Pie mikroorganismiem, pieder organismi, kas atšķiras pēc organizācijas līmeņiem,

1. Pie mikroorganismiem, pieder organismi, kas atšķiras pēc organizācijas līmeņiem, pieder pie dažādām valstīm

2. .

3. Sēnes un aļģes Sēnēm un aļģem ir parasta kodola organizācija, kāda ir raksturīga eikariotisko organismu šūnām, kaut gan dažiem no šiem organismiem kodola uzbūve var būt atšķirīga.

5. Baktērijām nav kodola, bet ir nukleoīds. Nukleoīds nav atdalīts no citoplazmas ar membrānu. Daloties nereorganizējas, kā tas notiek augstāko organismu mitotiskā cikla laikā, dalīšanās vārpsta neveidojas. Baktērijas

7. Vīrusi Vīrusiem nav šūnas organizācijas. Atšķirībā no visiem citiem organismiem, tie vairojas tikai dzīvnieku, augu vai mikroorganismu šūnās.

8. Ģenētiskos pētījumos visbiežāk tiek izmantoti baktēriju vīrusi-bakteriofāgi

9. Mikroorganismi ir ļoti atšķirīgi savā starpā, bet to iedzimtību un mainību pēta viena zinātne - Mīkroorganismu ģenētīka Kāpēc? Kas viņus apvieno?

10. Mikroorganimi ideāli atbilst visām tām prasībām, kuras nepieciešamas ģenētiskiem objektiem 1. Mikroorganismiem ir nelieli izmēri, tas nozīmē, ka liels daudzums šo objektu var ievietoties nelielā tilpumā un laboratorijā tie aizņem maz vietas. Pašu mazāko baktēriju diametrs ir aptuveni 0,1 mkm ( 100 nm ), tas ir mazāks nekā lielākajiem vīrusiem, bet baktērijas, kurām ir nūjiņas forma sasniedz 60 mkm garumu.

12. (Sēņu spora) (Augu spora) (Lietus piliens) Gaisā sastopamo daļiņu izmēri. g

13. 2.Mikroorganismi ātri vairojas. Eksperimentus var veikt salīdzinoši neilgā laikā. Katra Escherichia coli šūna dalās ik pēc 20-30 minūtēm, atkarībā no temperatūras un ārējiem apstākļiem. Tas ir daudzreiz ātrāk nekā vairojas tāds iemīļots ģenētiskais objekts, kāds ir Drozophila.

14. 3. Mikroorganismi ir viegli audzējami gan šķidrās, gan cietās barotnēs. Bieži pat ļoti vienkārša sastāva.

15. 4. Mikroorganismiem dzīves ciklā ir haploīdāfāze 5. Ar mikroorganismiem ir nepieciešams strādāt sterilos apstākļos.

16. Vienas šūnas dzīvības izpausmes ir tik niecīgas, kā tās gandrīz neiespējami konstatēt. Sakarā ar to, fenotipa izpētīšanai ir savas īpatnības. Mikroorganismiem nav iespējams pētīt atsevišķus indivīdus, to pazīmes un īpašības.

17. Par izpētes objektu mikroorganismu ģenētikā pieņemts izmantot mikroorganimu kultūru, bet ne atsevišķu šūnu.

18. Tīrkultūra tā ir mikroorganismu kultūra, kas sastāv no vienas sugas šūnām. Mikroorganismu kultūrā ir milzīgs skaits šūnu, tādēļ nav iespējams izsekot visu pēcnācēju attīstībai. Taču genētiskā analīze nav iespējama, ja nav noskaidroti konkrēto šūnu vecāki un pēcnācēji.

19. Klons tas ir vienu kodolu vai nukleoīdu saturošas veģetatīvas šūnas vai sporas pēcteču grupa, kas radusies bezdzimuma vairošanās (mitotiskās dalīšanās ) ceļā.

