Bakteriegenetikk Mutasjoner og rekombinasjon Horisontal overføring av genetisk materiale

1. Bakteriegenetikk • Mutasjoner og rekombinasjon • Horisontal overføring av genetisk materiale • In vitro teknikker

2. 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)

3. Kolonier med antibiotika- resistente bakterier vokser innenfor sonen med antibiotika

4. Replikaplating for å isolere leucin krevende mutanter (leucin auxotrofe)

5. Medium med leucin medium uten leucin

6. Forandring i ett basepar

7. 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

8. Mutasjon: -spontan (bakgrunnstråling, replikasjon) -indusert (stråling, kjemikalier) 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)

9. 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)

10. SOS responsen:

11. 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.

12. Rekombinasjon: - Sete spesifikk - Homolog rekombinasjon (krever homologe områder, RecA protein)

14. Horisontal genoverføring: • Transformasjon (bart DNA tas opp av kompetente bakterier) • Transduksjon (v.hj.a. virus) • Konjugasjon (v.hj.a. plasmid) • Det overførte DNA kan: • -bli degradert • -bli en stabil del av kromosomet (ved rekombinasjon) • -eksistere som plasmid

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

16. Transduksjon: (generell)

17. Transduksjon: (spesialisert)

18. 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

19. 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)

20. Plasmid R100

22. F plasmid Integrasjon som episom Konjugasjon Replikasjon, segregasjon

23. Overføring av F plasmid ved konjugasjon

25. Integrering av F plasmid i kromosomet (Hfr)

26. Deler av kromosomet kan overføres fra Hfr stamme

27. Genetisk kart over Escherichia coli Overføring av gener fra Hfr stammer ble brukt til å kartlegge rekkefølgen av gener i E. coli

28. Komplementasjons analyse

29. Transposable elementer (transposons) Invertert 41 bp sekvens på hver side av transposase genet

33. Integroner fra Pseudomonas Integrasen her ligner på integraser som fag bruker ved setespesifikk rekombinasjon til lysogeni

34. In vitro rekombinant DNA lages ved å: -”klippe” med restriksjonsenzym -”lime” med ligase Eco RI restriksjons endonuklease methylase

35. Agarose gelelekroforese av plasmid DNA kuttet med restriksjonsenzym

36. Plasmider blir brukt som kloningsvektorer pBR322

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