Геном бактерий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

На тему: Геном бактерий

Введение

Прежде чем говорить об организации генома у прокариот и эукариот остановимся на основных отличиях этих надцарств живых организмов. К прокариотам относятся архебактерии и бактерии, в том числе цианобактерии, или синезеленые водоросли. Основная особенность прокариот - отсутствие у них ядра с ядерной мембраной. Все матричные процессы (репликация, транскрипция, трансляция) у таких организмов совершаются в одном компартменте - цитоплазме.

К эукариотам относятся как одноклеточные протисты: реснитчатые, эвгленовые, амебы, жгутиковые, солнечники, так и многоклеточные грибы, растения и животные. Число хромосом у эукариот колеблется от единиц до сотен; они расположены в ядре, окруженном ядерной мембраной. Эукариотические хромосомы состоят из молекулы ДНК, выполняющей генетическую функцию, и гистонов, на которые наматывается ДНК при компактизации хроматина.

Матричные процессы в клетках эукариот разобщены: репликация и транскрипция совершаются в ядре, а трансляция - в цитоплазме на рибосомах. Генетический материал эукариотической клетки включает хромосомную (ядерную) ДНК, или нуклеотид и ДНК цитоплазматических органелл (митохондрий и хлоропластов), или цитотин. В этой главе рассматривается молекулярная организация нуклеотипа эукариот. Нехромосомной наследственности посвящена наша отдельная статья. Нуклеотид имеет следующие уровни организации: геномный, хромосомный и генный.

Термин «геном» впервые был введен немецким ботаником Гансом Винклером для обозначения генетического материала, составляющего гаплоидный набор хромосом у растений. Гаплоидный набор хромосом обозначают как 1n, а диплоидный - 2n. В молекулярной генетике под термином «геном» понимают содержание ДНК в гаплоидном наборе хромосом (1С) или диплоидном наборе (2С). Общее содержание ДНК в геноме (размер генома) принято измерять в тысячах пар нуклеотидов (т.п.н.), пикограммах (1 пг = 10-9 мг) и в дальтонах. Основная функция генома - обеспечить жизнедеятельность клеток, тканей и органов и передать информацию о наследственных свойствах организма следующему поколению. Геномы прокариот и эукариот имеют некоторые сходство, но есть между ними и принципиальные различия.

геном бактерия нуклеоид оперон

1. Организация генома бактерий

Геном бактерий практически целиком состоит из генов (с их индивидуальной последовательностью оснований) и примыкающих к ним регуляторных элементов. Размеры ДНК типичного представителя прокариот--кишечной палочки Е. coli составляет 4*106 п,н,, максимальный размер генома прокариот не превышает 8*10* п.н., что намного меньше, чем у эукариот. ДНК прокариот представлена кольцевой двухцепочной суперспирализованной молекулой, расположенной в цитоплазме в виде клубка, называемого нуклеоидом. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной, в нем может содержаться несколько копий ДНК. Плотность генов в геноме прокариот значительно выше, чем в геноме эукариот. В отличие от большинства эукариотических генов гены прокариот не прерываются некодируюшими областями, т.е. не имеют мозаичной экзон-интронной структуры.

Функционально связанные гены у прокариот, как правило, образуют структуры, называемые оперонами. Опероны -- это единицы транскрипции, они имеют общие регуляторные элементы, определяющие начало транскрипции (промоторы) и ее окончание (терминаторы). Так, например, в лактозном опероне между регуляторным геном lac и первым структурным геном lac Z расположены контролирующие элементы: промотор и оператор. Затем следуют три структурных гена Z, У, А, транскрипт которых - одна полицистронная м-РНК. Последовательное расположение на одном участке ДНК функционально связанных генов, видимо, способствует большей эффективности биохимических процессов, обеспечивающих синтез и утилизацию лактозы. Так ген lacZ кодирует фермент галактозидазу, ген lac Y-- галактозидпермеазу и ген lac А -- трансацетилазу. Фермент р-галактозидаза необходим для гидролиза дисахарида лактозы на галактозу и глюкозу, галактозидпермеаза используется для транспорта лактозы в клетку. Наконец, трансацетилаза защищает клетку от токсичных неметаболизирующихся галактозидов при отсутствии глюкозы и лактозы.

У эукариот функционально связанные гены не организованы в опероны, поэтому процессы активации и репрессии генов требуют участия значительно большего числа регуляторных белков и, соответственно, генов, их кодирующих. У прокариот при небольших размерах генома наличие одного регуляторного гена для нескольких структурных генов, видимо, упрощает систему регуляции их экспрессии.

2. Тестовые задания по теме: Геном бактерий

1)Основная особенность прокариот:

А) они расположены в ядре, окруженном ядерной мембраной

Б) отсутствие у них ядра с ядерной мембраной

В) верный ответ отсутствует

2) К эукариотам относятся:

А) реснитчатые, эвгленовые, амебы

Б) архебактерии и бактерии

В) цианобактерии

3) Термин «геном» впервые был введен:

А)Винклером

Б)Геккелем

В)Коммонером

4) Гаплоидный набор хромосом обозначают как:

А)3n

Б)2n

В)1n

5) В молекулярной генетике под термином «геном» понимают содержание ДНК в:

А)гаплоидном наборе хромосом (3С) или диплоидном наборе (2С)

Б) гаплоидном наборе хромосом (1С) или диплоидном наборе (2С)

В)гаплоидном наборе хромосом (2С) или диплоидном наборе (1С)

6) Основная функция генома:

А) обеспечить жизнедеятельность клеток, тканей и органов и передать информацию о наследственных свойствах организма следующему поколению

Б) репликация, транскрипция, трансляция

В) молекулярная организация нуклеотипа эукариот

7) Геном бактерий практически целиком состоит из:

А) генов

Б) эукариот

В) прокариот

8) Размеры ДНК типичного представителя прокариот--кишечной палочки Е. coli составляет:

А) 3*106 п,н

Б) 4*106 п,н

В) 5*106 п,н

9) ДНК прокариот представлена кольцевой двухцепочечной суперспирализованной молекулой, расположенной в цитоплазме в виде клубка, называемого:

А) нуклеотидом

Б) геном

В) опероном

10)Назовите единицы транскрипции:

А) прокариоты

Б) опероны

В) гены

11) Архебактерии и бактерии, синезеленные водоросли, цианобактерии относятся к:

А) нуклеотидам

Б) эукариотам

В) прокариотам

12) У эукариотов репликация и транскрипция проходят в:

А) ядре

Б) цитоплазме

В) на митохондриях

13) Нуклеотид имеет следующие уровни организации

А) хромосный, прокариотический и генный

Б) геномный, эукариотический и генный

В) геномный, хромосомный и генный

14) Общее содержание ДНК в геноме (размер генома) принято измерять в тысячах пар:

А) пикограммах,дальтонов и прокариот

Б) нуклеотидов , пикограммах и в дальтонах.

В) эукариот ,нуклеотидов, дальтонах

15) Фермент р-галактозидаза необходим для:

А) транспорта лактозы в клетку

Б) гидролиза дисахарида лактозы на галактозу и глюкозу

В) защищает клетку от токсичных неметаболизирующихся галактозидов

Ответы на тест:

1-Б

2-А

3-А

4-В

5-Б

6-А

7-А

8-Б

9-А

10-Б

11-В

12-А

13-В

14-Б

15-Б

Размещено на Allbest.ru