20. Sēnēm un baktērijām kloni ir kolonijas. Vīrusa kloni - negatīvās kolonijas jeb lizes zonas.

21. Celms ir no klona cēlusies ģenētiska kultūra, kura tiek saglabāta, atlasot šūnas ar specifiskām pazīmēm, veģetatīvi vai ģeneratīvi pavairojot. .

22. Mikroorganismu ģenētikas attīstības vēsture • Neskatoties uz to, ka mikroorganismi ir brīnišķīgs ģenētiskais objekts, • mikroorganismu ģenētika kā atsevišķa zinātne sāka attīstīties tikai • 40. gadu sākumā. • Šajā laikāsvarīgākie ģenētiskie principi bija jau atklāti.

23. Ģenētiķi nostājās jautājuma priekšā: • Kas ir gēns? • Kā gēns darbojas, kā tas kontrolē • pazīmju rašanos? • Kā mainās gēns un genotips ? Šos jautājumus palīdzēja atrisināt mikroorganismu ģenētika.

24. Taču līdz šim laikam bakterioloģija un ģenētika attīstījās atsevišķi. Kaut arī bakteriologi jau no Pastēra laikiem zināja par mikroorganismu mainību, taču skaidroja to nepareizi. Vecajos rakstos par bakterioloģiju dominēja idejas par tiešu adaptāciju un iegūto īpašību iedzimtību, bet mūsdienu ģenētika uzskata, ka iedzimtības pazīmju izmaiņas ārējās vides iedarbībā nav virzītas.

25. Tomēr šis fakts, ka Lamarka idejas ilgu laiku dominēja bakteriologu vidū, neliksies tik jocīgs, ja atcerēsimies, ka darbs norit ar ļoti lielām baktēriju populācijām, kuras ātri vairojas. Mikroorganismu kultūras izmaiņas, retu indivīdu atlasē (pēc Darvina) jau esošajās populācijās, mutāciju rezultātā pirms apkārtējās vides izmaiņām, tika pieņemtas par adaptāciju.

26. Ģenētiķi vai nu vispār neinteresējās par bakterioloģiju, vai arī šaubījās par iespēju pielietot ģenētiskus principus tādām primitīvām formām kā mikroorganismi. Stāvoklis mainījās, kad tika atklātas sēņu bioķīmiskās mutācijas.

27. Pirmais ģenētiskais objekts bija Neurospora crassa. Eksperimentus veica amerikāņu zinātnieki Bīdls un Teitems 1941.gadā.

28. 1941.g. – Neurospora crassa bioķīmisko mutantu atklāšana. • Izvirzīts princips” Viens gēns nosaka viena fermenta biosintēzi’’. • (Dž. Bīdls un E. Teitems ASV ).

29. Drīz pēc tam Lurija un Delbrūks 1943.- 1944. gadā atklāja mutācijas baktērijām,analizējot zarnu nūjiņas rezistenci pret fāgiem. Šie pētījumipierādīja,ka ģenētiskie principi ir vienādi visiem dzīvajiem organismiem. Mikroorganismi kļuva par ģenētisko pētījumu objektiem.

30. 1944.g. – Transformējošā aģenta (DNS) bioķīmiskās dabas atklāšana. • (Avery O., McCarty M., McLeod ). • 1946.g. – Vienlaikus divās laboratorijās tika atklāta vīrusu rekombinācija.

31. 1947.g – E.coli rekombinācijas pierādīšana ( Ledenberg J, Tatum E.L. ). 1952.g - E. coli transdukcijas atklāšana - ģenētiskā materiāla pārnešana ar vīrusu starpniecību. ( Ledenberg J. Zinder N. )

32. 1952.g. – Netiešās selekcijas metodes izstrādāšana ar repliku tehnikas palīdzību. Izmantojot šo metodi, autori izdalīja rezistentus mutantus bez kontakta ar atlases faktoru. • (Ledenberg J., Ledenberg E. M.)

