Post on 04-Mar-2015
Promjenjivost mikroorganizama• Pleomorfizam – neograničene
morfološke varijacije
• R. Koch – čiste kulture – monomorfizam
• Početak XX vijeka – primjećena pojava promjene čistih kultura
• Robinov (1944) – snimci bakterijskih hromosoma
• Luria i Delbrik (1943) – početak istraživanja genetike bakterija
• Savremeno gledište- geni određuju osobine bakterijske ćelije
Promjenjivost mikroorganizama
• Dvije grupe genetskih promjena bakterija:
1. Modifikacije – privremene promjene, povezane sa stepenom rasta mikroorganizama i različitim uslovima uzgoja
2. Mutacije- trajne promjene koje se prenose na potomstvo (promjena genotipa)
Prilagođavanje na uslove sredine
ADAPTACIJA
- preživljavanje
Promjenjivost mikroorganizama
1. Modifikacije
a) Morfološke modifikacije- log faza – krupne ćelije- stacionarna faza – sitnije ćelije- starije ćelije: zrnasta citoplazma,
nejednako bojenje, promjena oblika
Promjenjivost mikroorganizama
1. Modifikacijeb) Uzgojne modifikacije- Sinteza pigmentaSerratia marcescens – crveni pigment
pri uzgoju na sobnoj temperaturi- Kapsula – formiranje zavisi od
uslova uzgoja
c) Modifikacije fizioloških i biohemijskih osobina
- promjene uslova uzgoja – sinteza drugih enzima
- inducibilni enzim β-galaktozidaza – sredine sa laktozom = glukoza + galaktoza (E. coli)
Serratia marcescens
Promjenjivost mikroorganizama
2. Mutacije- stalne promjene koje se prenose na potomstvo- mutacija – promjena gena – mutanti- učestalost mutacija: 1 x 10-4 do 1 x 10-10
- povećana učestalost mutacija – uticaj UV, X zraka ili hemijskih mutagenih materija
Primjer: Penicillium chrysogenum- početni soj 100-200 jed. penicilina- nakon ozračivanja hlamidiospora X zracima – 300-500 jedinica- ozračivanje UV zracima 1000 jed.
Gen – sekvenca nukleotida u lancu DNKkoja nosi informaciju za sintezu proteinaHromozomi – paketi gena
Bakterije – 1 hromozom
Genom – svi geni ćelije, organizma
Genotip - ukupan zbir svih nasljednihosobina ćelijeFenotip – “izgled” mikroorganizma
Genetika mikroorganizama2. Mutacije
- promjene u redosljedu nukleotida u DNK lancu
Genetika mikroorganizama
2. Mutacije
indukovane mutacije
- pod uticajem određenih faktora (zračenje, hemijske materije)
spontane mutacije
- dokazi, niz eksperimenata
Genetika mikroorganizama
2. Mutacije Indukovana mutacija
- uvijek u zadnjoj generaciji
- broj jedinki često zavisi od intenziteta faktora i dužine izloženosti
Spontana mutacija
- pojavljuje se bilo kada
- više ćelija preživljava ako se mutacija javi u ranijim diobama (Slika B)
Genetska razmjena kod bakterija
Genetska razmjena kod bakterija:
1. Bakterijska transformacija
2. Bakterijska transdukcija
3. Bakterijska konjugacija
Genetska razmjena kod bakterija
1. Bakterijska transformacija
- prenošenje gena iz ćelije u ćeliju bakterija bez posrednika
- rastvorljivu DNK iz ćelije donora usvaja ćelija recipijent
- “kompetentni sojevi” – imaju sposobnost da se integrišu sa slobodnom rastvorljivom DNK
- ovu sposobnost imaju samo neke vrste bakterija
donor recipient
“kompetentni sojevi”
Genetska razmjena kod bakterija
1. Bakterijska transformacija
- izmjena nasljednjih osobina rastvorljivom DNK
Griffith (1928) – Diplococcus pneumoniae
- patogeni sojevi – kapsula
- glatke kolonije
- nepatogeni sojevi – bez kapsule
- hrapave kolonije
Diplococcus (Streptococcus)pneumoniae – sjajne kolonije na vještačkoj podlozi
Eksperiment
Genetska razmjena kod bakterija
1. Bakterijska transformacija – Griffith (1928)
Genetska razmjena kod bakterija
2. Bakterijska transdukcija
- prenošenje DNK iz ćelije davaoca u ćeliju recipienta pomoću bakteriofaga
- dva tipa transudkcije
izgled bakteriofaga
Genetska razmjena kod bakterija
2. Bakterijska transdukcija
a) nespecifična – prenosi se bilo koji dio donora
b) specifična – prenosi se samo određeni dio donora
- fagi koji vrše transdukciju su defektni jer sadrže svoj i DNK donora
- jedan fag – jedan gen izgled bakteriofaga
Genetska razmjena kod bakterija
2. Bakterijska transdukcija
1. Kačenje faga za ćeliju domaćina
2. Infekcija ćelije domaćina3. Kidanje DNK domaćina i
uključivanje DNK faga4. Proizvodnja novih faga
davaoc
recipient
5. Razaranje ćelije domaćina i oslobađanje “normalnih” i “defektnih” faga6. Defektni fag sa DNK domaćina
Genetska razmjena kod bakterija
2. Bakterijska transdukcija
7. Kačenje defektnog faga na novog domaćina
8. Infekcija novog novog domaćina
9. Uključivanje DNK davaoca u DNK recipienta
davaoc
recipient
Genetska razmjena kod bakterija
3. Bakterijska konjugacija - rekombinacije određuje
faktor fertilnosti (seks) faktor (F+) - djeluje kao muška ćelija
- F+ - kružni lanac DNK- primalac (F-) - ženska
ćelija
Genetska razmjena kod bakterija
3. Bakterijska konjugacija
- između ćelije donora (F+) i ćelija primaoca (F-) formira se citoplazmatični mostić
- samo ženska (F-) ćelija poprima osobine rekombinanta
3. Bakterijska konjugacija
Genetički inžinjering
- manipulacija genima- mikroorganizmi – najviše korišteni
- plazmidi kao prenosioci gena- bakteriofagi kao prenosioci gena- biljni virusi kao prenosioci gena