Таксисы у бактерий. Хемосинтез и биолюминесценция у м/о.

1. Хемосинтез-окисление бактериями неорг в-в,в процессе котор происходит синтез орг в-в из СО₂(хемосинтетики).При хемосинтезе НАДН явл-ся восстанивителем,акцептор СО₂ рибулозодифосфат, донар Н⁺-Н₂О.Серобактерии, нитрификаторы, железобактерии.

Таксисы у бактерий. Свободно передвигающиеся бактерии способны к таксисам-направленным движениям,кот определ-ся внешним воздействием в зависимости от факторов среды,вызывающее направленное движение.Различют:1)хемотаксис-реакция свободно передвигающ бактерии на хим раздражители(бактерии могут скапливаться в одних местах и избегать др.);2)аэротаксис-у подвижных бактерий определяют тип метаболизма по их аэротаксисным движениям и скоплениям на определенном расстоянии от края покров стекла.В слое бактер,помещенных между предметным и покровным стеклами аэрофильные-у края покровного стекла или около пузырьков О₂(нуждаются в аэробных усл-ях,энергию получают за счет дыхания),анаэробы скапливаются в цетре;3)фототаксис-у фототрофных бактерий в освещенном месте.Если создать искусственное затемнение, а затем осветить,то бактер оказавшиеся в темной зоне изменят направление движения жгутиков и движутся в направлении освещенной зоны.Быстрое изменение работы жгутиков-фоботаксис;4)магнитотакис- у бактер из повехностных слоев донного ила.Эти бактерии содержат большое количество железа в форме ферромагнитной окиси железа.Бактерии выделенные в сев полушарии «ищут»север.Магнитотаксическое поведение направляет бактерий в глубину ила где нет О₂,анаэрбы.

Биолюминесценция бактерий-видимое свечение орг связанное с их жизнедеятельностью с ферментным окислением особых в-в люциферинов. Светящиеся бактерии- морские орг-мы хемоорганотрофы,кот по физиолог и морфолог признакам похожи на энтеробактерии,не вызыв. гниения,не образ токсических в-в, новыдел амины.Светящиеся бактерии Г⁺факультативные анаэробы,передвигаются с помощью 1-8жгутиков.В анаэробных условиях у них муравьинокислое брожение или брожение смешанного типа и обр-ют маравьиную,уксусную, молочную и янтарную кислоты,спирт,СО₂,ацетон.Светящиеся бактерии галлофилы, рост и билюминисценнция завис от состава среды. Свечение только в присутств О₂- процесс аэроб окисления, приводящ к возбужд какого-то промеж продукта, который испуск свет. Эта способность у грибов, простейш, и многоклет животных. У какракатиц и некоторых глубоководных морских рыб за свечение отвечают симбиот бактерии, которые наход в светящих органах

 

36. Генетика м\о: генетический материал, генотип, фенотип, репликация ДНК, транскрипция, трансляция, мутации бактерий.

