Эукариоттар геномының тізбектер типі Бактериялар және олардың геномы
жүктеу/скачать 21 Kb.
|
1 2
| Бактериялар және олардың геномы. Бактерия жасуша қабығымен қоршалған, оның ішінде цитоплазма, ядролық аппарат, рибосомалар, ферменттер, плазмидалар және т. б бактериялық элементтер бар. Эукариот жасушасынан айырмашылығы бактөрия жасушасында митохондриялар, Гольджи комплексі және эндоплазмалық тор жоқ. Бактерияның ядролық аппараты цитоплазмадан мембрана арқылы айқын оқшауланбаған (прокариоттық организм), осы себептен олар нуклеоид деп аталады. Нуклеоид аймағында ядрошық жоқ және нағыз хромосома да байқалмайды. Нуклеоид бактерияның генетикалық материалы — жалғыз молекулалы, ұзындығы 1 мм шамасында сақина формалы ДНҚ кездеседі. Оның молекулалық массасы — 3х109 және шамамен 5х106 жұп нуклеотидтерден тұрады. Бактериялық жасушаның ДНҚ-сының жалпы мөлшері (геномы) эукариоттардыкінен әлдеқайда аз, демек мұнда коделенген генетикалық информация да аз. Орта есеппен осындай ДНҚ-да бірнеше мың гендер бар, мұның өзі адам жасушасындағы гендер санынан 500 еседей аз екендігін көрсетеді.
Генетикалық белгілердің басым көпшілігін бақылайтын бактерияның генетикалық жүйесі шартты түрде «хромосома» деген атауға ие болды. Эукариоттық хромосомалармен салыстырғанда бактериялық хромосома құрамында негізгі ақуыздар болмайды, центромералар жоқ, митоз арқылы жаңа жасушаларға ажырамайды және мейоз кезеңдерінен өтпейді. Осы айырмашылықтарға қарамастан бактериялық ДНҚ-ның негізгі массасын белгілеу үшін «хромосома» терминін пайдалану ыңғайлы болып шықты. Бактериялар диссоциациясы-өзгергіштіктің өзінше бір түрі. Ол бактериялардың таза дақылын тығыз ортаға сепкенде 2 түрлі колониялар түзеу арқылы байқалады. Диссоциациялық процесс кезінде тек қана колониялар пішіні өзгеріп қоймай, олардың биохимиялық, антигендік және патогендік белгілері өзгеруі мүмкін. Микроб жасушаның(клетка) зақымданған генетикалық заттарын қалпына келтіру қабілеттілігі бар(репарация). Репарация арнайы гендердің бақылауында болатын ферменттердің көмегімен атқарылады. Қорыта келгенде, фенотиптік(модификациялық, тұқым қуаламайтын) өзгергіштік қоршаған орта факторларының әсерінен болып, бактерия генотипінде өзгеріс туғызбайды. Генотиптік(тұқым қуалайтын) өзгергіштік мутациялық (мутагендік фактор әсер етіп ДНҚ-да өзгеріс болу) және рекомбинациялық(геномда әртүрлі рекомбинациялық процесс болу) болып екі топқа бөлінеді. Бактериялық рекомбинацияларға мына құбылыстар Катадтар: түрлендіру, трансдукция, конъюгация. Трансформация-донордың(беруші) ДНҚ фрагменті арқылы рецепиентке (қабылдаушы) генетикалық информация кеткізілу нәтижесінде бактерия қасиеттерінің өзгеруі. Бұл құбылысты алғашқы рет 1922 жылы ағылшын зерттеушісі Ф.Гриффитс тышқандарда тәжірибе жасау кезінде байқаған. Ол тышқандарға вирулентсіз (капсуласы жоқ) пневмококктар мен вирулентті (капсуласы бар) пневмококктарды араластырып енгізеді (жұқтырады). Өлген тышқандардан капсулалы пневмококк бөлініп алынған. Капсулалы пневмококк өлтірілмегенмен оның ДНҚ-ы сақталған, ол капсуласыз түріне еніп, капсулалы пневмококк пайда болған деген тұжырымға келген, бұл құбылысты трансформация деп атаған. Осы жағдайда 1944 жылы Америкалық зерттеушілер О.