33. 1956.g. – Pirmo reizi tiek izpētīta bakteriofāga gēnu smalkā struktūra. • (Benzer S.) • S. Benzers pētot fāga T4 gēna rII iekšējo uzbūvi, pierādīja, ka gēns nav ne mutācijas, • ne rekombinācijas elementārvienība, bet ir • funkcijas vienība.

34. 40. – 50. gados izstrādātie darbi deva iespēju izmantot baktēriju mutantus dažādu rekombināciju sistēmu atklāšanai. Bez rekombināciju sistēmām nav iespējams pielietot klasisko ģenētisko analīzi baktērijām.

35. Pētot baktēriju konjugāciju radās mācība par baktēriju plazmīdām; līdz ar to kļuva skaidrs, ka dzimumfaktors F, kurš nosaka baktēriju konjugāciju, ir viena no transmisīvajām plazmīdām. Blakus F faktora studēšanai 50. gados daudzās pasaules laboratorijās notiek plaši pētījumi par kolicinogēniem faktoriem (Col-factors), R-faktoriem.

36. 1961. Gadā franču zinātnieki F. Žakobs un Ž. Mono radīja operona modeli- struktūrgēnu darbības koordinētās kontroles shēmu prokariotiem.

37. 1968. gadā ķīmiķis H. Horana izstrādāja metodi DNS sintēzei ar noteiktu nukleotīdu secību un sintezēja in vitro vienu rauga gēnu, kas kodē tirozina tRNS. Zīmigi, ka ziņojums par šo metodi pirmo reizi tika sniegts Rīgā IUPAC ( International Union of Pure and Applied Chemistry ) kongresā.

38. 1969.gadā Dž. Bekvits ar līdzstrādniekiem izdalīja zarnu nūjiņas laktozes operona gēnus. 1970. gadā ASV G. Temiņs un R.Baltimors atklāja fermentu atgriezenisko transkriptāzi (revertāzi) , kas katalizē DNS sintēzi uz RNS matrices.

39. 1970. gadā G. Smits atklāja pirmo II klases restrikcijas endonukleāzi ( resriktāzi). Otru DNS mākslīgo rekombinantu iegūšanai nepieciešamo fermentu, DNS ligāzi, jau 1967.gadā vienlaicīgi atklāja četrās ASV laboratorijās. Šo fermentu atklāšana pavēra ceļu gēnu inženierijai -šūnas iedzimtības mainīšanai ar mākslīgi sintezētu vai no citas sugas genoma izdalītu gēnu palīdzību, veidojot rekombinantas DNS molekulas.

40. Mikroorganismu ģenētikas ieguldījums citu zinātņu attīstībā. Gēnu inženierijas zinātne rodas, pateicoties mikroorganimu ģenētikai. Molekulārās ģenētikas rašanās arī ir cieši saistīta ar mikroorganimu ģenētiku. Daudzos gadījumos ir grūti novilkt robežas starp molekulāro un mikroorganismu ģenētiku.

41. Liels ir mikroorganismu ģenētikas ieguldījums bioķīmijā. Mikroorganismu auksotrofo mutantu atklāšana ļava atšifrēt virkni aminoskābju un vitamīnu sintēzes ceļus dzīvā šūnā.

42. Mikroorganismu ģenētikamikrobioloģijā deva iespēju atrast tādas mikroorganismu dzīves cikla norises, kuras agrāk nebija iespējams konstatēt. Šiem atklājumiem ir svarīga nozīme, lai saprastu mikrooganismu evolucīju, sistemātiku, populācijas problēmas.

43. Mikrooganismu ģenetikai liela nozīme ir arī medicīnā. Viens no aspektiem ir saslimšanos mikrobioloģisko modeļu veidošana. Vairāki zinātnieki ir atklājuši līdzību starp mikrooganismiem ar bloķētu elpošanu un vēža šūnām. Abu gadījumu metabolisma izmaiņu analoģija dod iespēju atlasīt pretvēža ķīmijterapijas līdzekļus, izmantojot kā testu mikroorganismu šūnas.