Презентация к лекции по теме: Генетика бактерий. Бактериофаги.

• 1 слайд

  краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
  «Минусинский медицинский техникум»
  Генетика микроорганизмов. Бактериофаги
  (дисциплина: Основы микробиологии и иммунологии)
  
  Подготовил: Игай Е.Л.
  преподаватель
  
  
  
  Минусинск,2022
  

• 2 слайд

  ГЕНЕТИКА
  наука, изучающая механизмы и закономерности наследственности и изменчивости организмов, а также методы управления этими процессами.
  

• 3 слайд

  ГЕН
  наследственный фактор, единица наследственного материала ― определенный участок молекулы ДНК у высших организмов (РНК у ряда вирусов), ответственный за синтез определенного белка
  

• 4 слайд

  ГЕНОТИП
  совокупность всех генов организма, его наследственная материальная основа
  

• 5 слайд

  ФЕНОТИП
  совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся на основе взаимодействия генотипа с условиями внешней среды
  

• 6 слайд

  Генетический материал у бактерий содержится в нуклеоиде (бактериальной хромосоме) и во внехромосомных генетических элементах
   
  - плазмидах и мигрирующих генетических элементах
  

• 7 слайд

  Внехромосомные факторы наследственности
  2.неавтономные ― реплицируются только в составе репликона (нуклеоида или плазмиды):
  IS-последовательности;
  транспозоны;
  умеренные и дефектные фаги
  1.автономные – являются репликоном:
   
  плазмиды
  

• 8 слайд

  Внехромосомные молекулы ДНК (инсерционные элементы , плазмиды, транспозоны) не являются жизненно важными для бактерий, но придают им новые свойства
  

• 9 слайд

  Свойства IS-последовательностей:
  небольшие размеры;
  в свободном состоянии не существуют;
  способны перемещаться по геному, при этом первичный элемент остается на месте, а копия встраивается в мишень
  

• 10 слайд

  Функции IS-элементов:
  координация взаимодействия внехромосомных факторов наследственности между собой и с бактериальной хромосомой для обеспечения их рекомбинации;
  регуляторная (регуляция транскрипции генов путем их «включения/выключения»);
  индукция мутаций (инверсии, дупликации на протяжении 5−9 пар нуклеотидов) координация взаимодействия плазмид, умеренных фагов, транспозонов
  

• 11 слайд

  Транспозоны
  нуклеотидные последовательности, способные менять место своей локализации в молекуле ДНК и мигрировать из одной молекулы ДНК в другую.
  

• 12 слайд

  Свойства транспозонов:
  относительно большие генетические элементы, состоят из 2000−25000 пар нуклеотидов;
  могут находиться в свободном состоянии в виде кольцевой молекулы;
  могут мигрировать с одного репликона на другой;
  окружены с обоих сторон (фланкированы) последовательностями ДНК, напоминающими IS-последовательности;
  могут нести информацию о синтезе бактериальных токсинов и ферментов, модифицирующих антибиотики
  

• 13 слайд

  ПЛАЗМИДЫ:
  - Это кольцевидные молекулы ДНК, способные к саморепликации.
  Их возможные состояния:
  автономное
  (в цитоплазме);
  интегрированное (в нуклеоиде)
  

• 14 слайд

  ПЛАЗМИДЫ:
  Конъюгативные плазмиды способны к самопереносу из одной клетки в другую. Неконъюгативные плазмиды способны к переносу с помощью конътативных плазмид и бактериофагов.
  

