Материальная основа наследственности у вирусов
Материальной основой наследственности, определяющей генетические свойства всех организмов, в том числе бактерии и вирусы, является молекула ДНК. Исключение составляют только РНК-содержащие вирусы, у которых генетическая информация закодирована в РНК.
Прокариотический геном.
У бактерий обычно имеется одна замкнутая хромосома, содержащая до 4000 отдельных генов, необходимых для поддержания жизнедеятельности и размножения бактерий, то есть бактериальная клетка гаплоидна.
Внехромосомные факторы наследственности
Внехромосомные факторы наследственности бактерий представлены плазмидами, вставочными последовательностями и транспозонами.
Плазмиды.
Плазмиды – фрагменты ДНК (от 40 до 50 генов). Выделяют автономные (не связанные с хромосомой бактерии) и интегрированные (встроенные в хромосому) плазмиды.
Выделяют следующие группы плазмид.
F-плазмиды. F-плазмиды контролируют синтез F-пилей, способствующих спариванию бактерий-доноров (F+) c бактериями-реципиентами (F–).
R-плазмиды (от англ. resistance, устойчивость) кодируют устойчивость к лекарственным препаратам.
Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства бактерий и токсинообразование(плазмиды включают tox+-гены).
Плазмиды бактериоциногении кодируют синтез бактериоцинов - белковых продуктов, вызывающих гибель бактерий того же или близких видов.
2. ОСНОВЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ БАКТЕРИЙ
Модификации
Модификации – фенотипические изменения какого-либо признака или нескольких признаков микроорганизмов. Модификации проявляются в изменении морфологических, биохимических и других признаков с последующей их реверсией к первоначальному фенотипу после устранения действия фактора, вызвавшего их образование.
Мутации
Мутация - изменение первичной структуры ДНК, проявляющееся наследственно закрепленной утратой или изменением какого-либо признака или группы признаков. Факторы, вызывающие мутации, известны как мутагены.
К появлению спонтанных мутаций приводят ошибки репликации, неправильное формирование пар оснований или структурные искажения ДНК под действием естественных мутагенов. Индуцированные мутации получают под влиянием каких-либо мутагенов (химические вещества, излучение, температура и др.) в эксперименте. По количеству мутировавших генов различают генныеи хромосомные мутации.
Генетические рекомбинации
Бактерии способны обмениваться генетическим материалом и, по аналогии с половым размножением, давать начало потомству с новыми свойствами. При этом образуется ДНК, которая содержит гены обеих родительских клеток. Такую ДНК называют рекомбинантной. У потомства, или рекомбинантов, наблюдается заметное разнообразие признаков, вызванное смешением генов. Известны три способа получения рекомбинантов: путем трансформации, трансдукции и конъюгации.
3. ГЕНЕТИКА ВИРУСОВ
Патогенные для человека вирусы обладают двумя основными свойствами - наследственностью и изменчивостью.
Модификации у многих вирусов проявляются изменением химического состава внешней оболочки вириона, связанного с включением в его состав липидов и углеводов тех клеток хозяина, в которых происходила их репродукция.
Мутации. Спонтанные мутации у вирусов возникают во время репликации их нуклеиновых кислот. Они затрагивают различные свойства вирусов.
Индуцированные мутации возникают под действием тех же химических и физических мутагенов, которые вызывают мутации у бактерий.
Рекомбинации происходят при одновременном заражении двумя вирусами чувствительной к ним клетки хозяина.
При генетической рекомбинации происходит обмен отдельными генами между двумя и более вирусами в фонде реплицирующейся ДНК, образуются рекомбинанты, содержащие гены двух и более родителей (вирус гриппа).
4. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ
Существует два типа лекарственной устойчивости бактерий: естественная, или природная, и приобретенная.
