GENETIKA BAKTÉRIÍ

Baktérie sú malé, jednobunkové organizmy. Neobsahujú pevné bunkové jadro. Preto je DNA uložená v bunke voľne. Baktérie sa zaraďujú k prokaryontom. Baktérie sa rozmnožujú jednoduchým priečnym delením. Podľa tvaru rozdeľujeme koky, tyčinkovité baktérie, zakrivené tyčinkové baktérie.

Nukleoid:

Dedičný materiál leží, z funkcionálneho hľadiska v porovnaní s bunkovým jadrom eukaryontov ako ekvivalent jadra, nazývaný aj nukleoid, voľne v bunke. Tento leží v bunke vo forme viackrát pretočenej, previnutej skrutky (hélix). Až týmito ohybmi pasuje DNA, rozvinutá asi 500-krát dlhšia než baktéria sama, do tela bunky. Molekula DNA pozostáva z dvoch navzájom komplementárnych reťazcov, ktoré sú zložené z menších jednotiek, nukleotidov. Existujú celkom štyri organické bázy, a to tymidín (T), adenín (A), cytozín (C) a guanín (G). Proteíny, teda bielkoviny, sú kódované špecifickým poradím týchto štyroch rozličných nukleotidov.

Tento princíp informačného kódovania je rovnaký u buniek všetkých živých tvorov vrátane človeka. Je to teda univezálny kód. Vodíkovými väzbami sa môžu nukleotidy spájať, a to adenozín s tymidínom na jednej strane a cytozín s guanínom na strane druhej. Tak vzniká typická štruktúra povrazového rebríka DNA. Kvocient počtu dvojíc báz adenozín a tymidín ako aj guanín a cytozín je u každého druhu baktérií konštantný. Tento kvocient môže byť preto využitý na zostavenie systematiky baktérií, keď sa jedná o špeciálny znak.

Plazmidy:

U niektorých baktérií existuje v bunke okrem chromozómu, ktorý predstavuje vlastný dedičný materiál baktérie, jedna alebo viac ďalších molekúl DNA. Ide o plazmidy. Vyskytujú sa buď jednotlivo alebo vo forme mnohých kópií. Od chromozómu baktérie sú v každom ohľade úplne nezávislé. Pre funkciu a reprodukciu bunky nie sú nevyhnutné. Pre medicínu majú ale osobitný význam.
Rozoznávame patogénne, rezistentné a metabolické plazmidy. Existujú však aj plazmidy, ktoré v sebe združujú viac alebo všetky vlastnosti menovaných skupín. Patogénne plazmidy obsahujú taký genetický kód, ktorý je zodpovedný za vlastnosti baktérie spôsobujúce ochorenia. K tomu patria napr. jedy (toxíny), látky poškodzujúce červené krvinky alebo osobitné kapsuly, ktoré baktériám umožňujú zvýšenú odolnosť voči chemoterapeutikám. Niektoré baktérie získavajú rezistenciu voči chemoterapeutikám. Tieto rezistencie nie sú prevažne kódované nukleoidom baktérie, ale rezistentnými plazmidmi. Existujú i baktérie, ktoré sú rezistentné voči viacerým látkam. Následne sa hovorí o viacnásobne rezistentných plazmidoch. Metabolické plazmidy môžu kódovať vlastnosti, ktoré ovplyvňujú výmenu látok baktérie.

Replikácia DNA

Rozmnožovanie baktérie delením bunky vyžaduje aj rozmnoženie jej genetického materiálu. K tomu potrebný proces sa nazýva replikácia. Na tento účel špirálovitá DNA stráca svoju špirálovitú formu a oba reťazce od seba ustupujú, ako pri častiach zdrhovadla. Miesto, na ktorom sa DNA otvára, sa volá miesto iniciácie. Celulárnym enzýmom DNA-polymerázy sa na každú polovicu reťazca pripoja komplementárne nukleotidy. Tak vzniknú dve DNA.

