Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

GENETIKA VIRUSA I PROKARIOTA

No description
by

iva jolić

on 17 April 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of GENETIKA VIRUSA I PROKARIOTA

GENETIKA VIRUSA I PROKARIOTA
Virusne bolesti
Genetika bakterija
mali jednostanični organizmi
moguće ih je vidjeti pomoću svjetlosnog i elektronskog mikroskopa
u prirodi ih ima u velikom broju
veliku raznolikost oblika
prilagođene su različitim okolišnim uvjetima
nastanjuju sve vrste staništa pa čak i one sa ekstremnim uvjetima (prekomjerno zračenje, tlak, slanost itd.)

bakteriju
Escherichia coli
, najpopularniji objekt genetičkih istraživanja, otkrio je 1885. Theodor Escherich
Bakterijske bolesti
Genetika virusa
Značajke bakterija i virusa neophodne za genetička istraživanja:

kratko generacijsko vrijeme
jednostavna građa i organizacija nasljedne tvari
lako se uzgajaju u laboratoriju
obligatni paraziti - izvan žive stanice inertne molekule
veličina virusa: od 20 nm u promjeru (manji od ribosoma) do 200 nm (veličina najmanje bakterije)
jednostavna građa: svaki virus sastoji se od molekule DNA ili RNA i proteinskog omotača
submikroskopske čestice vidljive samo elektronskim mikroskopom
nemaju vlastite izmjene tvari ni sustava enzima, ne rastu i ne razmnožavaju se
svojom prisutnošću mijenjaju metabolizam stanice u svoju korist
Građa virusa
središnju srž čini spiralizirana DNA ili RNA, a izvana se nalazi proteinska ovojnica
nemaju jezgru, citoplazmu niti staničnu membranu
genomi DNA i RNA virusa se razlikuju u veličini:
* DNA – 3-200 kb (kilobaza)
* RNA – 2-20 kb

klasifikacija -> prema vrsti nukleinske kiseline te prema strukturnim značajkama proteinskog omotača
*vrsta, simetrija, broj proteinskih podjedinica u kapsidi
i veličina kapside
sposobnost kristalizacije – znanstvenici smatraju da su na granici živog i neživog
Kapsida
jednostavne građe (samo jedna vrsta proteina)
složenije građe (nekoliko slojeva proteina na koje su vezani lipidi i ugljikohidrati)

kapsida bakteriofaga -> vrlo složene građe - glava i rep s fibrilima za prihvaćanje za stanicu domaćina

neki virusi imaju i ovojnicu
većina DNA virusa se replicira u jezgri gdje im je dostupna DNA-polimeraza i ostali potrebni enzimi, a replikacija je vezana uz S fazu staničnog ciklusa stanice domaćina
RNA virusi ne ovise o jezgri stanice domaćina

*npr. cijeli ciklus umnožavanja ljudskog polio virusa odvija se u citoplazmi (izuzetak čini virus gripe koji se replicira u jezgri stanice domaćina)
Multiplikacija virusa
opstaju izvan stanice domadara samo kao mrtva tvar

da bi se umnožili moraju prodrijeti u živu stanicu

jednom kada se virusna nukleinska kiselina ili cijeli virus nađu unutar stanice domadara raspadaju se

dolazi do zaustavljanja normalnog metabolizma stanice

neki se virusi nakon dolaska u stanicu ne umnožavaju tj. ostaju u pritajenom stanju
Životni ciklus bakteriofaga
LITIČKI CIKLUS
fag se prihvaća za posebno receptorsko mjesto na površini bakterijske stijenke
enzimom lizozimom razgrađuje stijenku i ubacuje svoj genetički materijal u bakteriju, te koristi njen metabolizam
sintetiziranje mRNA za sintezu enzima koji će razgraditi bakterijsku DNA (virus ju koristi za izgradnju vlastitog genoma)
razgradnja bakterijskog kromosoma (5-10 min nakon ulaska genetičkog materijala virusa)
istovremeno se genetički materijal virusa replicira u više kopija
nastajanje novih virusnih čestica
broj novonastalih virusnih čestica se kreće od 100-200 (20-30 minuta nakon početka infekcije)
litički ciklus imaju virulentni fagi
LIZOGENI CIKLUS
imaju umjereni fagi

fag može ugraditi svoju DNA u kromosom domaćina – profag
profag se dalje pasivno replicira kao dio bakterijskog kromosoma
prilikom dijeljenja se prenosi zajedno s bakterijskim kromosomom na stanice kćeri