Естественная лекарственная устойчивость является видовым признаком. Она присуща всем представителям данного вида и не зависит от первичного контакта (контактов) с данным антибиотиком, в ее основе нет никаких специфических механизмов. Приобретенная лекарственная резистентность возникает у отдельных представителей данного вида бактерий только в результате изменения ее генома. Возможны два варианта генетических изменений. Один из них связан с мутациями в тех или иных генах бактериальной хромосомы, вследствие которых продукт атакуемого гена перестает быть мишенью для данного антибиотика. Это происходит либо вследствие изменения структуры белка, либо потому, что он становится недоступным для антибиотика.
В другом случае бактерии становятся устойчивыми к антибиотику или даже сразу к нескольким антибиотикам благодаря приобретению дополнительных генов, носителями которых являются R-плазмиды. Решающую роль в распространении лекарственной устойчивости, в том числе множественной, играют R-плазмиды благодаря способности их к самопереносу.
5. ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ В МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ
Генная инженерия - раздел молекулярной генетики, связанный с конструированием несуществующих в природе сочетаний генов при помощи генетических и биохимических методов.
Метод генетической инженерии относится к числу перспективнейших при получении многих белковых биологических веществ, представляющих ценность для медицины. Этим методом получены: интерфероны, интерлейкины, инсулин, гормон роста, тканевый активатор плазминогена, вакцина против гепатита В, моноклональные антитела для предупреждения отторжения при пересадки почки, диагностические препараты для выявления ВИЧ и другие.
С помощью генной инженерии создаются препараты второго поколения, т.е. аналоги природных веществ, обладающих большей эффективностью действия.
| | следующая лекция ==> | |
КИНЕТИКА ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА | | | ЭКССУДАТИВНОЕ ВОСПАЛЕНИЕ |
Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 3900 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Название | Микробиология, 2 курс, ом- 26. 05. 2009 Вид 1 Культура микроба, полученная из одной клетки |
Анкор | Микробиология. тесты с ответами(1500шт.).docx |
Дата | 17.09.2017 |
Размер | 0.52 Mb. |
Формат файла | |
Имя файла | Микробиология. тесты с ответами(1500шт.).docx |
Тип | Документы #16947 |
страница | 5 из 16 |
Каталог | medlivebooks |
С этим файлом связано 13 файл(ов). Среди них: Biologia_N_V_Chebyshev_G_G_Grinyova_M_V_Kozar_S_I.pdf, Микробиология. тесты с ответами(1500шт.).docx, Berezov_T_T_Korovkin_B_F_-_Biologicheskaya_khi.pdf, Vorobyev_Mikrobiologia_i_immunologia.djvu, zachyot_mikrobiologia_6_variantov_s_otvetami.doc и ещё 3 файл(а). Показать все связанные файлы 481. Лекарственная устойчивость микроорганизмов связана с: +1) Передачей Rtf- фактора 4) Генотипической изменчивостью 5) Действием бактериофага 482. Укажите понятие, обозначающее губительное действие антибиотиков на бактерии: 483. Основой наследственности у микроорганизмов является: 484. Роль РНК у микроорганизмов: +1) Материальный носитель наследственности 2) Не участвует в синтезе белка 3) Является основной частью рибосом 4) Имеет информационное значение 5) Трансформирует аминокислоты ДНК 485. ДНК, содержащая генетическую информацию локализована в: 486. Укажите локализацию наследственной информации в бактериальной клетке: 1) Цитоплазматическая мембрана 1) Потомство одной клетки +2) Фрагмент молекулы ДНК, контролирующей синтез белка или полипептида 3) Фрагмент ДНК определенной протяженности, способный перемещаться с одного участка ДНК на другой 4) Изменение последовательности нуклеотидов 5) Культура, состоящая из наследственно однородных клеток 488. Жизненно важной генетической структурой является: 3) 1S- последовательности +4) Бактериальная хромосома 489. К хромосомным мутациям по молекулярному механизму относятся: 490. Мутации характеризуются: 1) Фенотипической изменчивостью +2) Точечными