Mikrobiološka genetika (mikrobna genetika, genetika mikroorganizama) je uža oblast genetike koja proučava pojave i procese biološkog nasljeđivanja kod mikroorganizama. Pored općih obilježja, ima i niz specifičnosti, prilagođenih istraživanju genoma prokariota. Mnoga osnovna znanje savremene genetike, ostvarena su proučavanjem mikroskopskih model-organizama.
Mikrobna genetika je predmet proučvanja unutar mikrobiologije o genetičkog inženjerstva. Proučava genetiku veoma malih (mikro) organizama: bakterija, archaea, virusa, protozoa i gljiva.[1] To uključuje proučavanje genotipa mikrobnih vrsta i sistem ekspresije gena u formiranju fenotipova.[2] [3]
Od otkrića mikroorganizama, koje se pripisuje Robertu Hookeu i Antoniju van Leeuwenhoeku u periodu 1665-1885.[4] koristi se za proučavanje mnogih procese i primjene u različitim oblastima studija u genetici. Na primjer: brzo stope rasta mikroorganizama i kratka vremena generacije koriste naučnici za proučavanje evolucije.[5]
Mikrobna genetika ima također primjenu aplikacije u mogućnosti da proučava procese i puteve koji su slični onima kod ljudi, kao što je metabolizam lijekova.[6]
- Bakterije
Bakterije na ovoj planeti postoje oko 3,5 milijardi godina, a obično se klasificiraju prema obliku.[7] Bakterijska genetika proučava mehanizme skladištenja i transfera njihove genetičke informacije, njihove hromosome, plazmide, transpozone i fage.[8]
- Archaea
Archaea je domen prokariotskih jednoćelijskih organizama, koji su evoluirali u proteklih oko četiri milijarde godina. Iako imaju zajedničkog pretka sa bakterijama, mnogo su bliži eukariotima nego baktrijame.[9] Neke arheje su u mogućnosti da opstanu u ekstremnim okruženjima, što omogućava višestruku primjrnu i oblasti genetike. Jedan od takvih aplikacija je upotreba njihovih enzima, što je bolje za preživljavanje u teškim uvjetima in vitro.[10]
- Gljive
Gljive mogu biti i višećelijski i jednoćelijski organizmi, a od ostalih mikroba ih razdvaja način pribavljenja hranljivih tvari. One luče enzime u svoje okruženje koji razlažu organske materije.[7] Genetika gljiva u istraživanjima upotrebljava kvasac i končaste gljive kao modelne organizme za eukariote, uključujući ćelijski ciklus regulaciju, strukturu hromatina i regulaciju gena.[2][11]
- Protozoa
Protozoa su jednoćelijski organizmi koji imaju jedro i ultramikroskopske ćelijska tijela u citoplazmi.[7] Poseban aspekt protozoa os interesa za genetiku čovjeka su njihovi bičevi, koji su vrlo slični bičevima ljudskih spermatozoida.
- Virusi
Virusi su kapsidno-kodirajući organizmi koji su građeni od proteina i nukleinskih kiselina koje se mogu samostalno sastaviti nakon replikacije u ćeliji domaćina, pomoću replikacijskih mehanizama domaćina.[12] U naučnoj zajednici postoji neslaganje o tome da li su virusi živa bića, uglavnom zbog nedostatka ribosoma.[12] Razumijevanje virusnog genoma je važno, ne samo za studije u genetici, već i za razumijevanje njihovih patogenih svojstava.[13]
Mikroorganizmi su idealni za biohemijske i genetičke studije i imali su ogroman doprinos u ovim oblastima nauke, kao što ie pružanje informacija o genetičkom kodu i regulaciji genske aktivnosti. Jacques Monod i François Jacob koristili su Escherichia coli, vrstu bakterija, u cilju razvoja operonskog modela ekspresije gena, koji u osnovi poznavanja ekspresije i regulacije djlovanja gena..[14] Osim toga, nasljedni procesi mikroorganizama su slični onima u višećelijskim organizmima, što omogućava istraživačima da se prikupe informacije o ovom procesu.[15]
Još jedna bakterija koja je imala veliki doprinos na polju genetike je Thermus aquaticus , koja koja podnosi visoke temperature. Iz ovog mikroba je izoliran enzim Taq polimeraza, koji se sada koristi u moćnim eksperimentalnim tehnikama, kao što je polimerazna lančana reakcija (PCR).[16] Razvoj tehnologije rekombinantne DNK pomoću bakterija je dovelo do rađanja modernog genetičkog inženjerstva i biotehnologije.[2] Koristeći mikrobi, su razvijeni se protokoli za ugradnju poznatig gena u bakterijske plazmid e, iskoristivši njihovu brzu reprodukciju, za instaliranje biofabrika za gene od interesa. Takve genetički modificirane bakterije mogu proizvesti farmaceutske proizvode, kao što su insulin, hormon rasta, interferon i faktori zgrušavanja krvi.[7] Mikrobi mogu sintetizirati različite enzime za industrijske aplikacije, kao što su fermentiranje hrane, reagensi za laboratorijski testove i mliječne proizvode (kao što je renin), pa čak i odjeću (kao što je Trichoderma, gljiva čiji enzim se koristi da bi se farmerke „pjeskarile“ i dobile izgled ispranosti).[7]
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