Генетика микроорганизмов, раздел общей генетики, в котором объектом исследования служат бактерии, микроскопические грибы, актинофаги, вирусы животных и растений, бактериофаги и др. микроорганизмы. До 40-х гг. 20 в. считалось, что, поскольку у микроорганизмов нет ядерного аппарата и мейоза, на них не распространяются законы Менделя и хромосомная теория наследственности. Наследственность – сохранение спец-х структурных и функциональных св-в организма, т. е. постоянствопризнаков в ряду поколений. Каждому признаку в ач-ве носителя информации соответствует определённый ген. У прокориотов материальным носителем наслед-ти явл-ся ДНК, молек кот имеют вид длинных двойных цепей полимеров - полинуклеотидов, составленных из мономеров – нуклеотидов. ДНК имеет ф-му нити, замкнутой в кольцо (бактериальная хромосома). Хромосома имеет отдельные участки гены. Совокупность генов составляет геном м\о. Проявление признаков зависит от ферментов. Это основания теории «один ген – один фермент», т. е. каждый ген определяет образование специфического фермента. Гены кот несут инф-ю о синтезируемых ферментах – структурные гены. Генетический мат-л может сод-ся не только в хромосоме, но и в плазмидах. Количество плазмид в бактериальной клетке может быть от 1 до 200. Выделяют плазмиды, находящиеся в виде отдельной замкнутой молекулы ДНК (эписомы) и встроенные в хромосому бактерии (интегрированные плазмиды). Плазмиды выполняют регуляторные и кодирующие функции. Плазмиды построены из молеул ДНК. Гены расположены в линейной последовательности. Гены определённых признаков находятся в соответствующих местах хромосомы – локусах. Гаплоидны. Генотип – полный набор генов. Фенотип – проявление неследуемых морфологических признаков и физиологических процессов. Информация передаваемая из поколения в поколения не является абсолютно стабильной, это необходимо для выживания вида. Перед делением – репликация. Проявляется принцип комплементарности. Репликация ДНК гарантирует сохранение генетической информации. Потом происходит передача информации к метам синтеза белка с пом-ю м-РНК. Транскрипция – синтез м-РНК на одной из цепей ДНК (комплементарность); биосинтез РНК на матрице ДНК, в ходе кот последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в нуклеотидную последовательность РНК. После транскрипц – трансляция (синтез полипептидных цепей белков, идущий в Кл-ах путём «считывания»генит-й инф-и записанной в виде последовательности нуклеотидов в молекулах м-РНК. Код триплетен - каждая кодирующая единица-кодон состоит из трех нуклеотидов. В каждом гене триплеты считываются с фиксированной точки, в одном направлении кодоны ничем не отделены друг от друга. Последовательность кодонов определяет последовательность аминокислотных остатков в полипептидах. Как известно, оснований, которыми различаются нуклеотиды, всего четыре. В РНК это аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и урацил (U) (T-тимин в ДНК), а обычных аминокислот, входящих в белки. Т. о. перенос наследственной информации происходит от ДНК через РНК на белок, происходит это в рез-те последовательных передач информации при репликации ДНК, транскрипции и трансляции. Мутации – скачкообразные изменения наследственных признаков, они происходят спонтанно. В рез-те – рекомбинация генов. Мутации бывают – спонтанные(1) и индуцированные(2). (1) возникают в популяции м\о без экспериментального влияния, т. е. фактор вызывающий не известен. (2) возникают при действии физических, химических, или биологических агентов. Ещё мутации делят на точовые и, мутации при кот происходит изменение участка ДНК размером больше чем 1 нуклеотид. Точковые ещё делятся на классы в зав-ти от того, какие перестройки произошли: замена, вставка, или выпадение. Для проявления мутации необходимо, чтобы прошёл хотябы 1 цикл репликации ДНК. Если это изменение закрепится – оно стан-ся наследственным. Имеется 3 способа передачи мутаций: трансформация, конъюгация, трансдукция. Рекомбинация признаков у бактерий наз-ся – парасексуальным процессом. Трансформация -изменение наследственности в рез-те проникновения чужеродной ДНК. Конъюгация –перенос генетического материала путём прямого контакта (с помощью конъюгационных мостиков) между 2мя кл-ми. Трансдукция – пассивный перенос бактериальных генов из 1ой кл-ки в др. частицами бактериофага, бывает неспецифической (может быть перенесён любой фрагмент ДНК хозяина) и специфической (затрагивает лишь строго определённый фрагмент ДНК).

 

37. Трансформация. Конъюгация. Трансдукция.

Трансформация - изменение наследственных свойств клетки в результате проникновения или искусственного привнесения в нее чужеродной ДНК. Природу трансформирующего фактора установили Эвери, Мак-Леод в 1944. Трансформировать удается только те бактерии, в клетки которых может проникнуть высокомолекулярная, двуХцепочечная (интактная) ДНК. Способность поглощать ДНК – компетенция, и зависит от физиологического состояния клетки. ДНК может поглощаться в определенную короткую фазу изменения клеточной поверхности. С помощью ДНК могут передаваться такие признаки как: капсулообразование, синтез в-в, ферментативная активность, устойчивость к ядам, антибиотикам.. Любая ДНК может проникнуть в компетентную клетку, но рекомбинация роисходит только ДНК родственного вида. Конъюгация - перенос генетического материала путем прямого контакта между 2 клетками. Исследовали Ледерберг и Татум в 1946 на мутантах Кишечной палочки. Один мутант уждался в аминокислотах А и В, но был способен синтезировать Си Д, второй был ему компетентен (А-В-С+Д+). Эти мутанты не росли и не образовывали колоний на минимальной, питательной среде, но если внести на нее суспензию обоих мутантов, то колонии появлялись. Клетки этих колоний обладали наследственной способностью синтезировать все аминокислоты (А+В+С+Д+).Здесь предпосылкой рекомбинации служит конъюгация. При исследовании бактерий выяснили, что способность клетки быть донором связана с наличием фактора F (F +клетки, не содержащие фактора – F- и может функционировать, как реципиент) – плазмида, кольцевая, двухцепочечная молекула ДНК. Т.о. клетки реципиенты в результате конъюгации становятся донорами, а хромосомные признаки не передаются. F-плазмида обуславливает образование на клетке половых фимбрий/ F-пили, которые служат для узнавания при контакте м/у клеткой донором и клеткой реципиентом и делают возможным образование мостика, по которому ДНК переходит в клетку. Конъюгация распространена у энтеробактерий, прокариот. Трансдукция - пассивный перенос бактериальных генов из одной клетки в другую частицами бактериофага, что приводит к изменению наследственных свойств клетки. Различают 2 вида трансдукции: а) Неспецифический - при котором может быть перенесен любой фрагмент ДНК хозяина (ДНК клетки хозяина включается в частицу фага/ к его собственному гену/ вместо него); б) Специфический – может быть перенесен строго определенный фрагмент ДНК некоторые гены фага заменяются генами хозяина). В обоих случаях фаги дефектны, т.е. теряют способность лизировать клетку.