изменениями в ДНК 4) Изменениями во многих клетках 5) Передачей генетического материала при непосредственном контакте 1) Повторение участка хромосомы +2) Выпадение большого числа нуклеотидов 3) Поворот участка хромосомы на 180Ә 4) Перемещение участка хромосомы в другой район 5) Изменения хромосом, захватывающие одну пару оснований +1) Повторение участка хромосомы 2) Выпадение большого числа нуклеотидов 3) Поворот участка хромосомы на 180 градусов 4) Перемещение участка хромосомы в другой район 5) Изменения хромосом, захватывающие одну пару оснований 493. По происхождению мутации делятся на: 494. Назовите тип изменчивости при мутациях у бактерий: 1) Повторение участка хромосомы 2) Выпадение большого числа нуклеотидов 3) Поворот участка хромосомы на 180Ә +4) Перемещение участка хромосомы в другой район 5) Изменения хромосом, захватывающие одну пару оснований 496. Мутации это: 1) Обмен генетической информацией между донором и реципиентом 2) Интеграция плазмиды в бактериальную хромосому +4) Изменения в генотпе прокариотной клетки 5) Усиливает биосинтез белка 497. Проявление фенотипической изменчивости: 498. Сущность генетических рекомбинаций заключается в: +1) Обмене генетическим материалом между двумя клетками, несущими комбинацию генов родительских клеток 2) Повороте участка хромосомы на 180 градусов 3) Изменении последовательности нуклеотидов 4) Изменении свойств микроба, не сопровождающиеся нарушением в генетическом аппарате микроба 5) Перемещение участка хромосомы в другой район 499. Генетические рекомбинации: 1) Интеграция фаговой ДНК с бактериальной хромосомой 2) Переход плазмиды от донора к реципиенту 3) Перемещение генов с одного участка ДНК на другой +4) Проникновение ДНК бактерии -донора в цитоплазму клетки- реципиента +5) Интеграция фрагмента ДНК донора с бактериальной хромосомой реципиента 501. Трансформация осуществляется с помощью: 1) Умеренного фага 2) Фактора фертильности +3) ДНК культуры донора 5) РНК культуры донора 502. Трансдукция состоит из следующих этапов: 1) Расщепление хромосомы донора под действием фага 2) Перенос ДНК через цитоплазматический мостик +3) Включение части хромосомы донора в геном фага 5) Адсорбция ДНК донора на клетке реципиента 503. F - фактор у Hfr- штаммов локализован: +3) Интегрирован в хромосому 5) В умеренном фаге 504. Основным признаком детерминированных групп плазмид являются: +1) Являются внехромосомными факторами наследственности +2) Расположены в цитоплазме бактериальной клетки 3) Самостоятельно не реплицируются 4) Содержат циркулярно замкнутую РНК 5) Вызывают лизис бактерий 505. Антибиотик, устойчивость к которому обусловлена R- плазмидой: 506. Генотипическая изменчивость наблюдается в результате: 2) Образования фильтрующихся форм бактерий 4) Ферментативной изменчивости 507. Виды рекомбинации: 2) Активный транспорт 508. Фенотипическая изменчивость при вирусных инфекциях наблюдается при: 1) Перераспределении генов, когда у двух родственных вирусов инактивированы различные гены 2) Кодировании генома одного вируса, его белки способствуют репродукции другого вируса 3) Репликации нуклеиновых кислот +4) Заражении двумя вирусами, при этом часть потомства одного вируса приобретает признаки обоих родителей, хотя их генотип остается неизмененным 509. Общим для плазмиды и бактериальной хромосомы является: 1) Расположена в цитоплазме +2) Кольцевая форма ДНК 3) Не является жизненно важной для бактериальной клетки 4) Может переносится из одной бактериальной клетки в другую 5) Число не более одной 510. ДНК в микробной клетке находится 2) в клеточной стенке 511. Передача ДНК от бактерий-донора к бактерии-реципиенту при участии бактериофага, называется: 512. Плазмиды, ответственные за лекарственную устойчивость бактерий: 513. Какая из плазмид контролирует синтез половых ворсинок: 514. Процесс перехода бактерий из S в R-форму и обратно, называется: 515. Генотипияеская изменчивость наблюдается в результате: 2) образования фильтрующихся форм бактерий 4) ферментативной изменчивости 516. ДНК в микробной клетке находится: 1) в клеточной стенке 517. Гены, несущие информацию о синтезе белков, называются: 518. Материальной основой наследственности у микроорганизмов является: 1) Потомство одной клетки. +2) Фрагмент молекулы ДНК, контролирующий синтез одного белка или полипептида. 