Cilvēku sugas evolūciju garantē dzimumšūnu meioze un to turpmākā apvienošanās (apaugļošanās) .Tādā veidā jaunās paaudzes pārmanto pusi no ģenētiskā mantojuma no tēva un pusi no mātes.
Tā kā baktērijas vairojas aseksuāli, ar vienkāršu bināro skaldīšanu, to attīstību garantē divi galvenie mehānismi: mutāciju un rekombināciju mehānisms.
MUTĀCIJAS: nejaušs notikums, kas izpaužas kā izmaiņas un aizvietojumi nukleotīdu secību līmenī, kas veido baktēriju genomu.
REKOMBINĀCIJAS: izriet no gēnu pārneses mehānismiem: donora baktērija nodod mucleotīdu sekvences saņēmējai baktērijai, kas integrē tās savā genomā saskaņā ar HOMOLOĢISKAS REKOMBINĀCIJAS mehānismu. Tas viss noved pie jaunu īpašību iegūšanas, piemēram, kapsulas, spējas ražot noteiktus toksīnus, rezistences faktorus pret antibiotikām utt.
Baktērijā genoms atrodas vienā hromosomā un dažreiz arī ārpushromosomu vidē, ko sauc par PLASMIDS, kurām ir tāda pati superspiralizēta struktūra, bet mazāks diametrs. Plazmīdām ir autonoma replikācija un tās var kodēt, piemēram, toksīnus, pili, adhezīni, bakteriocīni vai rezistences faktori; dažas plazmīdas var arī integrēties baktēriju genomā un vēlāk kļūt neatkarīgas; šajos gadījumos tās sauc par EPISOMĀM. Kopumā tāpēc plazmīdās mēs atrodam palīgrakstzīmju ģenētisko informāciju, kas nav būtiski baktērijas izdzīvošanai.
Dažām plazmīdām ir šaurs potenciālo saimnieku spektrs, bet citām - plašāks spektrs (kas nozīmē, ka tās var pārnest uz dažādām baktērijām).
Lai pārnestu ģenētisko materiālu, pēc tam plazmīdas vai genoma sekvences, baktērijas ir izstrādājušas trīs dažādus mehānismus, ko sauc: transformācija, konjugācija un transdukcija. Tiem var pievienot ceturto, ko sauc par TRANSPOSITION, caur kuru ģenētiskais materiāls tiek pārnests no vienas hromosomas zonas uz otru vai no plazmīdas uz hromosomu pašas baktērijas ietvaros.
Brīvo DNS fragmentu, kas radušies no baktēriju līzes, pārnešana uz saņēmēju baktēriju.
Gēnu pārnešana, izmantojot fizisku kontaktu starp divām baktērijām, no kurām donoru sauc par F + (pozitīva auglība) un kam ir konjugācijas vads, bet saņēmējam F-.
Pārnesi veic baktēriju vīruss, ko sauc par bakteriofāgu.
PĀRVEIDOŠANA: pārveidošanas procesu var iedalīt atsevišķos posmos:
1) saikne starp DNS un šūnu
2) DNS iekļūšana šūnā
3) recipienta baktērijā iekļuvušās brīvās DNS rekombinācija
4) fenotipiska izteiksme
Transformējamai DNS jābūt:
1) dubultā spirāle
2) ar molekulmasu lielāku par 106 daltoniem
3) ir "augsta analoģija ar saņēmējas šūnas DNS
Receptoru šūnai savukārt jābūt fizioloģiskā stāvoklī, ko sauc par kompetenci. Šūna ir kompetenta, ja tā atrodas eksponenciālās vai logaritmiskās augšanas beigās; šajā posmā faktiski olbaltumvielu sintēze ir maksimāla un kompetences faktori ( olbaltumvielas, kas ļauj iekļūt DNS).
SAVIENOŠANA: sastāv no ģenētiskā materiāla tiešas nodošanas, fiziski saskaroties starp divām baktēriju šūnām.