Эвери, Ж.Мак-Леод және К. Мак-Карти пробиркада тәжірибе жасап дәлелдеген. Трансформациялық құбылыс кез келген жағдайда бола бермейді, ол үшін өзінің клетка қабатынан бөтен ДНҚ-ын өткізе алатын бактериялар болуы керек. Ондай қабылдаушы клеткаларды компонентті жасушалар деп атайды. Трансформация бірнеше кезеңнен тұрады: 1. Рецепиент-бактерияға донордың екі жіпшелі ДНҚ бөлшегінің адсорбциялануы және қабылдануы; 2. Эклипс-жасырын кезеңі-бұл кезде ДНҚ-ң биологиялық әсері болмайды. 3. Интеграциялау (қосылу)-донордың хромосомалы (ДНҚ бөлшегі) рецепиенттің хромосомасына қосылады. 4. Гендердің экспрессиялануы (айқындалуы) - трансформацияланған жасуша клонының көбеюі. Жаңадан пайда болған бактерия ұрпағында өзгерген ген болады. Трансформация кезінде гендік бөлшектің біреуі екіншісімен алмасады. Трансформация арқылы жаңа морфологиялық, дақылдық, патогендік т.б. қасиеттер беріледі. Трансдукция- донордан рецепиентке генетикалық информацияны әлсіз фаг арқылы жеткізу. Әлсіз фаг бактерияға енгеннен кейін ұзақ мерзім сонда қалып қояды. Кейбір факторлардың әсерінен ол күшейіп бактериядан шыққан кезінде сол бактерияның ДНҚ-ң бір фрагментін өзінің ДНҚ-на қосып ала кетуі мүмкін. Енді осындай әлсіз фаг екінші бактерияға енген кезде оған жаңа қасиет беруі мүмкін. Генерализацияланған трансдукция кезінде фаг бактериялық ДНҚ-ң фрагментін алып, фаг басындағы өзінің геномына жалғастырады. Мұндай фагтарды дефектілі фаг деп атайды, себебі гені бактериялық ДНҚ-ң бөлшегімен алмастырылған. Генетикалық затты қосып алу бактерия хромосомасының бөліну кезінде болады. Спецификалық (шектелген) трансдукция кезінде фагқа жақын орналасқан бактерия-донордың хромосомасындағы ген беріледі. Бұл құбылыс өзінің геномында бактерия хромосомасының фрагменті бар фагтардың көмегімен атқарылады. Бұл процесс кезінде бактериялық жасушада лизогенизациялану болады. Коньюгация - донор-жасушадан рецепиентке бактериялардың бір-бірімен тікелей жанасқанда генетикалық информация берілуі. Бактериялардың коньюгациялық қабілеттілігі оларда жыныстық фактор-F, хромосомадан тыс автономиялық детерминанттың болуымен байланысты. Бұл фактор өзінше репликациялану қабілеттілігі бар ДНҚ молекуласына жатады. Осындай жыныстық факторы бар жасушалардың ондай факторы жоқтарға қарағанда қосымша сыртқы қабаттық құрылымдар-кірпікшелер (половые пили) синтездеу қабілеттілігі бар. Олар донордан рецепиентке генетикалық информация өткізетін цитоплазмалық көпірше қызметін атқарады. Коньюгация кезінде бактерия хромасомасының фрагментін өткізе алатын микроб штамдарын Нг- бактериялар деп атайды, яғни рекомбинациялық қабілеттілігі күшті жасушалар. Олардың жыныстық факторы хромасомада орналасады. Генетикалық информация коньюгация кезінде бір бағытта, яғни аталық жасушадан (F+) аналық жасушаға (F-) беріледі. Осының нәтижесінде ДНҚ фрагменті бірінен екіншісіне