3) Фрагмент ДНК, способный перемещаться с одного участка хромосомы на другой. 4) Изменение последовательности нуклеотидов. 5) Культура, состоящая из наследственно однородных клеток. 1) Обмен генетической информацией между донором и реципиентом. 2) Интеграция плазмиды в бактериальную хромосому +3) Наследуемые изменения, обусловленные действием мутагенов. 4) Изменения в фенотипе прокариотной клетки. 5) Усиливают биосинтез белка 521. Сущность генетических рекомбинаций: +1) Обмен генетическим материалом между двумя клетками. 2) Поворот участка хромосомы на 180'. 3) Изменении свойств микроба, не сопровождающихся нарушением в генетическом аппарате микроба. 4) Изменении последовательности нуклеотидов. 5) Перемещении участков хромосомы в другой район. 522. В опыте трансдукции применяют: +2) Умеренный фаг. 3) Вирулентный фаг. 523. Модификации микроорганизмов характеризуются: +1) Сменой фенотипов в пределах генотипа. 2) Изменением генотипа. 3) Необратимостью измененных свойств 4) Независимостью от внешней среды. 5) Видообразующей изменчивостью. 524. Выберите, что является материальной основой наследственности вирусов: 525. Выберите определение процесса трансформации у бактерий: 2) Перенос генетического материала от донора к реципиенту при помощи фага. 3) Перенос строго определенных генов от донора к реципиенту при помощи фага. +4) Непосредственная передача генетического материала от донора к реципиенту. 5) Перенос R-плазмиды от донора к реципиенту. 526. К фенотипической изменчивости относится: 1) Получение вакцинных штаммов. 2) Перенос эписом. +3) Утрата жгутиков у бактерий на среде с фенолом. 4) Неспецифическая трансдукция. 527. Выберите плазмиды, которые контролируют образование энтеротоксинов: 528. Мутации у микроорганизмов возникают под действием: +2) Рентгеновских лучей 3) Токсинов бактерий 4) Факторов роста 5) Оптимальной температуры 529. Что является материальной основой наследственности у 530. Плазмида контролирующая синтез половых ворсинок: 531. Гены, несущие информацию о синтезе белков: 532. Плазмидами являются: 1) бактериальные рибосомы 2) бактериальные мезосомы 3) фенотипические изменения какого-либо признака +4) внехромосомные генетические элементы - молекулы ДНК 533. Плазмиды, ответственные за лекарственную устойчивость бактерии: 534. Процесс восстановления клеточного генома (ДНК): 535. Модификацией называют: +1) фенотипические изменения одного или нескольких признаков организма 2) изменения в структурах отдельных генов 3) изменение в структуре хромосомы 4) изменения первичной структуры ДНК 5) клеточные рекомбинации 536. Мутация, обуславливающая возврат к дикому фенотипу: 537. Укажите мутации, фенотипически не прявляющиеся какими- либо изменениями признаков: 538. Мутации, приводящие к изменению, но не к утрате функциональной активности фермента, называются: 539. Назовите вид мутаций, характеризующихся полной утратой способности синтезировать жизненно важный фермент: Раздел: инфекция и иммунитет 540. Основная микробиологическая диагностика сепсиса состоит в выделении: 4) всего вышеуказанного 5) ничего из вышеперечисленного 541. Для развития инфекционного процесса необходимо: 1) Симбиоз нормальной микрофлоры с макроорганизмом 2) Отсутствие патогенного микроба 3) Внедрение умеренного фага 5) Нормальные условия внешней среды 542. Форма инфекции в зависимости от распространения микробов в организме: 1) Повторное заражение тем же возбудителем после выздоровления +2) Повторное заражение тем же возбудителем до ликвидации первичного заболевания 3) Заражение возбудителем, выделяющим экзотоксин 4) Возникает при заболеваниях со стойким иммунитетом 5) Возможна за счет нормальной микрофлоры 544. Формы инфекции по источнику: 545. Факторами инвазии являются: 546. Белковые токсины характеризуются: 2) Слабыми антигенными