір бактерияда 10-20-ге дейін көшірмелері (копиясы) болады.

n Микробтар арасында өзара іріктелінуіне (селекция) себепкер болады.

Плазмидалардың түрлері (типтері):

1. F-плазмида (аталық жасушадан аналыққа жыныс қатынасын арттырады, яғни фертильдігін күшейтеді).
2. R-плазмида (антибиотиктерге төзімділік қасиет береді).
3. RTF-плазмида (сыртқы орта факторларының әсеріне төзімділік қасиетіне жауапты).
4. Col-плазмида (микробқа колициногендік қасиет береді).
5. Ent-плазмида (микроб жасушасында эндотоксин өндірілуіне жауап береді).
6. Hly-плазмида (эритроциттерді лизистейтін – гемолиздік қасиет береді).
7. АЛА-плазмида (антилизоцимдік белсенділік факторы).

Жылжымалы генетикалық элементтер:

Бактериялық геномның (хромосома, плазмидалар) құрамына жылжымалы (подвижные) генетикалық элементтер кіреді:

1) Ендірме (инсерционды) реттіліктер – IS (ағыл.: insertion sequences) элементтер – ол репликонның бір жерінен басқа учаскесіне, және де репликондар араларына ауысу қабілеттілігі бар ДНҚ бөлшегі: ол транспозаза ферментін кодтайтын геннің көмегімен атқарылады. Олар өз алдына репликон емес, ДНҚ репликациялайтын геномның құрамдас элементі.

2) Транспозондар – ол IS элементі сияқты қасиеті бар, бірақ оның құрамында құрылымдық гені болады, олар спецификалық биологиялық қасиеттер беретін молекулалардың синтезделуін қамтамасыз ететін гендер. Осындай гендер арқылы токсигендік, антибиотиктерге төзімділік т.б. қасиеттер берілуі мүмкін.

Микроорганизмдер арасындағы өзгергіштіктер

Микробтардың мөлшерінің ұқсастығына қарамастан, әр түрлі факторлардың әсерінен қасиеттерінің өзгеріп отыруы мүмкін.

n Генотип - әрбір микробқа тән барлық гендердің жиынтығы, яғни детерминанттар жүйесі.

n Фенотип – микробтың сыртқа көрініс беретін бегілерінің, яғни байқалатын қасиеттерінің жиынтығы.

Генотип бактериялардың генетикалық картасын жасағанда латынша кіші әріптермен белгіленіп, қысқаша жазылады: lac, col, tox, ent т.б.

Фенотиптік белгілер үлкен әріптермен жазылады: Lac, Col, Tox, Ent т.б.

Фенотиптік (модификациялық) өзгергіштіктер тұқым қуаламайды. Қолайлы жағдай жасағанда бұрынғы қасиеттері қайтып оралады. Оларға мынадай құбылыстар жатады:

n морфологиясының өзгеруі (таяқшадан шар тірізділерге айналуы);

n Дақылдың қасиеттерінің өзгеруі («S» пішіндіден «R»-ге айналуы);

n Биохимиялық қасиеттерінің өзгеруі (кейбір органикалық заттарды ыдырату қабілеттілігі);

n Антибиотиктерге уақытша төзімділік пайда болуы және т.б.

Генотиптік өзгергіштіктер бактерия геномын, құрылымындағы өзгерістермен байланысты, ол тұқым қуалайтын қасиет. Оларға мынандай құбылыстар жатады:

1. Мутациялар – ДНҚ-ның біріншілік құрылымындағы өзгерістермен байланыcты, сырттан генетикалық ақпарат түспейді.
2. Спонтанды мутация - табиғи жағдайда өзінен-өзі пайда болады, сирек кездесді.
3. Индуцирленген мутация - әртүрлі мутагенді агенттердің әсер ету нәтижесінде пайда болады. Мутагендерге мыналар жатады:

n физикалық факторлар (рентген және УК(УФ) сәулелер, гамма радиация);

n химиялық (пуриндік және пиримидиндік негіздердің анологтары, азот қышқылы, антисептиктер, ауыр металдың тұздары т.б.).