өтеді. Плазмидалар- хромасомадан тыс орналасқан, өзінше репликациялану қабілеттілігі бар жабық сақиналы құрылымнан тұратын ДНҚ. Олар жасушаға қосымша пайдалы қасиет береді. Бактериялардың плазмидасы өзінше жойылуы мүмкін (элиминация), бірақ олардың негізгі қасиеттеріне әсер етпейді, яғни негізгі қызметін сақтайды және де оларда мутациялық, рекомбинациялық өзгерістер болуы мүмкін. Бір бактериядан екіншісіне коньюгация кезінде берілетін плазмидаларды коньюгативті немесе трансмиссивті плазмидалар деп атайды. Коньюгативсіз плазмидалар тек қана коньгативтілердің көмегімен беріледі. Плазмидалар арқылы әртүрлі генетикалық заттар беріліп, микроб жаңа қасиетке ие болады. Ондай факторларға жатады: R-факторантибиотикке төзімділік қасиеті; Н|r-фактор-күшті коньюгациялық қабілеттілік қасиеті; Со-фактор-колицин синтездеу қасиеті, т.б.; R-факторы бар бактериялар арнайы белок заттар синтездейді. Алғаш рет осындай заттарды ішек таяқшасында болатыны дәлелденген, сондықтан ондай заттарды колицин (E.Coli) деп атаған, кейіннен колицин тәріздес заттарды басқа да микробтар бөліп шығаратыны анықталды, сондықтан оларды жалпы бактериоциндер деп атайды. Бактериоциннің антибиотиктен ерекшелігі сол, олар өз түріне жататын немесе өте жақын туыстас микробтарды қырып-жояды. Колицин сезімтал микробқа жабысады да, оның метаболизмін бұзып, микробты өлтіреді. Вирустарда модификациялық (фенотиптік) өзгергіштік Вирионның суперкапсидімен байланысты. Суперкапсидтың құрылысы өзгеруімен байланысты вирустардың репродукциялануы бұзылады. Вирустарда болатын мутацияның нәтижесінде олардың әртүрлі қасиеттері өзгереді. Спонтанды мутация олардың нуклеин қышқылдарының репликациялануы кезінде пайда болады. Индуцияланған мутациялар бактерияларға әсер ететін факторлардың нәтижесіндегідей болады. Ондай факторлардың кейбіреуі (азотты қышқыл, гидроксиламин) жасушадан тыс орналасқан вирусқа, ал басқалары (акридин т.б.)- жасуша ішіндегі вирусқа, оның нуклеин қышқылының репликациялану кезінде әсер етеді. Сезімтал жасушаға бір мезгілде 2 вирус енген жағдайда генетикалық рекомбинациялар, реактивация және фенотиптік араласу болуы мүмкін. Генетикалық рекомбинация 2 және одан да көп ДНҚ-ы вирустардың ген алмасуының нәтижесінде болады. РНҚ- вирустарда мұндай құбылыс сирек кездеседі. Генетикалық реактивация – ол рекомбинацияның ерекше түрі. Екі туыстас вирустың әртүрлі гендерінің белсенділігі төмен болып, егер екеуінің арасында буындасу (скрещивание) болса, жаңадан толыққұнды вирус бөлшектері пайда болады. Вирустардың генотиптік емес өзара әрекетіне комлементация және фенотиптік араласу (смешивание) жатады. Комплементация бір вирустың генімен кодталған белок, екінші вирустың репродукциялануына себепкер болған жағдайда ғана болады, яғни, бір вируста жетіспейтін нәрсені екіншісі оған жеткізгенде болатын құбылыс. Фенотиптік араласу- аралас вирустармен жұқтырғанда, бір вирустың ұрпағы басқаның фенотиптік белгілерін өзіне қабылдағанда болады. жүктеу/скачать 21 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2