свойствами 3) Устойчивостью к физико-химическим факторам 547. Ферменты патогенности: 548. К характерным чертам инфекционного заболевания не относится: 2) Цикличность течения 3) Наличие инкубационного периода 4) Развитие постинфекционного иммунитета +5) Гипертрофия левого желудочка 549. Основная функция иммунитета: 1) Выполняет барьерно-фиксирующую роль 2) Антагонистическое действие +3) Отличает "свое" от "чужого" 4) Изменяет проницаемость клеточных стенок 5) Повышает местную чувствительность 550. Основные виды естественного (видового) иммунитета: 3) Приобретается в течение жизни 551. Основной признак приобретенного иммунитета: 1) Видовой признак 3) Передается по наследству +4) Приобретается в течение жизни 552. Антитоксический иммунитет возникает при: 1) Введении эндотоксина +2) Иммунизации анатоксином 3) Иммунизации любым белком 4) Применения антимикробной сыворотки Что же является материальной основой наследственности? Убедительно доказана роль и цитоплазматических компонентов клетки в определении наследования признаков и свойств. Слово наследование, а не наследственность употреблено здесь не случайно. Эти два понятия приходится строго различать, хотя часто их употребляют как синонимы. В собственном смысле слова в понятие наследственности входит свойство генов детерминировать построение специфической белковой молекулы и развитие признака. Понятие же наследования отражает лишь наличие процесса передачи информации от одного клеточного или организменного поколения другому. Переданная через цитоплазму информация первично также определена генами. Поэтому в более широком смысле под наследственностью можно понимать все механизмы передачи информации в ряду поколений. В частности, у животных, обладающих нервной системой, мы встречаемся с особым типом чисто функциональной преемственности приспособительных реакций между поколениями, когда потомство в порядке подражания родителям вырабатывает те же условные рефлексы, которые приобрели родители в индивидуальной жизни. В основе этой преемственности лежит механизм условного рефлекса, и поэтому она может быть названа сигнальной наследственностью. Сигнальная наследственность возникла в процессе эволюции как специальный механизм передачи индивидуального приспособления. Подробнее об этом будет сказано позднее. Итак, наследственностью называется свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями, а также обусловливать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях внешней среды. Наряду с явлением наследственности в предмет исследования генетики входит изучение процесса изменчивости. Изменчивость является свойством, противоположным наследственности; она заключается в изменении наследственных задатков — генов и в изменении их проявления в процессе развития организмов. Существуют различные типы изменчивости. Изменение свойств и признаков организма может быть обусловлено изменением одного или нескольких генов под влиянием тех или иных условий среды. Такие изменения называются мутациями. Мутации возникают скачкообразно как новые качественные изменения. Например, кролика вместо окраски агути — белая, коричневая или черная, из остистой пшеницы — безостая, и т. д. Эти изменения сохраняются в поколениях до следующей мутации. В процессе индивидуального развития наблюдается закономерное изменение морфологических, физиологических, биохимических и других особенностей организма, причем время и порядок появления этих изменений в онтогенезе определяются наследственностью организма. Такая изменчивость называется онтогенетической, или фенотипической. Развитие организма всегда совершается в определенных условиях среды, причем в зависимости от различий конкретных условий развитая проявление действия гена может изменяться. Такая изменчивость в проявлении генов в зависимости от варьирования условий среды называется модификационной изменчивостью. Конкретная флуктуация признака не наследуется; однако пределы модификационной изменчивости (норма реакции) организма определяются его наследственностью. В принципе в организме