Генотипическая изменчивость бактерий

Изменения бактериального генома, а следовательно, и свойств бактерий могут происходить в результате мутаций и рекомбинаций.

Рекомбинация у бактерий является конечным эта­пом передачи генетического материала между бакте­риями, которая осуществляется тремя механизмами: конъюгацией (при контакте бактерий, одна из кото­рых несет конъюгативную плазмиду), трансдукцией (при помощи бактериофага), трансформацией (при помощи высокополимеризованной ДНК).

Рекомбинационный процесс у бактерий имеет свои особенности. Это в первую очередь определяется способом их размножения и закономерностями передачи генетического материала.

18. Известно, что генетические рекомбинации у клеток эукариотов совершаются в ходе процессов, сопровождающих половое размножение путем реципрокного (взаимного) обмена фрагментами хромосом. При таком обмене генетическим материалом из двух рекомбинирующих родительских хромосом образуются две рекомбинантные хромосомы. Применительно к клеткам это означает, что в результате рекомбинаций возникают две рекомбинантные особи.

Генетическая рекомбинация – это взаимо­действие между двумя геномами, т. е. между двумя ДНК, обладающими различными ге­нотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, формированию до­чернего генома, сочетающего гены обоих родителей.

Прокариотам не свойственно половое размножение. Отсутствие полового размножения и мейоза, в процессе которых у высших организ­мов происходит рекомбинация, гаплоидный набор генов и определяют особенности ре­комбинации у бактерий.

Существуют специальные гены (rec -гены), детерминирующие рекомбинационную способность клеток-реципиентов. В процессе реком­бинации бактерии условно делятся на клет­ки-доноры, которые передают генетический материал, и клетки-реципиенты, которые воспринимают его. В клетку-реципиент проникает не вся, а только часть хромо­сомы клетки-донора, что приводит к фор­мированию неполной зиготы – мерозиготы. В результате рекомбинации в мерозиготе об­разуется только один рекомбинант, генотип которого представлен в основном генотипом реципиента, с включенным в него фрагмен­том хромосомы донора. Реципроктные рекомбинанты не образуются.

Передача генетического материала от клетки-донора в клетку-реципи­ент путем непосредственного контакта клеток называется конъюгацией. Необходимым условием для конъюгации является наличие в клетке-доноре транс­миссивной плазмиды. Трансмиссивные плазмиды кодируют по­ловые пили, образующие конъюгационную трубочку между клеткой-донором и клеткой-реципиентом, по которой плазмидная ДНК передается в новую клетку.

19. ID –инфицирующая доза. Это количество патогенных бактерий, способное вызвать инфекционное заболевание.

От величины инфицирующей дозы микроба может зависеть тяжесть течения инфП, а в случае условно-патогенных бактерий — возможность его развития. Величина инфицирующей дозы в большой мере зависит от вирулентных свойств возбудителя. Между этими двумя характеристиками существует обратная зависимость: чем выше вирулентность, тем ниже инфицирующая доза, и наоборот. Известно, что для такого высоковирулентного возбудителя, как чумная палочка, инфицирующая доза может колебаться от одной до нескольких микробных клеток; — около 100 микробных клеток. В отличие от этого, инфицирующая доза низковирулентных штаммов может быть равна 105-106 микробных клеток.

20. Трансдукция – это передача генетической информации меж­ду бактериальными клетками с помощью умеренных трансдуцирующих фагов. Трансдуцирующие фаги могут переносить один или более генов. Трансдукция бывает:

специфическая (переносится всегда один и тот же ген, трансдуцирующий фаг в виде профага всегда располагается в одном и том же месте хромосомы);

неспецифическая (передаются разные гены, локализация трансдуцирующего фага непостоянна).

абортивная трансдукция – привнесенный фагом фрагмент ДНК бактерии-донора не включается в хромосому бактерии-реципиента, а располагается в её цитоплазме и может в таком виде функционировать. Во время деления бактериальной клетки трансдуцированный фрагмент ДНК-донора может передаваться только одной из двух дочерних клеток, т.е. наследоваться однолинейно и в конечном итоге утрачиваться в потомстве.