2007.02.05.  

Baktérium- és fággenetika -I.

---

A baktériumok prokarióta szervezetek, nincs sejtmagjuk, haploidok, genomjukat általában egy, kör alakú kromoszóma, valamint változó méretű és példányszámú plazmidok alkothatják. A genetikai információ átvitel konjugáció, transzdukció vagy transzformáció segítségével történik. A konjugáció sok esetben fajok között is végbemehet, aminek eredménye a horizontális géntranszfer. Ennek a folyamatnak jelentős szerepe van a bakteriális genomok fejlődésében. Mint látni fogjuk, egyedülálló az is, hogy a rekombinációs folyamatoknál, nagyon sokszor, nem két teljes haploid genom van jelen, hanem ún. parciális diploidok képződnek.

A bakteriofágok (fágok) a baktériumok vírusai. Nukleinsav és fehérjeburok alkotja őket, genomjuk haploid, egy lineáris vagy cirkuláris kromoszómájuk van. Lizogén vagy lítikus úton szaporodhatnak. Genetikai rekombináció a lítikus ciklusban, kevert fertőzés esetén jöhet létre két eltérő genotípusú bakteriofág között.

A genetikai információ átadás módjai prokariótákban: transzformáció, konjugáció, transzdukció.

prototróf – "vad típusú" baktérium, minimál táptalajon képes nőni szén- és nitrogénforrás, sók, víz jelenlétében. A minimális tápigény fajonként eltérő lehet (nitrogénkötő, fotoszintetizáló, aerob, anaerob ... stb fajok esetében).

auxotróf - mutáns baktérium, amelynek külön tápigénye van a vad típushoz képest. Például nem képes egy adott aminosavat, bázist, vitamint előállítani.

rezisztencia markerek - szűkebb értelemben antibiotikum rezisztencia (pl. sterptomycin rezisztencia). A rezisztencia oka lehet egy mutáció megjelenése, ami az antibiotikum hatását akadályozza, de lehet egy extra gén, géncsoport megjelenése is, amely az antibiotikum semlegesítését végző apparátust kódol (módosító enzimek, transzport fehérjék). Tágabb értelemben bármilyen környezeti tényezővel szembeni ellenállóképesség lehet (ozmotikus, pH, nehézfém, UV, hő, detergensek, bakteriofág), amelyet egy mutáció vagy egy gén megjelenése idézhet elő.

egyéb markerek - motilitás, telepmorfológia, szín (pl. enzimaktivitás kimutatása színreakcióval)

szelektálható markerek - ha egy vad típusú vagy egy mutáns allél megjelenése előnyt jelent a baktériumnak, akkor, a megfelelő szelekciós körülményeket biztosítva, ki lehet válogatni az allélt hordozó baktériumokat (csak az egyik allélt hordozó sejtek képesek növekedni és telepet képezni szelektív körűlmények között).

10-1   A baktériumok vizsgálata A baktérium szuszpenzióból a megfelelően higított kultúrát egy szilárd táptalaj felületére szélesztjük. Egy szabad szemmel nem látható baktériumból 1-2 nap múlva sok millió sejtet tartalmazó telep (kolónia) fejlődik. Ahány baktérium volt eredetileg a lemezen, annyi telep keletkezik, ha a táptalaj nem "szelektív".   Szelektív táptalaj esetén csak azok a sejtek tudnak osztódni és telepet képezni, amelyek tartalmazzák a megfelelő, szelektált allélokat (pl rezisztencia marker, cukor hasznosítás, vad típusú bioszintézis gén).   A megfelelő a szelektív táptalaj alkalmazásával akár 1000 millió baktérium közül is ki tudjuk választani (felnöveszteni) a számunkra érdekeset (1 ml tápfolyadék 109-1010 sejtet is tartalmazhat)

genetikai átvizsgálás vagy „screen” - minden egyedet (utódot) meg kell vizsgálni, hogy hordoz-e egy adott tulajdonságot. Sok százezer utód átvizsgálása lehetséges, de ez messze elmarad a szelekciós rendszerek hatásfokától.

  Egyszerüsítés a mutánsok jelölésénél:
sok esetben egy baktérium genotípusának felsorolásánál elhagyják a mutáns allélra utaló (-) jelet:
a metB ^- = metB.    Például az E. coli HB101 törzs genotípusa:

thi-1, hsdS20, supE44, recA 13, ara-14, leuB6, proA2, lacY1 , rpsL20, xyl-5, mtl-1

---

- Alapfogalmak - Konjugáció - Rekombináció fágokban - Transzdukció - Transzformáció - Genetikai térképek -

---