нет ненаследственных изменений, любые изменения признаков наследственно детерминированы. Наследственность является процессом, обеспечивающим сохранение не только сходства, но и различий организмов в ряду поколений. Эти наследственные различия возникают в силу изменчивости наследственных свойств. Поэтому наследственность и изменчивость являются двумя сторонами, характеризующими эволюцию органических форм. При половом размножении, когда при скрещивании происходит объединение разных наследственных начал двух организмов, наследственность как бы фиксирует процесс изменчивости не только этих двух отдельных особей, но и изменчивость всего вида. Отсюда вытекает очень важное генетическое представление о том, что индивидуальное развитие организма является отражением истории развития не отдельной особи, а истории становления вида. Итак, предметом изучения генетики являются наследственность и изменчивость — два противоположных и вместе с тем неразрывно связанных между собой процесса, свойственных всему живому на Земле. Современное изучение наследственности ведется на разных уровнях организации живой материи: молекулярном, хромосомном, клеточном, организменном и популяционном. Многообразие объектов и методов исследования в генетике явилось причиной возникновения большого количества ее разделов, таких, как цитогенетика, молекулярная, биохимическая, радиационная, медицинская и физиологическая генетика, а также популяционная генетика, онтогенетика (филогенетика) и др. Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие :) - нам важно ваше мнение.Генетическим материалом бактерий, как и других организмов, являются нуклеиновые кислоты - ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). Нуклеиновые кислоты - это высокомолекулярные вещества, биополимеры, хранящие и передающие у всех организмов наследственную информацию. Состоят из нуклеотидов, последовательность расположения которых определяет синтез специфических белков. Первичным генетическим материалом, или материальной основой наследственности, является ДНК, которая служит носителем генетической информации, из ДНК построены непосредственно генетические структуры - хромосомы и гены, бактериальные плазмиды и бактериальные вирусы (бактериофаги). Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей (двунитчатая структура), свернутых в спираль. В состав отдельных нуклеотидов ДНК входят четыре азотистых основания: аденин (А), гуанин (Г) - пуриновые основания; цитозин (Ц), тимин (Т) -пиримидиновые основания, а также сахар дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты. ДНК бактерий локализуется в ядерной зоне, где ее молекула часто прикрепляется к мезосомам и цитоплазматической мембране. Если бактерии имеют плазмиды, то ДНК располагается и в цитоплазме клетки. Плазмидами называют внехромосомные, внеядерные молекулы ДНК, способные к самостоятельной репликации и передающиеся в дочерние клетки при делении бактерии. Под репликацией ДНК понимают удвоение молекул ДНК. Двойная цепь ее сначала разделяется на две, и на каждой из образовавшейся цепей под действием фермента ДНК - полимеразы достраиваются новые комплементарные (недостающие) дочерние цепи нуклеотидов. В каждой нити ДНК закодирована генетическая (наследственная) информация. Отдельные участки молекулы ДНК представляют собой функциональные генетические единицы - гены,которые являются основным материальным элементом наследственности. Специфичность ферментных белков, синтез которых контролируют гены, определяется последовательностью аминокислот в полипептидных цепях. Эта же последовательность определяет и пространственную структуру белка, так называемую конформацию. Гены входят в состав хромосом и контролируют определенную ступень обмена веществ в организме, тем самым оказывают специфическое действие на развитие одного или нескольких признаков, т.