Самостоятельная работа №5

Генетика микроорганизмов .

Всякое живое существо по большинству своих признаков сходно со своими предками. Сохранение специфических свойств, т.е. постоянство признаков в ряду поколений, называют наследственностью. Изучением передачи признаков и закономерностей их наследования занимается генетика. Каждому признаку в качестве носителя информации соответствует определенный ген.

Сначала на насекомых, а затем на микроорганизмах было показано, что проявление признаков зависит от активности ферментов. У микроорганизмов ферменты можно связать с конкретными признаками, поддающимися точному биохимическому определению.

Гипотеза один ген – один фермент гласит, что определенный ген содержит информацию, необходимую для синтеза определенного фермента (каждый структурный ген кодирует определенную полипептидную цепь). Изменение гена в следствии мутации приводит либо к утрате фермента, либо к изменению его свойств, а тем самым к изменению признака. Гены выявляются только благодаря мутациям. Генетический анализ основан прежде всего на изучении различий в признаках, определяемых аллельными формами того или иного гена. Поэтому исследование различных генетических проблем ведется на мутантах.

Микроорганизмы – чрезвычайно удобные объекты для генетического анализа, т.к. опыты можно проводить в короткие сроки на огромном числе особей и они не требуют много места.

В отличие от растений и животных бактерии преимущественно являются гаплоидными – содержат одинарный набор генов и совмещают функции гаметы и особи. Синтез каждого фермента контролируется отдельным геном. Если в геноме бактерии отсутствует ген данного фермента, этот фермент не может быть синтезирован.

Генотип – это комплекс генов, наследственно переданный особи материнской клеткой. Комплекс внешних и внутренних признаков бактерий, таких как форма, размеры, окраска, химический состав, биохимические и микроскопические особенности соответствуют фенотипу, т.е. внешнему проявлению генотипа.

Реализация наследственной информации происходит в определенных условиях внешней среды. Различия в условиях среды накладывают свой отпечаток на развитие особей бактерий. Поэтому развитие бактерий необходимо рассматривать как следствие действия двух важнейших факторов – действия генотипа; влияние на особь факторов внешней среды. Под влиянием физических, химических и биологических воздействий некоторые микроорганизмы могут изменять свои морфологические признаки, принимая различные несвойственные им в обычных условиях формы. Явление морфологических изменений у микроорганизмов Н.Ф. Гамалея назвал гетероморфизмом (полиморфизмом).

Изменчивость бактерий затрагивает и их потребности в метаболитах. Под влиянием антибиотиков, химических веществ, ультрафиолетового облучения у некоторых микробов появляется потребность в витаминах, аминокислотах, факторах роста, в которых не нуждались исходные штаммы. Таким образом, в отличие от исходных прототрофов эти микроорганизмы превращаются в ауксотрофов.

Под действием некоторых веществ могут изменяться ферментативные свойства бактерий. Индукцию биосинтеза фермента β-галактозидазы у E. coli можно воспроизвести культивированием этой бактерии в присутствии лактозы.

Очень важным моментом является то, что под влиянием различных факторов изменяется степень патогенности у болезнетворных микробов.

Изменчивость микроорганизмов, возникающая под действием факторов внешней или внутренней среды, которая не сопровождается изменением структуры генотипа называется ненаследственной фенотипической изменчивостью. Например, культура кишечной палочки на среде с рициноолеатом натрия растет в виде длинных нитей, а при добавлении хлорида кальция клетки становятся очень короткими.

В процессе снижения степени патогенности микроорганизмов – аттенуации, происходят наследственные генотипические изменения химического состава бактерий.

---

Дата добавления: 2015-07-26