bakterija koja nosi profag otporna je na svaku daljnju infekciju - lizogena bakterija
u nepovoljnim uvjetima može doći do indukcije profaga (izlaska fagne DNA iz bakterijskog kromosoma)
fagna DNA ulazi u litički ciklus

indukcija profaga može se izazvati eksperimentalno X-zračenjem ili UV-zračenjem
TRANSDUKCIJA
prijenos genetičkog materijala iz jedne bakterije u drugu pomoću virusa (bakteriofaga)

u procesu transdukcije rekombiniraju se geni bakterija, a ne geni virusa
ovisno o načinu razmnožavanja bakteriofaga transdukcija može biti: OPĆA i SPECIJALIZIRANA ILI OGRANIČENA
OPĆA TRANSDUKCIJA
otkrili su je Zinder i Lederberg 1952. (bakterija Salmonella typhimurium i fag P22)

prilikom razmnožavanja virulentnog faga događa se da novosintetizirani proteinski omotač zapakira sasvim slučajno mali komadić bakterijskog kromosoma umjesto DNA virusa (rijedak događaj: 1/100.000)
defektni fag može inficirati drugu bakteriju te prenijeti bakterijsku DNA u drugu bakterijsku stanicu -> rekombinacija
geni koji su vrlo blizu mogu biti transducirani zajedno (kotransdukcija)
SPECIJALIZIRANA (OGRANIČENA) TRANSDUKCIJA
otkrivena je u lambda fagu i E. coli

ovisi o grešci prilikom izrezivanja (indukcije) profaga
umjereni fagi imaju lizogeni ciklus (virusna DNA je ugrađena u kromosom domaćina – profag)
prilikom indukcije profaga (izlaska iz bakterijskog kromosoma) dolazi do greške
profag zahvaća dio bakterijskog kromosoma te takav izlazi van i ulazi u litički ciklus
takav defektni fag može zaraziti druge bakterijske stanice i prilikom toga prenosi i bakterijske gene stanici domaćina -> dolazi do rekombinacije

profag se ugrađuje uvijek na isto mjesto u bakterijski kromosom
prilikom indukcije profag prenosi ograničeni broj bakterijskih gena
GRAĐA STANICE
*citoplazma s brojnim organelima s vlastitom membranom
na temelju stanične organizacije žive organizme dijelimo na prokariote i eukariote

eukarioti: *prava jezgra obavijena jezgrinom ovojnicom,

*nekoliko parova kromosoma u jezgri građenih od
DNA i proteina
*jezgra se dijeli mitozom i/ili mejozom
prokarioti: *bez prave jezgre
*samo jedan "kromosom" - gola prstenasta dvolančana molekula DNA
*dijele se binarnom diobom nakon replikacije DNA
dijelimo ih na: bakterije ili eubakterije (cijanobakterije, mikoplazme i bakterije) i arheje
Eksperimenti na bakterijama zaslužni su za otkrivanje strukture i funkcije gena, regulacije ekspresije gena, mutacija, razjašnjavanje genetičkog koda i dr.

Danas mikroorganizmi (bakterije i virusi) imaju ključnu ulogu u kloniranju gena i genetičkom inženjerstvu.
raznolikost bakterijskih kolonija na agarskoj ploči
Bakterije s obzirom na prehrambene potrebe
prototrofi ili auksotrofi
prototrofi - divlji tip bakterija koji može rasti na minimalnoj podlozi (voda, izvor ugljika; glukoza ili saharoza, mješavina anorganskih soli)
auksotrofi - mogu rasti na kompletnoj podlozi (sadrži primjerice ekstrakt kvasca) koja sadrži sve supstance potrebne za rast
mogu rasti i na selektivnim podlogama: to su minimalne podloge kojima se dodaju supstance koje bakterija ne može sintetizirati
Tehnika uz pomoć koje se može brzo utvrditi je li određeni soj bakterije auksotrofan za određeni metabolit je tehnika otiska ili “replica-plating” tehnika (Joshua Lederberg).