е. обладают элементарной биохимической функцией, например, определяют структуру одного фермента. Хромосомами называют элементы клеточного ядра, состоящие из ДНК и белков. Они являются основными носителями наследственной информации организма. Участок хромосомы, в котором локализован ген, называется локусом хромосомы, а хромосомный аппарат ядра или аналогичной ему структуры составляет геном клетки. Генетический код обусловливает последовательность расположения азотистых оснований в ДНК, что определяет и последовательность расположения аминокислот в синтезируемом белке. Полный набор генов, которым обладает клетка, представляет собой генотип, определяющий развитие признаков и свойств микроорганизмов. Гены принято обозначать строчными начальными буквами, соответствующими названию синтезируемого под их контролем соединения. Например, arg? - аргининовый ген, his? - гистидиновый ген и т.д. Аналогичным образом обозначают гены, контролирующие другие генетические признаки. Так, гены, контролирующие расщепление углеводов, обозначают по названию того или иного вещества (lac?, mal? - гены контролирующие расщепление соответственно лактозы и мальтозы). Совокупность наблюдаемых признаков и свойств микроорганизмов, сформировавшихся на основе генотипа и проявляющихся в тех или иных условиях их существования, принято называть фенотипом. Например, при выращивании эшерихий в среде, лишенной лактозы, не вырабатывается фермент лактаза, а при культивировании их в лактозной среде этот фермент синтезируется; патогенные стафилококки синтезируют фермент пенициллиназу при длительном их выращивании на средах с пенициллином. Фенотип бактерий обозначается теми же символами, что и генотип, но первая буква пишется прописная (Arg?, His?, Lac?, Mal?). РНКявляется вторичным генетическим материалом и участвует в разных этапах генетической информации, так как существуют различные типы этой нуклеиновой кислоты: информационная или матричная (и-РНК), транспортная (т-РНК) и рибосомная (р-РНК). У РНК-содержащих бактериофагов РНК является первичным генетическим материалом. Рибонуклеиновая кислота представляет собой биологический полимер, участвующий в биосинтезе белка. Состоит из нуклеотидов, соединенных в виде спиралевидной цепочки. В состав каждого из них входят: азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, урацил), сахар рибоза и фосфорная кислота, т.е. состав оснований аналогичен ДНК, только вместо тимина содержится урацил и вместо дезоксирибозы -рибоза. Информационная РНК (и-РНК) играет роль переносчика информации от кода ДНК к рибосомам. На и-РНК, как на матрице, происходит синтез белка из аминокислот. При этом каждый белок клетки кодИруется специфической и-РНК. Транспортная РНК (т-РНК) играет роль переносчика аминокислот к рибосомам, где они связываются в полипептидную цепь. Она присоединяет только одну определенную кислоту (например, лизин) к рибосомам - месту синтеза белка. Следовательно, существует немного больше двадцати т-РНК, которые различаются по своей первичной структуре (имеют различную последовательность нуклеотидов). Рибосомная РНК (р-РНК) входит в состав рибосом, выполняя тем самым структурную функцию. Кроме того, р-РНК участвует в формировании активного центра рибосомы, где происходит образование пептидных связей между молекулами аминокислот в процессе биосинтеза Таким образом, все типы РНК представляют собой функционально объединенную систему, направленную на осуществление синтеза специфических для клетки белков. Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет Биохимические процессы в организме и в клетке своей упорядочностью и исключительно высокой скоростью реакции прежде всего обязаны системе – белков – ферментов, управляющих синтезом жизненно важных веществ. Обмен веществ в каждом организме – это цеп реакций, связанных с действием ферментов. Вместе с тем наследственность – это воспроизведение в поколениях сходного типа обмена веществ. Вся биохимия ферментов в клетке должна находится под генетическим контролем. Этот тезис был развит в работах Бидла и Тотума, что положило начало биохимической генетике. Гены и ферменты. Связь генов с белками – ферментами впервые была высказана Бидлом и Тотумом при изучении биохимических мутантов у нейроспоры. Микроорганизмы