Генетические рекомбинации. Трансдукция, типы и этапы трансдукции.

Трансдукция -процесс переноса генетического материала от бактерии-донора к бактерии-реципиенту с помощью бактериофага.

Типы трансдукции:

1) специфическая

2)неспецифическая (локализованная)

3)(общая) абортивная

Неспецифическая трансдукция:

- бактериофаг переносит любые гены донора;

- неспецифическую трансдукцию осуществляют вирулентные фаги;

- включение ДНК клетки- рецепиента (фиолетовая) при сборке фага носит случайный характер

Основные этапы: 1)Адгезия на поверхности бактерии-донора с последующим проникновением 2) Размножение бактериофага внутри клетки3) Самосборка фаговых частиц и образование дефектного бактериофага (сохраняет инфекционные свойства и содержит какой-либо фрагмент ДНК бактерии донора) 4) Перенос дефектным бактериофагом включенной ДНК в клетку-реципиент 5) Рекомбинация и включение перенесенной ДНК в клетку-рециент, а следовательно, изменение ее свойств

Специфическая трансдукция- фаг переносит определенные гены от бактерии-донора к бактерии-реципиенту. Основные этапы: 1) Интеграция ДНК умеренного бактериофага в определенный участок хромосомы клетки-донора 2)Захват соседних бактериальных генов (например, «gal» или «bio») при выходе из хромосомы 3)Формирование дефектного бактериофага (потерян фрагмент собственной ДНК фага, но захвачен фрагмент ДНК донора) 4)Перенос захваченного фрагмента ДНК донора в клетку- реципиент 5)Включение его в геном клетки-реципиента посредством рекомбинации

Абортивная трансдукция - трансдукция, при которой перенесенный материал передается только одной из двух дочерних клеток. Основные этапы: 1)Формирование дефектного бактериофага, который содержит фрагменты собственной ДНК и ДНК донора 2)Перенос дефектным бактериофагом включенной ДНК в клетку-реципиент 3)Внесенный фагом фрагмент донорной ДНК не интегрирует в бактериальную хромосому и не реплицируется 4)Однолинейное наследование донорного гена и в конечном итоге утрачивается в потомстве

Генетические методы диагностики инфекционных заболеваний: полимеразная цепная реакция.

Метод молекулярной гибридизации

Позволяет выявить степень сходства различных ДНК. Применяется при идентификации микробов для определения их точного таксономического положения.

Метод основан на способности двухцепочечной ДНК при повышенной температуре (90 °С) в щелочной среде денатурировать, т. е. расплетаться на две нити, а при понижении температуры на 10 °С вновь восстанавливать исходную двухцепочечную структуру. Метод требует наличия молекулярного зонда. Зондом называется одноцепочечная молекула нуклеиновой кислоты, меченная радиоактивными нуклидами, с которой сравнивают исследуемую ДНК.

Для проведения молекулярной гибридизации исследуемую ДНК расплетают указанным выше способом, одну нить фиксируют на специальном фильтре, который затем помещают в раствор, содержащий радиоактивный зонд. Создаются условия, благоприятные для образования двойных спиралей. В случае наличия комплементарности между зондом и исследуемой ДНК, они образуют между собой двойную спираль.

Полимеразная цепная реакция

ПЦР позволяет обнаружить микроб в исследуемом материале (воде, продуктах, материале от больного) по наличию в нем ДНК микроба без выделения последнего в чистую культуру.

Для проведения этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, в которой определяют наличие специфичного для данного микроба гена. Обнаружение гена осуществляют его накоплением. Для этого необходимо иметь праймеры комплементарного З’-концам ДНК исходного гена. Накопление (амплификация) гена выполняется следующим образом. Выделенную из исследуемого материала ДНК нагревают. При этом ДНК распадается на 2 нити. Добавляют праймеры. Смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры, при наличии в смеси ДНК искомого гена, связываются с его комплементарными участками. Затем к смеси ДНК и праймера добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. Устанавливают температуру, оптимальную для функционирования ДНК-полимеразы. В этих условиях, в случае комплементарное™ ДНК гена и праймера, происходит присоединение нуклеотидов к З’-концам праймеров, в результате чего синтезируются две копии гена. После этого цикл повторяется снова, при этом количество ДНК гена будет увеличиваться каждый раз вдвое. Проводят реакцию в специальных приборах — амплификаторах. ПЦР применяется для диагностики вирусных и бактериальных инфекций.