Sa glavne ploče (kompletna hranjiva podloga) kolonije se otisnu na selektivne podloge različitog sastava što omogućava saznanje o njihovom genotipu.
BINARNA DIOBA
nakon replikacije DNA
u povoljnim uvjetima bakterije se vrlo brzo razmnožavaju
E. coli se u optimalnim uvjetima dijeli svakih 20 minuta
tijekom kultiviranja preko noći (12 sati) iz jedne stanice nastane kolonija od 107 do 108 stanica
u njezinom prirodnom staništu (debelo crijevo sisavaca) to ide još brže

sve bakterije u jednoj koloniji nastale iz jedne stanice su genetički istovjetne (klon)
neke su različite - mutacije
MEHANIZMI REKOMBINACIJE U BAKTERIJA
rekombinacija - izmjena genetičkog materijala između dvije homologne molekule DNA
mehanizmi rekombinacije u bakterija su: transformacija, konjugacija i transdukcija
TRANSFORMACIJA
izmjena genetičke informacije između gole DNA (donor – stanica koja daje) i DNA stanice primatelja
transformirajući princip otkrio je 1928. god. bakteriolog Griffith

uspješno se izvodi elektroporacijom – izlaganjem struji visoke voltaže što olakšava unos gole molekule DNA u stanicu
prilikom transformacije u stanicu recipijenta ulazi samo jedan lanac dvolančane DNA, te se ugrađuje u genom domaćina uz pomoć dva krosingovera
KONJUGACIJA
indirektni prijenos genetičkog materijala iz stanice davatelja u stanicu primatelja tijekom spolnog razmnožavanja
TRANSDUKCIJA
prijenos nasljedne tvari iz jedne bakterije u drugu pomoću bakterijskih virusa

otkrili su je Lederberg i Zinder 1952. god.
Salmonella typhimurium (na principu U-cijevi)
Vodene kozice
prepoznatljive su po stvaranju osipa po pacijentu
bolest počinje svrbežom i osipom tj. crvnekastim točkicama na koži
Obična prehlada
akutna viroza
zarazna bolest gornjeg dišnog sustava koja se lako širi i koja pogađa uglavnom nos
simptomi: kašalj, grlobolja, iscjedak iz nosa i groznica
simptomi obično nestaju u roku od sedam do deset dana
najčešća zarazna bolest kod ljudi
Mononukleoza
bolest poljupca
zarazna bolest uzrokovana Epstein - Barrovim virusom (EBV) u 90% slučajeva
simptomi (kod odraslih): povišena tjelesna temperatura, povećani limfni čvorovi i upala grla
djeca ju obično prebole bez simptoma
prenosi se putem sline, rijetko transfuzijom krvi
virus u domaćinu ostaje doživotno
Gripa
zarazna bolest primarno dišnog sustava
uzrokovana virusom koji se prenosi kapljicama u zraku, koje su nastale kihanjem ili kašljanjem zaražene osobe
osim u ljudi, gripa se javlja u svinja, konja i još nekih sisavaca kao i u nekih ptica
simptomi (javljaju se dva dana nakon zaraze):grlobolja, suhi kašalj, začepljen nos, groznica s temperaturom i preko 39°C, bol u mišićima i zglobovima, glavobolja, gubitak apetita i opća slabost tijela
Sifilis
spolno prenosiva bolest
najčešći način prijenosa infekcije je spolnim odnosom
može se prenijeti s majke na dijete tijekom trudnoće ili porođaja - kongenitalni sifilis
Hripavac
"magareći kašalj"
infekcija dišnog sustava
najčešće javlja u djece mlađe od jedne godine kada nisu cijepljena ili u djece s oslabljenim imunitetom (11-18 god)
znakovi i simptomi su slični prehladi
Gonoreja
kapavac ili triper
spolna bolest
prenosi se spolnim putem
teže se otkriva kod žena, a najčešći simptomi su bijelo-žućkasti ili žuto-zelenkasti vaginalni iscjedak, peckanje pri mokrenju i oštećenost stidnice
potrebno ju je liječiti jer se u protivnom može proširiti na unutarnje organe - može dovesti do neplodnosti
gonoreja se liječi antibioticima, obično penicilinom
Dizenterija
zarazna bolest
simptomi: teški proljev, pri čemu izmet sadržava krv
inkubacija bolesti traje jedan do dva dana nakon čega se javljaju grčevi u trbuhu, temperatura i jaki proljev
predstavlja jednu od najzaraznijih bolesti
liječi se nadomještanjem tekućine i elektrolita te antibioticima
smrtnost obično iznosi 5-15 % zaraženih, najviše među djecom, starijim i pothranjenim osobama
Literatura:


http://www.genetika.biol.pmf.unizg.hr/pogl12.html

http://www.genetika.biol.pmf.unizg.hr/pogl13.html
Marija Kristina Habajec
Iva Jolić

S4
Hvala na pažnji!
Full transcript