Genetika bakterií. KBI/MIKP Mgr. Zbyněk Houdek

Transkript

1 Genetika bakterií KBI/MIKP Mgr. Zbyněk Houdek

2 Bakteriofágy jako extrachromozomální genomy Genom bakteriofága uvnitř bakterie profág. Byly objeveny v bakteriích už v r Twortem. Parazitické org. nemají vlastní metabolismus, rozmnožují se v bakteriích, které jim poskytují energii, stavební látky a enzymy. Mají různou hostitelskou specifitu. James A. Sullivan

3 Genom bakteriofága Obsahuje genů (5 x x 10 4 nukleotidů). Kódují kapsidu (vláknitá, ikosaedrální, Kódují kapsidu (vláknitá, ikosaedrální, bičík a příchytná vlákna), důležité enzymy (reverzibilní transkriptázu RNA viry).

4 Životní cyklus bakteriofága Nasednutí na receptor na povrchu bakterie (různé struktury vnější mem., potřebné jsou Ca 2+ nebo Mg 2+ ionty). Vpravení NK do bakterie, kdy kapsida zůstává vně b. Pomnožení bakteriofága replikace profága, syntéza složek kapsidy atd. Lyze bakteriální b. lytická infekce virulentní bakteriofágy.

5 Lyzogenní infekce Pokud dojde k syntéze specifického represoru jako 1. bílkoviny klidový stav bakteriofága. Může být uložen v bakteriálním chromozomu (specifické místo chromozomu) nebo mimo něj. Může dojít ke změně fenotypu bakterie lyzogenní konverze. Mírné nebo temperované fágy. Lytická infekce mutageny.

6 Maturace bakteriofága NK a složky kapsidy jsou v bakterii syntetizovány nezávysle na sobě. Po dosažení určité konc. těchto sloučenin dojde k sestavování bakterifágů. Pokud je přítomno více druhů bakteriofágů rekombinace jejich genomů hybridní charakter fágů = hybridní mísení.

7 Plak Lytický cyklus fága zničí 1 b. a rozšíří se na další. Na pevné živné půdě se pak v kolonii b. vytvoří prázdné místo = plak (dvůrek 1-10 mm). Postupně může být zaplněn bakteriemi rezistentními k fágu. Pseudoplak místo se sníženým růstem b. vzniká při lytickém cyklu vláknitých fágů.

8 Fagotypizace Profágy v lyzogenních bakteriích zabraňují infekci dalšími stejnými nebo příbuznými fágy. Charakterizace lyzogenních bakterií ( většinou salmonely, shigely a stafylokoky) pomocí standardních sestav fágů. Pokud jsou napadeny příbuznými fágy jako jsou ty sestavené, pak bakterie přežijí a naopak.

9 Bakteriofág MU Mutátor nebo příbuzný fág D 108 viry E. coli. Lyzogenní i lytický průběh životního cyklu. Profág se vloží do genomu hostitele mutace. Transponovatelné elementy lyzogenní cyklus - zvláštní reduplikace replikace a zároveň translokace na různá místa ch. hostitele.

10 Plazmidy Jejich genom kóduje vlastní replikaci vegetativní. Transférovou (distribuci kopií do dceřinných buněk). Autonomně přenosné plazmidy tvorba konjugačních pilli. Plazmidy mají různé spektrum hostitelů. Označují se písmenem p a 2 velkými písmeny a číslem (pcv 9). Kriptické plazmidy nemění fenotyp bakterií. Velké p. 2 na bakterii Malé p. až 100 kopií.

11 Replikace plazmidů Vegetativní r. - začíná v místě ori V zajišťuje přežití v buňce distribuci plazmidů buněk dceřinných. Transférová r. tra + plazmidy, které jsou schopné autonomního přenosu do jiné b. Tvoří F pilus = sex pilus, přes který prochází zreplikovaná nová NK, která se v nové b. opět zreplikujě na 2 řetězce. Příjemce = transkonjugant. Inkompatibilita p. vzájemná neslučitelnost příbuzných plazmidů v b.

12 Inzerční sekvence sobecké geny Inzerční sekvence úseky DNA ( bp), které končí bp s se stejným složením, ale opačným pořadím (invertované repetice). Vzájemná vazba G. pro vlastní replikaci a pro vložení do genomu Posun čtení gen. kódu a předčasné ukončení translace G. pro vytvoření represoru Nejjednodušší subcelulární org. Zachovat sebe sama, ale nemění fenotyp b.

13 Transpozony skákavé geny Transponovatelné elementy dlouhé několik tis. nukleotidů g. translokace, represe transkripce a nepotřebné informace (rezistence k antibiotikům a chemoterapeutikům, těžkým kovům, UV záření, tvorbu enterotoxinů a adherenčních fimbrií).

14 Integrony Delší úseky DNA úseky DNA, které se mohou také intracelulárně přemísťovat do různých míst DNA. G. pro integrázu, promotor a integrační místo G. řídící rezistenci k sulfonamidům Je součástí Tn a některých plazmidů

15 Rekombinace Nové uspořádání znaků uvnitř genomu nebo mezi 2 genomy. Na určitých místech nebo kdekoliv generalizovaně. Homologické genomy pomocí rec genů = legitimní rekombinace Pomocí transponovatelných elementů.