Dažas baktērijas satur plazmīdu, ko sauc par faktoru F, kas kodē proteīnus, kas veido konjugācijas kaudzi. Šai plazmīdai, kas apveltīta ar autonomu replikāciju, ir gēni, kas tai ļauj replicēties un pāriet no vienas F + baktērijas uz citu (F-).
Konjugācijas posmi: F + baktērija satiekas ar F-baktēriju un veidojas saites tilts. Šajā brīdī plazmīds sāk atkārtoties ar mehānismu, ko sauc par ritošo apli (5 "- 3" virzienā), kura laikā viens no diviem pusliemeņiem iet caur pili. Replikācijas un pārnešanas beigās mums ir divi F +, jo pirmais saglabā plazmīdas kopiju, bet F- saņem otro hemielu, kas pēc tam dublē un veido plazmīdu.
Dažreiz (reti) F + šūnā plazmīda var integrēties hromosomā. Jaunās šūnas, kurās ir integrēta plazmīda, sauc par HFR (augsta rekombinācijas biežums). Šajās šūnās integrētā plazmīda nodod savas īpašības hromosomai, piemēram, pārnešanu no baktērijas A uz baktēriju B; tādēļ pirmo gēni var apvienoties ar pēdējo gēniem.
Ja mēs ievietojam HFR baktēriju saskarē ar F-, veidojas konjugācijas tilts, kas nosūta gēnu pārneses signālu, kuram nukleāze sagriež "spirāli", hromosoma sāk atkārtoties ar ritošā apļa mehānismu, un tā kopija nonāk tajā šūna F, sākot no griezuma punkta.
"Visas hromosomas pāreja ilgst aptuveni 90", bet konjugācijas tilts ir trausls un bieži saplīst pirms pārnešanas pabeigšanas, tāpēc iziet tikai plazmīda galva un daži tai tuvi gēni; savukārt termināļa daļa, kas satur koeficientu F, neiziet. Līdz ar to F-šūna nekļūst par HFR un arī F +, bet iegūst tikai dažas donora baktērijas īpašības.
Donora DNS var rekombinēties ar saņēmējas šūnas hromosomu, piešķirot baktērijai jaunas ģenētiskās īpašības. Citreiz DNS var noārdīties, un izmaiņas nav.
Papildus F faktoriem ir arī tā sauktie R faktori (kas izraisa rezistenci pret antibiotikām); tās vienmēr ir plazmīdas, kas satur F faktoru sekvences, kurām citi ir saistīti ar rezistenci pret antibiotikām. Tad ir COL faktori, kas kodē proteīnus, ko sauc par kolicīniem vai bakteriocīniem, proti, vielas ar baktericīdu iedarbību, ar kurām baktērija aizstāv sevi un uzbrūk citām šūnām, lai ieņemtu kolonizācijas vietas.
Pastāv arī ENT faktori, kas kodē enterotoksīnus un kas ir raksturīgi dažiem Escherichia Coli stublājiem (parasti sastopami organismā), kas spēj radīt aktīvus enterotoksīnus uz tievās zarnas gļotādas.
Seksuālie pili ir tipiski un unikāli GRAM, bet konjugācija notiek arī GRAM +, kam piemīt plazmīdas, kas sintezē noteiktus proteīnus, kas - izdalīti ārēji - noved pie agregācijas starp F + un citām F -baktērijām (neizmantojot al pilo che non c "è). Tomēr konjugācija ir reta parādība.
Citi raksti par tēmu "Baktērijas:" ģenētiskās informācijas nodošana ""
- baktēriju toksīni
- baktērijas
- raksturīgās baktērijas
- baktēriju šūna
- baktēriju palīgstruktūras
- Baktērijas: ģenētiskās informācijas nodošana
- Antibiotikas
- Antibiotiku kategorijas
- Antibiotiku rezistence
