генетика

4 теоретических вопроса и 2 задачи ...

10. Мейоз и его генетическая сущность……………………………………...…3
34. Строение генетического материала у прокариот. Обмен генетическим материалом у прокариот…………………………………………………………6
48. Генетическая структура популяции по концентрации генов и частоте генотипов. Формула и закон Харди-Вайнберга для характеристики структуры панмиктической популяции…………………………………………………….12
117. Выписать и дать объяснения всем терминам, встретившимся при выполнении работы………………………………………………………...........16
73. Задача…………………………………………………………………………18
84.Задача………………………………………………………………………….19
Список используемой литературы…………………………………………...…20

введения нет.

Эти различия наследуются. Если выращивать один штамм бактерий на стерильном экстракте, содержащем ДНК другого штамма, то некоторые дочерние клетки первого штамма приобретают свойства клеточной поверхности и вирулентность, характерные для второго штамма. Эти изменения передаются по наследству. Наследственные признаки штамма-донора передаются штамму-реципиенту через ДНК донора в стерильной ростовой среде Трансформация у бактерий — явление, наблюдаемое в лаборатории. Её природный аналог — это трансдукция. Бактериальные вирусы, или фаги, в природных условиях иногда переносят генетический материал из одной бактериальной клетки в другую. Такой перенос бактериального генетического материала фагами называют трансдукцией. При трансдукции небольшой двухцепочечный фрагмент ДНК попадает из клетки-донора в клетку-реципиент вместе с бактериофагом (одна из групп вирусов). Возможный механизм трансдукции изображен на рисунке ниже: Некоторые вирусы способны встраивать свою ДНК в ДНК бактерий; такая встроенная ДНК реплицируется одновременно с ДНК хозяина и передается от одного поколения бактерий к другому. Время от времени такая ДНК активируется и начинает кодировать образование новых вирусов. ДНК хозяина (бактерии) разрывается, а высвобожденные фрагменты иногда захватываются внутрь новых вирусных частиц, порой даже вытесняя ДНК самого вируса. Такие новые "вирусы", или трансдуцирующие частицы, затем переносят ДНК в клетки других бактерий. Различают трансдукцию неспецифическую и специфическую.Неспецифическая трансдукция — случайный перенос фрагментов ДНК от одной бактериальной клетки к другой.Специфическая трансдукция осуществляется только умеренными фагами, обладающими способностью включаться в строго определенные участки хромосомы бактериальной клетки и трансдуцировать определенные гены.Процесс трансдукции протекает следующим образом. Фаг заражает одну бактериальную клетку и размножается в ней за счет ДНК хозяина. Затем одна из дочерних фаговых частиц заражает другую бактериальную клетку и вносит при этом генетический материал первой клетки-хозяина во вторую клетку-хозяина. Наиболее успешно трансдукцию осуществляют умеренные фаги, которые не вызывают полного разрушения бактерий-хозяев. Трансдуцированные бактерии продолжают при этом свое существование и воспроизводят свои измененные признаки.Установлено, что трансдукция происходит у бактерий таких родов, как Salmonella, Escherichia, Pseudomonas, Staphylococcus и некоторых других. К числу признаков, передаваемых путем трансдукции, относятся способность к синтезу тех или иных веществ, устойчивость к антибиотикам и подвижность. В одном случае конверсии у Clostridium изменяется тип токсина, вырабатываемого бактерией. Один из штаммов Clostridium botulinum, который обычно вызывает ботулизм у человека и животных, при заражении определённым фагом превращается в другой штамм Clostridium, вызывающий газовую гангрену .У прокариот (бактерии и синезеленые водоросли), у которых отсутствует мейоз, а геном представлен только одной молекулой ДНК, законная генетическая рекомбинация сопряжена с такими естественными формами обмена и переноса генетического материала, как конъюгация.При конъюгации одна из клеток передает генетическую информацию другой клетке. При этом увеличения числа особей не происходит.Конъюгация бактерий состоит в переходе генетического материала (ДНК) из клетки-донора («мужской») в клетку-реципиент («женскую») при контакте клеток между собой. Донорная способность клеток определяется генами, находящимися в небольшой кольцевой молекуле ДНК, которую называют половым фактором или F-фактором (F - первая буква от англ. fertility - плодовитость). Это - своеобразная плазмида, которая кодирует белок специфических фимбрий, называемых F-пилями или половыми пилями. F-пили облегчают контакт клеток друг с другом. Молекула ДНК состоит из двух цепей. При конъюгации одна из цепей двухцепочечной ДНК F-фактора проникает через половую фимбрию из клетки-донора (F+) в клетку-реципиент (F-).Этот процесс схематически показан на рисунке: Рис. Конъюгация и перенос F-фактора из клетки в клетку. 1, 2 и 3 обозначают последовательность этапов переноса. 1 - раскручивающийся и одновременно реплицирующийся F-фактор; 2 - одноцепочечный F-фактор проникает в клетку-реципиент через F-фимбрию; 3 - F-фактора с синтезирующейся комплементарной цепью.«Мужская» клетка содержит F-фактор, или половой фактор, который контролирует синтез так называемых половых пилей, или F-пилей. Клетки, не содержащие F-фактора, являются «женскими»; при получении F-фактора они превращаются в «мужские» и сами становятся донорами. F-фактор располагается в цитоплазме в виде кольцевой двунитчатой молекулы ДНК, т. е. является плазмидой. Молекула F-фактора значительно меньше хромосомы и содержит гены, контролирующие процесс конъюгации, в том числе синтез F-пилей. При конъюгации F-пили соединяют «мужскую» и «женскую» клетки, обеспечивая переход ДНК через конъюгационный мостик или F-пили. Клетки, содержащие F-фактор в цитоплазме, обозначаются F+; они передают F-фактор клеткам, обозначаемым F- («женским»), не утрачивая донорской способности, так как оставляют копии F-фактора. Если F-фактор включается в хромосому, то бактерии приобретают способность передавать фрагменты хромосомной ДНК и называются Hfr-клетками (от англ. highfrequencyofrecombination — высокая частота рекомбинаций), т.