Презентация на тему: Введение в генетику микроорганизмов

Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
1868 г. Ф. Мишер
Введение в генетику микроорганизмов
1929 г. Ф. Левин
1928г. Опыты Фредерика Гриффита
1944г. Эксперимент Освальда Эйвери, Колина Мак-Леод и Маклина Мак-Карти
1952г. Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз
Введение в генетику микроорганизмов
1957-1958 гг. Ф. Крик и Дж. Гамов
1919-1930 гг. первые генетические школы в СССР
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
Введение в генетику микроорганизмов
1/25
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 74)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2779 Кб)
1

Первый слайд презентации: Введение в генетику микроорганизмов

Лекция №1 Для студентов специальности «Микробиология» по дисциплине «Генетика микроорганизмов»

Изображение слайда
2

Слайд 2

План лекции: История развития генетики микроорганизмов. Место генетики микроорганизмов в системе генетических дисциплин. Доказательство генетической роли нуклеиновых кислот. Основные структурные элементы ДНК и РНК. Первичная структура нуклеиновых кислот. Модель Уотсона-Крика. Альтернативные двуспиральные структуры ДНК. Основные физико-химические свойства ДНК.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Открытие Г. Менделем (1865) дискретности (делимости) наследственных факторов и разработка правил скрещивания организмов и учета признаков у их потомства. Менделевские законы наследственности заложили основу теории гена — величайшего открытия естествознания XX в., а генетика превратилась в быстро развивающуюся отрасль биологии. 1901-1903 гг. де Фриз выдвинул мутационную теорию изменчивости. Изучение В. Иоганнсеном закономерностей наследования, предложил называть менделевские “наследственные факторы” словом ген, дал определения понятий “генотип” и “фенотип”. Первый этап Мендель (Mendel) Грегор Иоганн ( 1822-1884) История развития генетики

Изображение слайда
4

Слайд 4: 1868 г. Ф. Мишер

История развития генетики 1868 г. Ф. Мишер выделяет «нуклеин». начал изучение нуклеина, что привело к открытию нуклеиновых кислот. 1882 г. В. Флеминг обнаруживает и описывает «хроматин», часть структуры клеточного ядра, которые позже назвали хромосомами. 1879 г. А Коссель 1889 г. Р. Альтман Нуклеин разделен на нуклеиновую кислоту и белок. Появился термин "нуклеиновая кислота". 1900 г. Все азотистые основания описаны химиками

Изображение слайда
5

Слайд 5

Характеризуется переходом к изучению явлений наследственности на клеточном уровне. Т. Бовери (1902—1907), У. Сэттон и Э. Вильсон (1902—1907) установили взаимосвязь между менделевскими законами наследования и распределением хромосом в процессе клеточного деления (митоз) и созревания половых клеток (мейоз). Т. Г. Морган и его сотрудниками на примере плодовой мушки дрозофилы установили, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке, образуя группы сцепления. полом. Морган ( Morgan) Томас Хант (1866—1945) Второй этап История развития генетики

Изображение слайда
6

Слайд 6: 1929 г. Ф. Левин

Поиски вещества наследственности 1929 г. Ф. Левин впервые обнаружил дезоксирибозу. показал, что белки могут быть исследованы с помощью рентгеноструктурного анализа. 1935 г. Н.Кольцов выдвинул гипотезы о молекулярной организации и матричном синтезе гена. Материалом хромосомы считал белок с различными радикалами – различные гены. 1934 г. Д.Бернал 1939 г. У. Астбюри, Ф. Белл Рентгеноструктурный анализ показал, что расстояние между нуклеотидами в ДНК 3,4 Å, а азотистые основания уложены стопками. Введение термина «молекулярная биология». 1935-1939 гг. А Белозерский выделил чистую ДНК, доказал наличие ДНК и РНК в бактериях.

Изображение слайда
7

Слайд 7: 1928г. Опыты Фредерика Гриффита

Гриффит работал с пневмококками - бактериями, вызывающими пневмонию. Он брал два штамма пневмококков: капсульный и бескапсульный. Капсульный - патогенный (вирулентный), при инфицировании таким штаммом мыши погибают, бескапсульный - непатогенный. При введении мышам смеси убитых нагреванием (и, следовательно, потерявших вирулентность) капсульных пневмококков и живых бескапсульных невирулентных бактерий, животные погибали в результате размножения капсульных вирулентных форм. Обнаруженное явление Гриффит интерпретировал как трансформацию. Доказательство генетической роли нуклеиновых кислот Доказательство генетической роли нуклеиновых кислот 1928г. Опыты Фредерика Гриффита

Изображение слайда
8

Слайд 8: 1944г. Эксперимент Освальда Эйвери, Колина Мак-Леод и Маклина Мак-Карти

В результате этого эксперимента варианте при смешивании бескапсульных пневмококков с взятыми от капсульных белками, полисахаридами или ДНК была выявлена природа трансформирующего фактора. Трансформирующим фактором оказалась ДНК. Трансформация - это приобретение одним организмом некоторых признаков другого организма за счет захвата части его генетической информации. Доказательство генетической роли нуклеиновых кислот 1944г. Эксперимент Освальда Эйвери, Колина Мак-Леод и Маклина Мак-Карти

