Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Биология->Реферат
Развитие науки характеризуется диалектическим взаимодействием двух противоположных процессов - дифференциацией (выделением новых научных дисциплин) и ...полностью>>
Биология->Реферат
Образовательные: Углубление и расширение знаний этапов антропогенеза на основе формирования знаний об особенностях внешнего строения, жизни кроманьонц...полностью>>
Биология->Реферат
Вначале было слово. А также жест, рисунок, танец, дым от костров и другие нехитрые способы передачи информации, которые люди научились использовать пр...полностью>>
Биология->Реферат
Одним из наиболее трудных и в то же время актуальных и интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Жизнь — одно из ...полностью>>

Главная > Реферат >Биология

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Характеристика генетического аппарата бактерий

О

Генетический аппарат бактерий


рганизация генома.
Генетический аппарат бактерий представлен бактериальной хромосомой, внехромосомными факторами наследственности - плазмидами, а также входящими в их состав мобильными генетическими элементами (схема 1).

Бактериальная хромосома



Плазмиды



  • репликативные

нерепликативные

  • интегративные

неинтегративные

  • большие

средние

космиды

  • фертильности

резистентности

колициногении

токсигенности

биодеградации

криптические

гены

структурные функциональные







«домашнего хозяйства»

  • гены метаболизма

  • гены клеточных структур

вспомогательных

функций:

  • гены вирулентности

  • гены резистентности

  • гены биодеградации



Мобильные генетические элементы



транспозоны IS элементы интегроны



Схема 1. Устройство генетического аппарата бактерий

Жизненно важная генетическая информация бактерий сосредоточена в располагающейся непосредственно в цитоплазме единственной хромосоме, что позволяет отнести бактерии к гаплоидным организмам. Возможны некоторые исключения, например, Vibrio cholerae содержит две кольцевидные хромосомы размером 2,69 и 1,07 х 106 п.о.

ДНК в хромосоме суперспирализована; ее размер в раскрученном состоянии может достигать 1 мм. ДНК состоит из двух комплементарных друг другу цепочек: напротив аденина одной цепочки в другой находится тимин, напротив гуанина – цитозин. Цепи антипараллельны и располагаются во взаимно противоположных направлениях: одна в ориентации 5'  3', другая - 3' 5'. На 5' конце ДНК находится фосфатная группа, прикрепленная к 5-ому углеродному атому дезоксирибозы. 3' конец оканчивается ОН-группой, присоединяющейся к 3-ему углеродному атому дезоксирибозы.

В геноме разных видов бактерий содержание нуклеотидов варьирует от 5, 8х105 до 13 х 106 п.о., что соответствует приблизительно 103 генов (1 ген на 1000 п.о.) (табл. 1). Это в 100 раз больше, чем у вирусов, и в 1000 раз меньше, чем в среднем у эукариот. Например, размер генома вирусов — 103 - 104 о., дрозофил – 1,75 х 106, дрожжей – 1,3 х 107, простейших (Plasmodium falciparum) – 2,5 х 107, гельминтов (нематоды) – 1х108, риса – 4,41 х 108, бананов – 8,73 х 108, табака – 4,434 х 109, человека – 3 х 109 п.о. Несмотря на весьма значительную разницу в сложности организации фенотипа прокариот и эукариотических организмов, различие в количестве генов не велико. Для объяснения этого феномена в последнее время получила развитие концепция сетевых взаимодействий: дело не в различии в количестве генов, а в сложности генетических сетевых взаимодействий. Многоклеточные организмы, чей геном всего лишь в 5-10 раз больше микроорганизмов, имеют более сложные регуляторные системы, которые могут контролировать одновременную экспрессию большого числа различных групп генов. Как правило, микроорганизмы, обитающие во внешней среде, имеют больший размер генома, чем патогены человека и животных, что связано с адаптацией патогенов к одной экологической нише – организму человека. Самый маленький геном среди бактериальных патогенов имеют Mycoplasma genitalium (0,58 х 106 п.о.), содержащие минимальный набор генов, необходимых для выживания (таб. 1). Ранее сходство микроорганизмов и их принадлежность к одному роду оценивали по содержанию Г+С (в %), которое может варьировать от 29% у Borrelia burgdorferi и до 65% у Mycobacterium tuberculosis H37Rv или 67% у Pseudomonas aeruginosa. Расшифровка последовательности нуклеотидов в геноме большинства патогенов позволяет использовать первичную структуру ДНК для оценки родства различных видов микроорганизмов. Как правило, бактерии одного рода и семейства проявляют сходство 70 – 80 % генетической информации, и только 20 - 30% объема генома приходится на уникальную для вида или варианта генетическую информацию.

Например, условно-патогенные E. coli K12, обитающие в кишечнике человека, и E. coli 0157:H7, вызывающие гемолитико-уремический синдром, имеют идентичную генетическую информацию объемом 4,1 х 106 п.о. В геноме E. coli 0157:H7 дополнительно содержится видоспецифическая информация размером 1,34 х 106 п.о. (приблизительно 1387 генов), а в геноме E. coli K12 - 0,53 х 106 п.о. (приблизительно 528 генов). Listreria monocytogenes, вызывающие листериоз, имеют 270 генов, отвечающих за патогенность и не встречающихся у непатогенных Listreria innocua. Yersinia pestis - возбудители чумы – в отличие от Yersinia pseudotuberculosis, характеризируются присутствием большого количества IS элементов, встроенных в состав приблизительно 100 генов.

