Bakteriegenetikk

1. Mutasjoner og rekombinasjon

2. Horisontal overføring av genetisk materiale

3. In vitro teknikker

Mutasjon: forandring i arvestoffet (genotypen forandret men ikke nødvendigvis fenotypen)

Seleksjon: isolere mutanter under forhold der bestemt egenskap gjør at kun mutanten overlever

Screening: hele populasjonen må undersøkes (f.eks replikaplating)

Kolonier med antibiotika-resistente bakterier vokser innenfor sonen med antibiotika

Replikaplating for å isolere leucin krevende mutanter (leucin auxotrofe)

Medium med leucin medium uten leucin

Forandring i ett basepar

Den genetiske koden leses

3 og 3 baser. Ved insersjon

eller delesjon forandres

leserammen herfra og ut

hele genet

Val Pro Cys

Val Pro Val

Val Leu

Mutasjoner kan induseres av:

-mutagene stoff (baseanaloger)

-Kjemikalier som reagerer med DNA (alkylerende agens, interkalerende agens)

-Stråling (UV lys absorberes godt, fører særlig til tymin-dimere. Kortere bølgelengder gir ioniserende stråling og mutasjoner dannes indirekte av frie radikaler)

Mutasjon:

-spontan (bakgrunnstråling, replikasjon)

-indusert (stråling, kjemikalier)

Reparasjonssystemer:

Enzymer som gjenkjenner skade og klipper den vekk. Polymerase I syntetiserer nytt DNA.

Derfor meget lav mutasjonsfrekvens i villtype celler.

Massiv skade: SOS respons (global respons for a redde cellen, replikasjon med feil)

SOS responsen:

Ames test:

Brukes til å teste om et kjemikalium er mutagent og kan føre til kreft

Bruker histidin krevende Salmonella enterica og måler frekvens av tilbakemutasjon til villtype. (stammen har også defekter i reparasjonssystemer)

Leverekstrakt tilsettes for å fange opp stoffer som endres av enzymene i leveren.

Rekombinasjon:

- Sete spesifikk

- Homolog rekombinasjon (krever homologe områder, RecA protein)

Horisontal genoverføring:

1. Transformasjon (bart DNA tas opp av kompetente bakterier)

2. Transduksjon (v.hj.a. virus)

3. Konjugasjon (v.hj.a. plasmid)

Det overførte DNA kan:

-bli degradert

-bli en stabil del av kromosomet (ved rekombinasjon)

-eksistere som plasmid

Eksempler på naturlig kompetente bakterier: Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis, Haemophilus influenzae

Transformasjon:

Transduksjon:

(generell)

Transduksjon:

(spesialisert)

Fag konversjon: forandringer i en bakteriecelle som følge av lysogeni

Eks: - Salmonella anatum lysogen med -fag produserer forandret polysakkarid

-Corynebacterium dipheria lysogen med -fag blir virulent

Plasmider:

- frie sirkler, kontrollerer egen replikasjon, forskjellige typer kan være tilstede i samme bakterie

- har gjerne gener som bakterien trenger i spesielle situasjoner (virulens faktorer, antibiotika produksjon, antibiotika resistens, bacteriocin produksjon og resistens, resistens mot tungmetaller, forskjellige metabolske funksjoner)

Plasmid R100

F plasmid

Replikasjon, segregasjon

Konjugasjon

Integrasjon som episom

Overføring av F plasmid ved konjugasjon

Integrering av F plasmid i

kromosomet (Hfr)

Deler av kromosomet kan overføres fra Hfr stamme

Genetisk kart over Escherichia coli

Overføring av gener fra Hfr stammer ble brukt til å kartlegge rekkefølgen av gener i E. coli

Komplementasjons analyse

Transposable elementer (transposons)

Invertert 41 bp sekvens på hver side av transposase genet

Integroner fra Pseudomonas

Integrasen her ligner på integraser som fag bruker ved setespesifikk rekombinasjon til lysogeni

In vitro rekombinant DNA lages ved å:

-”klippe” med restriksjonsenzym

-”lime” med ligase

Eco RI restriksjons endonuklease methylase

Agarose gelelekroforese av plasmid DNA kuttet med restriksjonsenzym

Plasmider blir brukt som kloningsvektorer

pBR322

Syntese av DNA fragment in vitro ved PCR (polymerase chain reaction)