• 15 слайд

  Функции плазмид:
  регуляторная – компенсирует нарушение функции ДНК нуклеоида;
  кодирующая – вносит в генотип новую информацию
  

• 16 слайд

  В зависимости от свойств признаков, которые кодируют плазмиды, различают:
  R-плазмиды
  F- плазмиды
  Col- плазмиды
  Tox - плазмиды
  Плазмиды деградации
  

• 17 слайд

  R - плазмиды
  -Обеспечивают лекарственную устойчивость;
  -Могут содержать гены, ответственные за синтез ферментов, разрушающих лекарственные вещества;
  -могут менять проницаемость мембран;
  
  

• 18 слайд

  Кодируют пол у бактерий. Мужские клетки (F+) содержат F- плазмиду, женские (F-) – не содержат. Мужские клетки выступают в роли донора генетического материала при конъюгации, а женские – реципиента.
  F - плазмиды
  

• 19 слайд

  Col - плазмиды
  Кодируют синтез бактериоцинов. Это бактерицидные вещества, действующие на близкородственные бактерии;
  

• 20 слайд

  Tox - плазмиды
  Кодируют выработку экзотоксинов
  

• 21 слайд

  Плазмиды биодеградации
  Кодируют ферменты, с помощью которых бактерии могут утилизировать ксенобиотики.
  

• 22 слайд

  Потеря клеткой плазмиды не приводит к ее гибели. В одной и той же клетке могут находиться разные плазмиды
  

• 23 слайд

  2. Изменчивость у бактерий
  (различают)
  фенотипическую
  генотипическую
  

• 24 слайд

  Фенотипическая изменчивость
  Не затрагивает генотип. Модификации затрагивают большинство особей в популяции. Они не передаются по наследству и с течением времени возвращаются к исходному фенотипу.
  

• 25 слайд

  Затрагивает генотип. В ее основе лежат мутации и рекомбинации.
  Мутации – это изменение генотипа, сохраняющееся в ряду поколений и сопровождающееся изменением фенотипа. Особенность мутаций у бактерий является легкость их выявления.
  Генотипическая изменчивость
  

• 26 слайд

  По локализации мутации различают:
  Генные (точечные)
  хромосомные
  плазмидные
  

• 27 слайд

  Мутации по происхождению бывают:
  Спонтанные
  Индуцированные
  

• 28 слайд

  Генетические рекомбинации
  Это обмен генетическим материалом между двумя особями с появление рекомбинантных особей с измененным генотипом
  

• 29 слайд

  Конъюгация
  Это обмен генетической информацией при непосредственном контакте донора и реципиента. Наиболее высокая форма передачи у плазмид, при этом они могут иметь разных хозяев. После образования между ними (донором и реципиентом) конъюгационного мостика одна нить ДНК – донора поступает по мостику в клетку реципиента. Чем больше будет этот контакт, тем большая часть донорской ДНК будет передана реципиенту.
  

• 30 слайд

  Слияние протопластов
  Это механизм обмена генетической информацией при непосредственном контакте участников ЦПМ у бактерий, лишенных клеточной стенки.
  

• 31 слайд

  Трансформация
  Это передача генетической информации в виде изолированных фрагментов ДНК при нахождении реципиентной клетки в среде, содержащей ДНК – донора.
  

• 32 слайд

  Для нее необходимо особое физиологическое состояние клетки-реципиента – компетентность. Такое состояние присуще активно делящимся клеткам, в которых идут процессы репликации собственных НК. В таких клетках действует фактор компетенции – это белок, который вызывает повышение проницаемости клеточной стенки и ЦПМ, поэтому фрагмент ДНК может проникать в такую клетку.
  Трансформация
  

• 33 слайд

  Трансдукция
  Это передача генетической информации между бактериальными клетками с помощью умеренных трансдуцирующих фагов. Эти фаги могут переносить один и более генов.
  

• 34 слайд

  Трансдукция бывает:
  Неспецифической
  Специфической
  

• 35 слайд

  Специфическая трансдукция
  Переносится всегда один и тот же ген, трансдуцирующий фаг всегда располагается в одном и том же месте.
  

• 36 слайд

  Неспецифическая трансдукция
  Передаются разные гены, локализация трансдуцирующего фага непостоянна.
  