нуждающиеся для своего роста в источниках углевода, азота и минеральных веществ, из которых они синтезируют: аминокислоты, нуклеотиды, липиды и др. В том случае когда клетка не обладает способностью к синтезу данного вещества, она может жить получая его из вне в готовом виде. Опираясь на эти данные у нейроспоры, а затем у других организмов получили так называемые биохимические мутации. Эти мутации в большинстве случаев лишали клетку способности синтезировать те или иные вещества. Организмы, способные синтезировать вещества из простых соединений и развивающиеся на минеральной среде – называются прототрофы. Биохимические мутанты способны жить только при добавке в среду питания готовых веществ, которые они не могут синтезировать – это ауксотрофы. У нейроспоры было выделено 380 биохимических ауксотрофных мутантов. Они были лишены способности синтезировать: аминокислоты, витамины, пуриновые и перимединовые основания. Было обнаружено, что в основе этих изменений лежат мутации более 100 генов, локализованных в самых различных местах семи хромосом нейроспоры. Например, в опытах было получено около 50 ауксотрофных мутантов нейроспоры неспособных синтезировать аргинин. Они требовали для своего роста добавления в среду различных веществ – предшественников аргинина: цитрулина, орнитина, глутаминовой кислоты. Каждая химическая реакция катализируется специфическим ферментом. Это показывает, что мутации блокируют образование в каждом случае своего специфического фермента. В цепи биосинтеза аргинина разные ауксотрофные мутанты нейроспоры не содержат специфических белков-ферментов, контролируемых разными генами. Упрощено действие генов в цепи биосинтеза аргинина может быть представлено в таком виде: глутаминовая кислота → пролин → орнитин → цитрулин → аргинин ген-1 ген-2 ген-3 ген-4 На самом деле число реакций в этой цепи гораздо больше. Бидл проводит следующую схему действия семи различных генов на биосинтез аргинин. Под действием аргиназы часть аргинина расщепляется и образовавшийся орнитин вновь включается в цикл биосинтеза. К биохимическим мутациям относится заболевание – фенилкетонурия. У человека открытая Горродом в 1902 г. Фенилкетонурия связана с нарушением метаболических процессов фенилаланина и тирозина. Первая ступень в этом метаболизме связана с превращением фенилаланина в тирозин – ген – 1, что совершается под действием специфического фермента. Тирозин под действием другого фермента – ген-2, превращается в 4-диоксифенилаланин который является предшественником для гармонов адреналина и норадреналина и пигмента меланина. Тирозин, кроме того служит предшественником гармонов: тироксина и трийодтиродина – ген-5. При наличии избытков тирозин появляется гомогентизиновая кислота (ген-8 и 9). Мутации нарушающие синтез соответствующих ферментов, блокируют метаболизм фенилаланина и тирозина на разных ступенях, что приводит к появлению наследственных заболеваний людей. Фенилкетонурия – тяжелое рецессивное наследственное заболевание – возникает в том случае, когда блокируется переход фенилаланина в тирозин. Этот блок ведет к накоплению фенилаланина в крови и моче. Больные страдают умственной неполноценностью, что вызвано накоплением фенилаланина в мозге. Резкое ограничение фенилаланина в диете, начиная с самого раннего возраста, уменьшает проявление заболевания. Алкаптонурия – связана с тем, что у больных в их печени отсутствует фермент оксидаза гомогентезиновой кислоты, что вызывает накопление кислоты. Моча больных алкаптонурией при соприкосновении с воздухом темнеет благодаря наличию гомогентезиновой кислоты. Тирозиновые заболевания вызываются мутацией гена, ответственного за фермент, препятствующий образованию гомогентезиной кислоты. Кретинизм – представлен резкой умственной и физической задержкой развития, что вызвано нарушением в превращении тирозина. Альбинизм – связан с потерей способности образовывать меланистический пигмент. Обычно пигмент образуется из ДОПА (диоксифенилаланин) в меланоцитах. Эти клетки имеются у альбиноса, но они лишены пигмента. Читайте также:
|