Изображение слайда
9

Слайд 9: 1952г. Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз

Суть опыта: фаги, у которых белковая оболочка была мечена радиоактивной серой (S 35 ), а ДНК - радиоактивным фосфором (Р 32 ), инкубировали с бактериями. Затем бактерии отмывали. В смывных водах не обнаруживали Р 32, а в бактериях - S 35 Следовательно, внутрь попала только ДНК. Через несколько минут из бактерии выходили десятки полноценных фагов, содержащих и белковую оболочку, и ДНК. Доказательство генетической роли нуклеиновых кислот 1952г. Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз

Изображение слайда
10

Слайд 10

Отражает достижения молекулярной биологии и связан с использованием методов и принципов точных наук в изучении явлений жизни на уровне молекул. На этом этапе были изучены взаимоотношения между генами и ферментами и сформулирована теория “один ген — один фермент” ( Дж. Бидл и Э. Татум, 1940). В 1953 г. Ф. Крик и Дж. Уотсон, опираясь на результаты опытов генетиков и биохимиков и на данные рентгеноструктурного анализа, создали структурную модель ДНК в форме двойной спирали. Уточнилось понятие гена, был расшифрован генетический код и механизм его действия в процессе синтеза белка в клетке, были найдены методы искусственного получения мутаций. Возникло новое направление в молекулярной генетике — генная инженерия — система приемов, позволяющих конструировать искусственные генетические системы. Фрэнсис Крик указывает Джеймсу Уотсон у на металлическую модель ДНК, которую они собрали 7 марта 1953 года в комнате 103 в Кавендишской лаборатории, Кембридж Третий этап История развития генетики

Изображение слайда
11

Слайд 11: 1957-1958 гг. Ф. Крик и Дж. Гамов

История возникновения молекулярной генетики 1957-1958 гг. Ф. Крик и Дж. Гамов открыли оперонный принцип организации генов и регуляции генной активности у прокариот. 1961 г. Ф. Жакоб и Ж. Моно предложили концепцию «центральной догмы» молекулярной биологии о передаче генетической информации: ДНК – мРНК – белок. М. Мезельсон и Ф. Сталь 1963-66гг. М.Ниренберг, Г.Маттэй расшифровали генетический код и продемонстрировали, что каждую из 20 аминокислот в молекуле мРНК (кодон) кодируют три смежных нуклеотида. продемонстрировали полуконсервативный механизм репликации ДНК. С 1972 г. Развитие технологий генетической инженерии

Изображение слайда
12

Слайд 12: 1919-1930 гг. первые генетические школы в СССР

История отечественной генетики 1919-1930 гг. первые генетические школы в СССР «Шире в массы достижения науки» 1929 г. съезд генетиков и селекционеров в Ленинграде Ленинград: Филипченко Ю.А., Вавилов Н.И., Москва: Кольцов Н.К., Четвериков С.С., Серебровский А.С. 1927 г. международный конгресс в Берлине 1930-48 гг. Серебровский А.С. организует и заведует кафедрой генетики МГУ. присутствуют советские учёные. до 1934 г. развитие генетики на мировом уровне 1930-34 гг. Вавилов Н.И. организация лаборатории генетики в РАН, преобразование в Институт генетики в Ленинграде, переезд в Москву.

Изображение слайда
13

Слайд 13

История отечественной генетики запрет генетики, увольнения и ссылки учёных-генетиков, в журналах вырываются страницы и вымарываются слова «ген», «генетика», «хромосома». 1948 г. сессия ВАСХНИЛ расстрелян Карпеченко Г.Ф.; ссылка Четверикова С.С.; арест Вавилова Н.И (1940), смертный приговор (1941), смерть от голода в тюрьме (1943); нападки на Кольцова Н.К и его смерть; гибель учёных-генетиков в годы Второй мировой войны. 1938-1943 гг. репрессии по отношению к генетикам 1950-е гг. письмо Алиханяна С.И. к Сталину с программой по восстановлению генетики (реализована в 1965-66 гг). разрозненные публикации с критикой Лысенко, полулегальное преподавание генетики в ЛГУ. 1988 г. конференция по генетике награды генетикам, выезд учёных из страны. Т.Д.Лысенко 1898-1976гг

Изображение слайда
14

Слайд 14

1. Нерегулярность. Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены азотистые основания. Их чередование нерегулярно. 2. Антипараллельность. ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, ориентированных антипараллельно. 3`-конец одной расположен напротив 5`-конца другой. 3. Комплементарность (дополнительность). Каждому азотистому основанию одной цепи соответствует строго определенное азотистое основание другой цепи. Соответствие задается химией. Пурин и пиримидин в паре образуют водородные связи. В паре A-Т две водородные связи, в паре Г-Ц - три. 4. Наличие регулярной вторичной структуры. Две комплементарные, антипараллельно расположенные полинуклеотидные цепи образуют правые спирали с общей осью. Принципы строения ДНК