• 37 слайд

  Абортивная трансдукция
  Принесенный трансдуцируемый фагом фрагмент ДНК донора не включается в хромосому клетки-реципиента, а остается в ее цитоплазме и в таком виде способен поддерживаться и проявляться фенотипически.
  

• 38 слайд

  Это вирусы, поражающие клетки бактерий. Они не имеют клеточной структуры, неспособны сами синтезировать НК и белки, поэтому являются облигатными внутриклеточными паразитами.
  3. Бактериофаги
  

• 39 слайд

• 40 слайд

  Бактериофагия
  Это процесс взаимодействия фагов с бактериями, нередко заканчивающийся их лизисом
  

• 41 слайд

  Группы бактериофагов
  фаги с длинным сокращающимся отростком;
  фаги с длинным несокращающимся отростком;
  фаги с коротким отростком;
  фаги с аналогом отростка (пузырчатые);
  нитевидные фаги
  

• 42 слайд

  Бактериофаги подразделяются
  вирулентные — способные вызвать продуктивную форму инфекции
  умеренные — способные вызывать не только продуктивную, но и редуктивную фаговую инфекцию
  

• 43 слайд

  Формы жизненного цикла фага
  -продуктивная инфекция (фаг размножается в клетке и выходит из нее);
   
  -редуктивная инфекция (геном фага проникает в клетку, однако размножения фага не происходит, его геном интегрируется в хромосому клетки-хозяина, становится ее составной частью, фаг превращается в профаг, а клетка становится лизогенной);
   
  -абортивная инфекция, при которой взаимодействие фага с клеткой обрывается на какой-то стадии жизненного цикла фага, и он погибает.
  

• 44 слайд

  Цикл развития вирулентного бактериофага - этапы:
  -адсорбция фага на поверхности бактериальной клетки;
   
  -проникновение фаговой ДНК в бактериальную клетку;
  -эклипс-период или СИ-фаза, т.е. фаза смены информации;
  
  -синтез структурных компонентов фага;
  -морфогенез фагов;
  -лизис клетки и освобождение фаговых частиц.
  

• 45 слайд

  Цикл развития умеренного бактериофага - этапы:
  -адсорбция фага на поверхности клетки;
  -проникновение фаговой ДНК в бактериальную клетку;
  -интеграция фаговой ДНК в хромосому клетки-хозяина и превращение фага в профаг, формирование лизогенной системы
  

• 46 слайд

  Профаг спонтанно или под воздействием различных факторов (химические вещества, облучение УФ, рентгеновскими лучами, повышенная температура) может выходить из бактериальной хромосомы и вызывать продуктивную инфекцию
  

• 47 слайд

  Умеренные и дефектные фаги
  Встраиваясь в бактериальную хромосому, умеренные или дефектные фаги вызывают лизогенизацию бактерий, которые могут приобретать новые признаки.
  

• 48 слайд

  Изменчивость лизогенных бактерий связана:
  -с приобретением генов, переносимых фагами от их предыдущих хозяев;
   
  -с экспрессией «молчащих» генов бактерий-реципиентов. Фаговая ДНК, встраиваясь вблизи поврежденного промотора, заменяет его. При этом синтезируются определенные продукты, например протоксины дифтерийных бактерий.
  

• 49 слайд

  Благодаря своему разрушающему (литическому) действию на бактерии фаги могут быть использованы с лечебно-профилактической целью при различных заболеваниях ( дизентерия, холера, различные гнойно-воспалительные заболевания и т. д.) . Наборы стандартных фагов, в том числе международные используются для фаготипирования возбудителей ряда болезней (холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, дифтерии, стафилококковых и других заболеваний).
  

• 50 слайд

  Практическое использование бактериофагов:
  -фаготерапия;
  -фагопрофилактика;
  -фагодиагностика.
  

• 51 слайд

• 52 слайд

Краткое описание документа:

Презентация для студентов медицинских техникумов по дисциплине "Основы микробиологии и иммунологии". Тема: Генетика микроорганизмов. Бактериофаги.Для подготовки к занятиям