 |
Определить форму рекомбинационной изменчивости и определить частоту возникновения рекомбинантов по результатам экспериментов.
|
|
|
|
Занятие №6
Тема: «Экология и генетика микроорганизмов. Изменчивость в микробных популяциях»
Задание:
1. Какие генетические изменения в структурной организации микробной клетки обеспечили эволюционный прогресс на пути формирования эукариот?
Мутации нуклеотида; появление плазмид и других автономных генетических компонентов клетки, обеспечивающих разнообразные дополнительные функции. Появление автотрофного способа питания. Способность синтезировать различные биологически активные вещества – антибиотики, токсины, ростовые вещества.
2. Может ли, на ваш взгляд, модификация влиять на длительное нахождение возбудителей инфекционных заболеваний человека в его организме?
Да может. Такие варианты модификации микробной клетки, как капсула, спорообразование, образование L-форм способствую длительному сохранению микроорганизмов в организме человека. Это осуществляется благодаря активации защитных механизмов (капсула и псевдокапсула, споры), изменение антигенной структуры (L-трансформация), не позволяющая макроорганизму распознавать и утилизировать микробные клетки.
3. Какие преимущество получают микроорганизмы, циркулирующие в организме человека, за счет мутационного и рекомбинационного процессов?
За счет мутационных процессов происходят изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК, которые фенотипически ведут к таким проявлениям, как устойчивости к антибиотикам, изменению чувствительности к температуре, возникновение потребностей в факторах роста и т.д. Рекомбинационный процесс обеспечивает взаимодействие между двумя ДНК, обладающими различны и генотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, сочетающей гены обоих родителей. Это приводит к возникновению новых фенотипических признаков.
|
|
|
4. Что лежит в основе ПЦР-метода при диагностики инфекционных заболеваний человека?
ПЦР – это метод получения множества копий специфичного фрагмента ДНК в пробирке. ПЦР позволяет определить малое и сверхмалое количество нуклеиновых кислот. С помощью этого метода возможно прямое обнаружение инфекционного агента.
5. Определите функции плазмид.
А) R – плазмиды – Кодируют белковые продукты, обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам и различным ядам
Б) F – плазмиды - Содержат tra-гены, способны инициировать половой процесс у бактерий — конъюгацию
В) Col-плазмиды — содержат гены бактериоцинов — белков, подавляющих жизнедеятельность бактерий других разновидностей
Г) Плазмиды биодеградации — плазмиды, продукты которых позволяют утилизировать необычный пищевой или энергетический субстрат
Д) Вирулентные плазмиды, продукты которых способны сделать бактерию патогенной
Доказать форму изменчивости в популяции Proteus mirabilis
Проведено экспериментальное исследование, результаты которого вам необходимо оценить и дать заключение: Клон культуры Proteus mirabilis одновременно посеян на питательную среду МПА и МПА+0,5% фенола по методу Шукевича. Инкубация при 37 градусах в течении 24 ч.
Задание:
А)Изучите характер роста P. mirabilis на питательной среде МПА и МПА+0,5% фенола.
P. mirabilis на МПА характеризуется ползучим ростом, на среде МПА+0,5% фенол ползучего роста нет, рост определяется в месте конденсата.
Б) Интерпретируйте полученный результат, указывая на вид изменчивости в микробной популяции P. Mirabilis.
Исходя из полученных результатов установлено, что это модификационная фенотипическая изменчивость.
В) Подумайте, нужны ли дополнительные эксперименты, подтверждающие мутационную/модификационную форму изменчивости.
|
|
|
Чтобы подтвердить данную форму изменчивости необходимо пересеять культуру с МПА+0,5% фенол на МПА, поставить в термостат 37º на 24 часа. На МПА будет наблюдаться ползучий рост.
Определить форму рекомбинационной изменчивости и определить частоту возникновения рекомбинантов по результатам экспериментов.
Задание: Проведены экспериментальные исследования, результаты которых вам необходимо оценить
А) В жидкой питательной среде смешана культура E.coli – штамм донора с генотипом Hfr+, lac+ StrS и штамм реципиента с генотипом F —, lac—, StrR [ Hfr+, F — - фертильность, lac – отношение к лактозе, Str – отношение к актибиотику стрептомцину] (опытный вариант). Контрольные варианты – изолированы растущие культуры E.coli с генотипом Hfr+, lac+, StrS и E.coli с генотипом F — lac— StrR.
Микробная смесь опытного и контрольных вариантов культивируется при 37º С в течение 40 мин. После инкубации высеваются на питательные среды: среда Эндо - контрольный вариант штамма донора, среда Эндо + стрептомицин - штамм реципиента, микробную смесь донора и реципиента высевают одновременно на питательную среду Эндо + стрептомицин. Чашки с посевами культивируют в течение 24 часов при температуре 37º С.
1. проведите учет полученных результатов, определяя рост на питательной среде
К результате проведенного экспериментального исследования на питательной среде Эндо + стрептомицин наблюдается рост рекомбинанта – ярко красные колонии lac+, StrS
2. определите вид рекомбинационной изменчивости: Коньюгация
Б) В жидкой питательной среде смешана культура Klebsiella pneumonia штамм реципиента с генотипом Hfr+, К+, СefS и раствор ДНК, полученный от штамма донора с генотипом Hfr—, К+, СefR [Hfr+ - фертильность, К – наличие капсулы, Сef отношение к антибиотику цефалоспорину].
Микробная смесь реципиента с раствором ДНК донора опытного варианта и контрольные варианты - штамм донора и штамм реципиента, культивируются при 37º С в течение 40 мин. После инкубации высеваются одновременно на питательные среды: МПА и МПА + цефалоспорин контрольный вариант штамма реципиента и донора, микробную смесь реципиента с раствором ДНК донора. Чашки с посевами культивируют в течение 24 часов при температуре 37º С.
|
|
|
1. проведите учет полученных результатов, определяя рост на питательной среде
На питательной среде МПА + цефалоспорин отмечается рост рекомбинанта с генотипом СefR
2. определите вид рекомбинационной изменчивости: Трансформация
В) В жидкой питательной среде U – образной пробирки, разделенной микробным фильтром, культувируется культура Staphilococcus aureus штамм донора с генотипом аих—, Реn — и реципиента аих+, Реn+. При внесении культур в пробирку с жидкой питательной средой сделан одновременно посев на питательные среды – минимальная среда с пенициллином, МПА с пенициллином, МПА, минимальная среда (не растут ауксотрофные культуры). Опытный вариант культивируется при 37º С в течение часа. После чего одновременно делается посев на питательные среды – минимальная среда с пенициллином, МПА с пенициллином, МПА, минимальная среда.
1. проведите учет полученных результатов, определяя рост на питательной среде
При посеве культур на минимальную среду наблюдается хороший рост колоний синтезирующих триптофан Реn+.
2. определите вид рекомбинационной изменчивости: Трансдукция
|
|
|
