800 likes | 1.09k Views
GENETIKA BAKTERIJA. Genetika – nauka koja pro u čava svojstva nasleđivanja Genetika mikroorganizama. Osnovna jedinica nasleđivanja je GEN Gen je segment dezoksiribonukleinske kiseline ( DNK ) Genom – skup svih genetskih informacija organizma
E N D
Genetika – nauka koja proučava svojstva nasleđivanja • Genetika mikroorganizama
Osnovna jedinica nasleđivanja je GEN • Gen je segment dezoksiribonukleinske kiseline (DNK) • Genom – skup svih genetskih informacija organizma • Genotip – celokupna sekvenca DNK koja kodira fenotipske osobine
Fenotip – skup svih strukturnih i funkcionalnih osobina ćelije ili organizmakoje su određene genotipom i faktorima spoljne sredine • Fenotip bakterija – skup svih osobina bakterijske ćelije
DNK • Dva lanca polinukleotida • Nukleotid: purinska ili pirimidinska baza + šećer dezoksiriboza + fosfatni radikal • Purinske i pirimidinske baze ADENIN - TIMIN GUANIN - CITOZIN • Dva lanca su povezana vodoničnim vezama koje se formiraju između komplementarnih baza • Stabilna forma DNK je spiralno uvijena
Dužina DNK molekula izražava se u hiljadama parova baza= kilobaza parovi (Kbp)
BAKTERIJSKI GENOM • Bakterije nemaju jedarnu membranu • Bakterije imaju samo jedan hromozom • Bakterijska ćelija je haploidna(ima jedan hromozom) • Bakterijski hromozom je celom dužinom dostupan za proces transkripcije • Pored hromozomske DNK mogu postojati i ekstrahromozomski segmenti DNK
BAKTERIJSKI GENOM • Hromozom • Plazmidi • Transponzoni udruženi sa bakteriofagom • Insercione sekvence • Transponzoni transpozibilni elementi
Kontinuirani molekul dvolančane DNK u prstenastoj formi 1x106 do 10x106 Kbp HROMOZOM BAKTERIJA
DNK bakterija • Čuva identitet vrste • Učestvuje u sintezi novog lanca DNK (replikacija) • Učestvuje u sintezi novog lanca RNK (transkripcija)
REPLIKACIJA HROMOZOMSKE DNK BAKTERIJA • Proces replikacije je semikonzervativan • Proces replikacije se odvija u blizini mezozoma
REPLIKACIJA DNK • Razdvajanje lanaca u dvolančanoj DNK ("origin") • Formiranje replikacione viljuške • Svaki od odvojenih lanaca služi kao model za sintezu novog DNK
kontinuirana sinteza diskontinuirani lanac
Fragmenti koje povezuje DNK polimeraza I
TRANSKRIPCIJA RNK • Proces sinteze RNK prepisivanjem redosleda nukleotida sa odgovarajućeg segmenta DNK • RNK polimeraza
Plazmidi • Samostalno se replikuju • Kompatibilni i inkopatibilni plazmidi • Sastoje se od dvolančane DNK • Veličina plazmida 1 – 400 Kbp
Plazmidi • Konjugativni (F) plazmidi • R plazmidi • Plazmidi nosioci informacija koje utiču na virulentnost • Plazmidi nosioci metaboličkih gena • Kompatibilni i inkopatibilni plazmidi
Replikacija plazmidske DNK • Nije sinhronizovana sa replikacijom hromozomske DNK i deobom ćelije
Transpozibilni elementi* konzervativna transpozicija* najpre duplikacija pa transpozicija
Promenljivost bakterija • Genotipske promene • Fenotipske promene
Genotipske promene • Mutacije: • prirodne i indukovane • mikrolezije i makrolezije • Delecija • Duplikacija • Inverzija • Insercija • Mutageni: hemijski, fizički i biološki
Razmena genetskog materijala između bakterija Značaj : • Prenos gena koji uslovljavaju rezistenciju • Prenos gena koji utiču na virulenost bakterija • Promene u antigenskim determinantama kojima će bakterija izbegnuti imuni odgovor domaćina
Mehanizmi prenosa genetskog materijala između bakterija • Transformacija • Transdukcija • Konjugacija
Donorska ćelija • Recipijentna ćelija
Transformacija • Prihvatanje slobodne DNK iz spoljašnje sredine u unutrašnjost ćelije DNK
TRANSFORMACIJA • prirodna (fiziološka) • indukovana
TRANSFORMACIJA • Prva faza: razvoj kompeticije • Druga faza: vezivanje DNK za receptor i "šišanje" molekula DNK • Treća faza: vezivanje zaštitnih proteina • Četvrta faza: rekombinacija sa komplamentarnim delom DNK recipijenta
TRANSDUKCIJA • Prenos genetskog materijala iz donorske u recepijentnu ćeliju posredstvom bakteriofaga • Bakteriofagi (fagi) su virusi sa izraženim afinitetom za parazitiranje u bakterijama
BAKTERIOFAG Glava Vrat Okovratnik Omotač vrata Fibrili Bazna ploča DNK
Bakteriofagi • Šest različitih morfoloških grupa (A, B, C, D, E, F) • Specifično prepoznaju receptor na bakteriji i za njega se vezuju putem fibrila • Genom bakteriofaga se aktivno ubrizgava u unutrašnjost bakterije
Bakteriofag • Prema načinu razmnožavanja dele se na litične (virulentne) i umerene (lizogene) fage
Virulentni bakteriofagi proizvode veliki broj kopija i i izazivaju lizu ćelije domaćina ili se postepeno oslobađaju pupljenjem
Umereni bakteriofagi imaju sposobnost inkorporacije u hromozomsku DNK bakterije (PROFAG) i nastavljaju da se replikuju zajedno sa bakterijskim hromozomom
Bakterija sa inkorporiranim bakteriofagom se naziva lizogena. Sticanje novih osobina bakterije u ovom stanju naziva se lizogena konverzija.