е. бактериями с высокой частотой рекомбинаций. При конъюгации клеток Hfr и клеток F- хромосома разрывается и передается с определенного участка (начальной точки) в клетку F-, продолжая реплицироваться. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 мин.Переносимая ДНК взаимодействует с ДНК реципиента — происходит гомологичная рекомбинация. Прерывая процесс конъюгации бактерий, можно определять последовательность расположения генов в хромосоме. Иногда F-фактор может при выходе из хромосомы захватывать небольшую ее часть, образуя так называемый замещенный фактор — F'. Сексдукция (от секс и лат. ductio — проведение), частный случай переноса генов во время конъюгации от одной бактериальной клетки — донорской ("мужской") к другой — реципиентной ("женской"). С. осуществляется половым фактором, выделившимся в автономное состояние из бактериальной хромосомы вместе с её фрагментом. При С. в реципиентную клетку с фрагментом хромосомы переходит и половой фактор, тогда как при обычной конъюгации включенный в хромосому половой фактор переходит в реципиентную клетку крайне редко. В результате С. клетки приобретают свойства донорских ("мужских") клеток, т. е. способность в дальнейшем осуществлять при конъюгации как С., так и перенос бактериальной хромосомы. В остальном С. сходна с обычным конъюгационным переносом: клетки становятся диплоидами по генам, содержащимся в перенесённом фрагменте, приобретая присущие диплоидам особенности взаимодействия между гомологичными генами. Стабильность таких частичных диплоидов зависит от величины перенесённого фрагмента хромосомы: с увеличением протяжённости фрагмента повышается вероятность рекомбинации между ним и гомологичным участком хромосомы, что обычно приводит к восстановлению гаплоидного состояния клетки. С. имеет сходство со специфической трансдукцией, отличаясь от неё тем, что осуществляется с помощью перешедшего в автономное состояние полового фактора, а не при посредстве умеренного фага, вышедшего из Плазмиды и эписомы - это небольшие фрагменты ДНК, отличающейся от основной массы ДНК. Они часто реплицируются вместе с ДНК хозяина, но не нужны для выживания его клетки.Сначала было принято различать эписомы и плазмиды: эписомы внедряются в ДНК хозяина, а плазмиды - нет. К эписомам относятся F-факторы и так называемые умеренные фаги. Сейчас обе группы называют одним общим термином "плазмиды". Плазмиды широко распространены в природе, и в последние годы их считают внутриклеточными паразитами или симбионтами, устроенными еще проще, чем вирусы. Что касается плазмид, то здесь дело обстоит еще сложнее - ведь они представляют собой только молекулы ДНК.Плазмиды придают своим клеткам-хозяевам целый ряд особых свойств. Некоторые плазмиды являются "факторами резистенции" (R-плазмиды, или R-факторы: от англ. R = resistance - устойчивость), т.е. факторами, придающими устойчивость к антибиотикам. Примером может служить пенициллиназная плазмида стафилококков, которая трансдуцируется различными бактериофагами. В этой плазмиде содержится ген, кодирующий фермент пенициллиназу, которая разрушает пенициллин и, таким образом, придает устойчивость к пенициллину. Передача и распространение таких факторов среди бактерий (в результате полового размножения) очень мешают врачам. Другие плазмидные гены определяют устойчивость к дезинфицирующим средствам; способствуют таким заболеваниям, как стафилококковая импетиго; помогают молочнокислым бактериям превращать молоко в сыр; придают способность усваивать такие сложные вещества, как углеводороды, что можно использовать для борьбы с загрязнениями океана или для получения кормового белка из нефти.В заключение следует сказать, что половое размножение (в любой форме) - довольно редкое событие у бактерий. Но поскольку число бактерий в каждой колонии огромно, половое размножение наблюдается сравнительно часто. Такое размножение более примитивно, чем у эукариот; полный обмен геномами (суммарной ДНК) происходит только при конъюгации, что действительно встречается лишь изредка. Половое размножение бактерий имеет особое значение потому, что именно таким путем передается устойчивость к антибиотикам и дезинфицирующим средствам. 48. Генетическая структура популяции по концентрации генов и частоте генотипов. Формула и закон Харди-Вайнберга для характеристики структуры панмиктической популяции. С точки зрения генетики, популяция – это генетическая система, обладающая исторически сложившейся генетической структурой. Основные положения популяционной генетики сложились на основании изучения природных и модельных популяций высших раздельнополых животных (моллюсков, насекомых, позвоночных), которые воспроизводят себя с помощью нормального полового размножения – амфимиксиса, или объединения женских и мужских гамет. В таких случаях группировка особей, способных скрещиваться между собой и производить полноценное (т.е. жизнеспособное и плодовитое) потомство, называется генетической, или менделевской популяцией. В свою очередь, потомки, достигшие половозрелости, также должны скрещиваться между собой и производить полноценное потомство, то есть популяция должна существовать длительное число поколений. Таким образом, с точки зрения генетики, популяция представляет собой множество особей, объединенных достаточно высокой степенью родства. В рамках генетического подхода выделяется представление об идеальной популяции. Идеальная популяция – это абстрактное понятие, которое широко используется в моделировании микроэволюционных процессов.