Regulácia génov :

Každá bunka potrebuje rôzne bielkoviny. Tieto ale nie sú potrebné v každom čase a v ľubovoľnom množstve, pretože ich potreba závisí od bunkového cyklu a od podmienok prostredia. Na reguláciu produkcie bielkovín existujú v bunke baktérie mechanizmy na zapnutie a vypnutie produkcie bielkovín. Kód pre enzýmy, ktoré sú potrebné na určitý krok látkovej výmeny, ležia v DNA priamo za sebou. Oblasť, nazývaná aj operón, ktorá obsahuje kód pre tieto enzýmy, je ohraničená dvomi charakteristickými úsekmi. Operátor tu značí začiatok, terminátor koniec tejto oblasti.
Dodatočne existuje úsek nazývaný promótor v bezprostrednej blízkosti operátoru. Tu je pôsobí RNA-polymeráza, aby sa začalo s produkciou mRNA. Aktivita operónu je riadená regulátorom. Tento regulačný gén kóduje regulačný proteín, ktorý sa môže viazať na operátor. Prichytením regulačného proteínu (represora), sa mRNA nemôže viazať a syntéza enzýmov je prerušená. Regulačný proteín sa môže vo svojej funkcii zapnúť a vypnúť. Na tento účel môžu efektory ovplyvniť aktivitu represora. Pritom rozlišujeme dva možné mechanizmy:

Transkripcia

Syntéza, teda tvorba peptidu, špeciálnej bielkoviny, vyžaduje v bunke radu medzikrokov. Miestom produkcie bielkovín je ribozóm, ktorý spája v správnom poradí aminokyseliny do peptidu. „Stavebným plánom“ pre bielkovinu je úsek na DNA, ktorý pozostáva z rady špecifickým spôsobom usporiadaných nukleotidov. Táto oblasť DNA, obsahujúca „stavebný plán“ bielkoviny, sa označuje ako gén. Sám ribozóm nemôže s DNA nič podniknúť. Oveľa viac potrebuje „prepis“ génu, ktorý je zodpovedný za kódovanie tejto bielkoviny na DNA. Tento „prepis“ sa nazýva Messengerova ribonukleová kyselina (mRNA). Podľa vzoru DNA je vyrábaná mRNA enzýmom DNA dependentnej RNA polymerázy. Polymeráza RNA začína svoj prepis na určitom mieste DNA, na promótore. Tento proces tvorby mRNA sa nazýva transkripcia.

Translácia

Práve tri nukleotidy na DNA kódujú aminokyselinu. Tieto tri nukleotidy, ktoré kódujú aminokyselinu, sa označujú ako triplet alebo kodón. Aminokyselina je najmenším prvkom, z ktorého pozostáva bielkovina. Poradie aminokyselín v bielkovine určuje jej neskoršie vlastnosti. Kompletné molekuly bielkovín sú v ribozómoch zostavené z jednotlivých aminokyselín. Predpis zostavenia bielkoviny prenáša mRNA, ktorá je predtým „prepísaná“ z DNA. Tento proces sa nazýva translácia. K translácii je okrem toho potrebná transférová RNA (tRNA). Na jednej strane prenáša ku kodónu mRNA komplementárny antikodón. Na druhej strane je na tRNA pripojená aminokyselina kódovaná kodónom. V ribozóme sa tRNA viaže na miesto aminokyseliny mRNA. Prostredníctvom ribozómu je potom peptidová väzba napojená k predchádzajúcej aminokyseline. Tak z reťazca aminokyselín vzniká hotová molekula bielkoviny.

Zoznam významných bakteriálních chorôb človeka:

Antrax, bakteriálne úplavice, záškrt, tetanus, zápal plic, tyfus, paratyfus, mor, cholera, tuberkulóza, angína, dávivý kašel, spála, ruže, salmonelóza enterotoxikóza, trachom, syfilis, kapavka, vlnivá horúčka, borellióza,lepra.
Baktérie významné pre potravinársky priemyseľ: Streptococcus cremoris – výroba šlahačiek, Lactobacillus bulgaricus – výroba jogurtov, Lactobacillus acidophilus – výroba acidofilného mlieka, Streptococcus thermophillus – výroba jogurtov

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

Genetika baktérií