Репликация ДНК

Репликация бактериальной хромосомы начинается с участка ДНК, называемого ori (oridgin – начало), и идет в 310 двух противоположных направлениях.

Точка начала репликации является точкой прикрепления бактериальной хромосомы к мезосоме (складке плазмалеммы или цитоплазматической мембраны). Эта точка носит название ori C. В результате репликации из одной молекулы образуются идентичные ей две двухцепочечные структуры, которые распределяются по дочерним клеткам.

Нуклеотиды формируют гены - участки ДНК, занимающие конкретное место в хромосоме и отвечающие за синтез того или иного соединения.

Выделяют структурные и регуляторные гены. Структурные гены несут информацию о синтезируемых ферментах или структурных белках. Регуляторные гены регулируют транскрипцию структурных генов.

Различают базовый и вспомогательный набор генов. Консервативный 311 базовый набор включает гены так называемого “домашнего хозяйства”. Гены “домашнего хозяйства” отвечают за репликацию, транскрипцию, трансляцию, метаболизм. Вспомогательные гены определяют морфофизиологические признаки, приспособленность к определенной экологической нише и другие признаки.

Гены объединены в опероны. Ген обозначают строчными буквами латинского алфавита с надстрочным знаком “+ ”. Это обозначение соответствует названию соединения, синтез которого данный ген детерминирует.

Гены, контролирующие устойчивость (резистентность) к лекарственным или иным препаратам, выделяют надстрочным символом r, а чувствительность – надстрочным знаком s

В составе ДНК микроорганизмов выявляют следующие компоненты: - простые повторяющиеся последовательности (SSR), состоящие из 2-6 нуклеотидов, которые могут повторяться несколько раз (например, ЦАТ ЦАТ ЦАТ); - CpG – мотивы (островки) – неметилированные последовательности нуклеотидов, богатые гуанином и цитозином. Эти мотивы распознаются Tollподобными рецепторами клеток защитной системы организма.

 Описание функциональных и структурных характеристик генома называется аннотированием генома. Этот процесс включает в себя маркировку генов, местонахождение генов и механизмов их регуляции, содержание Г+Ц-пар, положение CpG-островков, повторяющихся последовательностей, транспозонов, геномных повторов, IS-элементов и др. Геном микроорганизмов графически отражают в виде концентрических колец. Схема, отражающая расположение генов на хромосоме, называется генетической картой хромосомы.

Фенотип бактерий обозначается теми же знаками, что и генотип, но заглавными буквами.

Наследственная информация у бактерий закодирована в геноме, который представлен нуклеоидом (бактериальной хромосомой), а у некоторых бактерий дополнительно плазмидами. В состав нуклеоида и плазмид могут входить мобильные элементы генома (подвижные генетические элементы), к которым относятся IS-последовательности и транспозоны. Хромосомные и плазмидные гены, а также мобильные генетические элементы являются функциональными единицами генома. Кроме того, каждая генетическая структура (нуклеоид, плазмида), способная к самостоятельной репликации, составляет единицу репликации или репликон.

Нуклеоид бактерий представляет собой двухцепочечную кольцевую суперспирализованную молекулу ДНК. Нуклеоид бактерий, несмотря на отсутствие ядерной мембраны, четко отграничен от цитоплазмы и занимает в ней центральную область. У большинства бактерий нуклеоид представлен одной молекулой ДНК. У некоторых бактерий, например, у холерного вибриона нуклеоид образуют две молекулы ДНК, которые называют хромосомами.

Кроме нуклеоида у некоторых бактерий в клетке могут присутствовать плазмиды - небольшие автономные (внехромосомные) двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК. Плазмиды расположены в цитоплазме клетки и способны к  самостоятельной репликации (вне зависимости от репликации хромосомы).