Изображение слайда
15

Слайд 15

Нуклеиновые кислоты являются нерегулярными полимерами, мономеры которых – нуклеотиды. Нуклеотид = нуклеозид + фосфорная кислота = азотистое основание+ пентоза+фосфорная кислота. В РНК пентоза - рибоза. В ДНК - дезоксирибоза. Структура ДНК

Изображение слайда
16

Слайд 16

Пурины Пиримидины Существует два класса азотистых оснований. Пурины: аденин (А) и гуанин (Г) - содержат два гетероцикла. Пиримидины: тимин (Т), цитозин (Ц) и урацил (У) - содержат один гетероцикл. Структура ДНК

Изображение слайда
17

Слайд 17

Структура ДНК

Изображение слайда
18

Слайд 18

Структура ДНК Два основных типа взаимодействий оснований нуклеиновых кислот:  копланарные - основания в одной плоскости  стопочные - основания в параллельных плоскостях

Изображение слайда
19

Слайд 19

ДНК имеют формы ЛИНЕЙНАЯ и КОЛЬЦЕВАЯ. Двуцепочечные ДНК с "липкими" концами могут образовывать кольцо, которое далее ковалентно сшивается по сахарофосфатной цепи при помощи ДНК-лигазы. Структура ДНК

Изображение слайда
20

Слайд 20

В основной - В-форме на виток приходится 10 комплементарных пар. Плоскости азотистых оснований перпендикулярны оси спирали. Соседние комплементарные пары повернуты друг относительно друга на 36. Диаметр спирали 20Å, причем пуриновый нуклеотид занимает 12Å, а пиримидиновый - 8Å. А-форма - 11 пар азотистых оснований на виток. Плоскости азотистых оснований отклонены от нормали к оси спирали на 20. Отсюда следует наличие внутренней пустоты диаметром 5Å. Высота витка 28Å. С-форма - шаг спирали 31Å, 9.3 пар оснований на виток, угол наклона к перпендикуляру 6. Все три формы - правозакрученные спирали. левая спираль (Z -форма). Высота витка в Z-форме -44.5 Å, на виток приходится 12 пар нуклеотидов. Ни А-, ни Z- формы не могут существовать в водном растворе без дополнительных воздействий (белки или суперспирализация). Формы двойной спирали ДНК

Изображение слайда
21

Слайд 21

Физико-химические свойства ДНК

Изображение слайда
22

Слайд 22

Плотность нуклеиновых кислот близкая к 1,7, являющаяся следствием значительного содержания фосфора. Вязкость Упругие нитевидные молекулы большой длины определяют очень высокую вязкость и её зависимость от молекулярного веса. следует учитывать ломкость её молекул даже при небольших градиентах скорости среды. Оптические свойства нуклеотиды имеют максимум поглощения света вблизи 260 нм. Вхождение нуклеотидов в состав нуклеиновых кислот практически не изменяет положение максимума, но значительно снижает интенсивность поглощения - гипохромный эффект, обусловлен строго упорядоченным, параллельным расположением плоскостей гетероциклических колец оснований Физико-химические свойства ДНК

Изображение слайда
23

Слайд 23

Денатурация ДНК заключается в разрыве Н-связей и стэкинг-взаимодействий, что приводит к расплетанию и разделению цепей. (БЕЗ РАЗРЫВА КОВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ!) под действием температуры или рН. Гипохромизм двуцепочечных нуклеиновых кислот обусловливает при денатурации обратный гиперхромный эффект. Физико-химические свойства ДНК

Изображение слайда
24

Слайд 24

Если бы препараты ДНК представляли собой смесь абсолютно одинаковых молекул, то кривая зависимости между оптической плотностью и температурой образовала бы очень резкий переход – почти ступеньку – при температуре плавления. В действительности регистрируются довольно отлогие S -образные кривые, почти симметричные в точке перегиба. Абсцисса точки перегиба, соответствующая половине гиперхромного эффекта, принимается как температура плавления Тпл. Наиболее тугоплавкими являются ДНК, богатые ГЦ-парами, а легче всего плавятся ДНК АТ-типа. Физико-химические свойства ДНК

Изображение слайда
25

Последний слайд презентации: Введение в генетику микроорганизмов

Если свести вместе продукты денатурации целых молекул ДНК, лишь частично совпадающих по нуклеотидным последовательностям, то в условиях ренатурации будут возникать двуцепочечные молекулы не только из гомологичных цепей, но и из цепей разных ДНК. Этот процесс называют молекулярной гибридизацией. Чем ближе по первичной структуре сводимые ДНК, тем будет больше протяжённость спирализованных участков в гибридной молекуле. По доле последних можно количественно оценивать сходство нуклеотидных последовательностей ДНК разных организмов и таким образом судить о степени их генетической близости. Физико-химические свойства ДНК

Изображение слайда