Таблица 1

Размер геномов медицински значимых микроорганизмов

Виды микроорганизмов

Размер генома,

п.о. 106

Количество ORFs, 103

Содержание

G + С (%)

Bacillus anthracis

5,1

5,311

35,4

Bacillus subtilis

4,2

4,112

43,5

Bacteroides thetaiotaomicron

6,26

4,778

42,8

Bifidobacterium longum

2,26

1,729

60,1

Borrelia burgdorferi

0,9

1,638

28,2

Brucella melitensis

3,3

3,198

57,2

Brucella suis

3,28

3,264

57,3

Campylobacter jejuni

1,64

1,634

30,5

Chlamydia trachomatis

1,05

895

41,3

Chlamydophila pneumoniae AR39

1,23

1,112

40,6

Clostridium perfringens

3,1

2,723

28,5

Clostridium tetani

2,8

2,373

28,7

Enterococcus faecalis

3,35

3,113

37,5

Escherichia coli K12

4,6

4,279

50,8

Escherichia coli 0157:H

5,5

5,361

50,5

Fusobacterium nucleatum

2,17

2,067

27,2

Haemophilus influenzae

1,83

1,714

38,2

Helicobacter pylori 26695

1,66

1,576

38,9

Heiicobacter pylori J99

1,64

1,491

39,2

Lactobacillus plantarum

3,31

3,009

44,5

Leptospira interrogans

4,69

4,727

35,0

Listeria innocua

3,01

3,043

37,4

Listeria monocyfogenes

2,94

2,846

38,0

Mycobacterium tuberculosis H37Rv

4,40

3,989

65,0

Mycoplasma genitalium G-37

0,58

0,477

31,0

Mycoplasma pneumoniae M129

0,81

0,689

40,0

Neisseria meningitidis A Z2491

2,18

2,065

51,0

Pseudomonas aeruginosa 2192

6,83

6,157

66,0

Rickettsia prowazekii Madrid E

1,10

0,835

29,0

Staphylococcus aureus NCTC

2,82

2,89

32,0

Streptococcus pyogenes M1

1,85

1,697

38,0

Treponema pallidum Nichols

1,14

1,036

52,0

Vibrio cholerae N16961 - 1 хромосома

2 хромосома

2,96

1,07

2,742

1,093

47,0

46,0

Классификация генов. Основной единицей наследственности, ответственной за формирование какого-либо элементарного признака, является ген, совокупность которых формирует генотип. В соответствии с международной номенклатурой, название генов происходит от кодируемых ими признаков и его сокращают тремя малыми буквами латинского алфавита. Аналогичные гены, присутствующие у разных видов микроорганизмов, обозначают путем добавления к названию заглавной буквы латинского алфавита (гены, контролирующие разложение лактозы у разных видов бактерий- lac Z, lac Y), аллельные варианты генов, встречающихся у представителей одного вида микроорганизмов, обозначают добавлением цифрового индекса, соответствующего порядковому номеру измененного нуклеотида (lacZ 195). Гены подразделяются на структурные и функциональные в зависимости от их роли в клетке. Структурные гены детерминируют первичную структуру белков бактерий и могут быть классифицированы на две большие группы:




Похожие страницы:

  1. Характеристика СПИДа

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... хронической инфекции. ДНК встраивается в генетический аппарат клетки и изменяет её жизнедеятельность, ... vpx ВИЧ 2 по своим характеристикам отличается от гена vif , ... механизмов, обеспечивающих защиту организма от бактерий, вирусов, болезнетворных грибков и ...
  2. Характеристика долгожителя

    Контрольная работа >> Социология
    ... интоксикации организма продуктами обмена бактерий в кишечном тракте и ... -генетических механизмов старения, возрастных изменений регулирования генетического аппарата, ... предпосылкой здоровья и жизнеспособности. Характеристика здоровья долгожителей в наибольшей ...
  3. Наследственность. Представления о генетическом коде. Гены индивидуальности

    Курсовая работа >> Психология
    ... реали­зующаяся у животных, растений, бакте­рий и вирусов в виде последовательности нуклеотидов ... летальных мутаций , для характеристики их количественных параметров используются ... строения и функционирования генетического аппарата. Генная инженерия имеет ...
  4. Создание и применение генетически модифицированных организмов

    Реферат >> Экология
    ... генетически измененных организмов – улучшение полезных характеристик ... генетически модифицированное домашнее животное Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, ... переноса» встраиваться в генетический аппарат микроорганизмов кишечника человека. ...
  5. Сходство и различие продуктов метаболизма микроорганизмов I и IV группы патогенности

    Научная работа >> Медицина, здоровье
    ... образом определенной части ДНК в генетический аппарат бактерии-реципиента. Итак, бактерии обладают способностью изменять свои ... исхода. Патогенность — полидетерминантная, генотипическая характеристика определенного организма, ответственная за создание ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0012099742889404