n биологиялық (антибиотиктер, транспозондар)

Микроб жасушасындағы ДНҚ-ның тізбекшелеріндегі (гендердің) өзгерістерге байланысты болатын мутациялар:

n делеция – нуклеотидтердің бірнеше қосағының түсіп қалуы;

n дупликация – нуклеотидті қосақ қосылуы;

n транслокация – хромосома фрагменттерінің бір жерінен басқа учаскесіне ауысуы;

n инверсия – нуклеотидті қосақтардың орын алмастыруы.

Генетикалық рекомбинациялар кезінде донордан реципиенттің геномына генетикалық материал енеді. Генетикалық бөлшектердің қандай тәсілмен енуіне байланысты мынадай құбылыстарға бөледі:

n Трансформация – реципиенттің субстраттан донор жасушасының генетикалық фрагменттерін белсенді түрде қосып алуы. Бұл құбылысты алғашқы рет Ф. Гриффитс (1928 ж.) сипаттаған. О.Эверн, К.Мак-Леод, М. Мак-Карти (1944 ж.) трансформация ДНҚ-ның бөлшегі арқылы берілетінін дәлелдеді. Бұл процесс компонентті жасушалар бар жағдайда атқарылады. Компоненттілік – ол бактериялық жасушаның бөтен ДНҚ-сын өзіне сіңіру ќабілеттілігі.

Трансдукция – донордан реципиентке бактериофагтың көмегімен гендердің берілуі. Ол мынадай кезеңдерден тұрады:

1. Донор – жасушасымен бактериофагтың өзара әрекеттесуі.
2. Донор – жасуша ДНҚ-ның фрагментінің фаг нуклеин қышқылына тіркелуі.
3. Донор – жасуша ДНҚ-ң фрагментінің реципиент жасушаға фагпен тасымалдануы.

n Конъюгация – генетикалық материалдың донордан реципиентке жыныстық кірпікшелер арқылы тікелей жанасқанда берілуі. Бұл процесс тек қана бір бағытта, яғни аталық жасушадан (F+) аналық жасушаға (F-) қарай жүреді, керісінше болмаиды. Мұндай процесті Hfr (ағыл. High frequency of recombination - рекомбинациялық жиілігі жоғары) плазмидасы бар жасушалар жиірек атқара алады.

Вирустық геном құрылысының ерекшелігі сол, вирустарды нуклеин қышқылының типіне байланысты генетикалық информация ДНҚ-на немесе РНҚ-на жазылуы мүмкін. Бактерияларға әсер ететін сыртқы орта факторлары вирустарға да мутагендік әсер етеді.

Вирустардың қасиеттерінің өзгеруі екі бағытта атқарылады:

n әр түрге жататын вирустардың нуклейн қышқылының бөлшегімен өзара - алмасуы нәтижесінде (генетикалык рекомбинация, генетикалық реактивация);

n генетикалық материалдың өзара алмасу жағдайы болмағанда (комплементация, фенотиптік араластыру).

Генетикалық практиканың маңызы

1. Гендік инженерия саласында қолданыу.
2. Тұқым қуалау және өзгергіштіктің молекулалық негіздерін бактериялық үлгіде зерттеу.
3. Антибиоиктер, ферменттер өндіретін микробтарды іріктеп алу.
4. Вакцина дайындауға ыңғайланған микробтардың штамдарын алу.
5. Диагноз қоюды жақсарту үшін микроб түрлерінің өзгеруін анықтау.
6. Бактериялардың хромосомаларын (гендерін) бір жүйеге реттеу.
7. Микробтардың бір-біріне жақындығын (туыстастығын, түрін, варианттарын) анықтау.
8. Жұқпалы ауруларға диагноз қою үшін қолдану (ПТР-ПЦР, молекулалық гибридизациялау әдісі).

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности