Бактериялардың фенотиптік және генотиптік өзгермелілігі

Біздің басым бағыт жаратылыстану санауға болады молекулалық биология. Ол тығыз байланысты микробиологией және белгілі мағынада болып табылады оның тумасы, себебі ретінде негізгі модельдерін пайдаланады бактериялар мен вирустар, ал негізгі бағыттарының бірі молекулалық биология молекулалық генетика — ұзақ уақыт болды, ештеңемен өзге, генетикамен бактериялар мен бактериофагтар. Зерттеу генетика бактериялардың бар сондай-ақ, сөзсіз үлкен қолданбалы қызығушылық, мысалы, жоспар белгілеу тетіктерін беру патогенді қасиеттері мен тұрақтылығын дәрілік препараттарға.
Бактериялар — ыңғайлы моделі үшін генетикалық зерттеулер. Олардың ерекшелігі: салыстырмалы қарапайымдылығы құрылыстар геномның, мүмкіндік беретін анықтау мутанты жиілігі 10-9 және одан төмен; гаплоидность болдырмайтын құбылыс үстемдігінің; жыныстық саралау түрінде донорлық және реципиентных жасушаларының болуы; оқшауланған, және интеграцияланған ДНҚ фрагменттерін (плазмид, транспозонов және т. б.); жеңілдігі өсіру және алу мүмкіндігі популяциясын қамтитын миллиардтаған микробтық тел.
«Разберу ұғымдар байланысты генетикамен бактериялардың құбылыс фенотипической және генотипической өзгергіштік бактериялар мен зерттеулер негізделген.
1. Микроорганизмдердің Генетика
Зерттейтін ғылым. тұқым қуалаушылық және өзгергіштік-тірі ағзалардың деп аталады генетикамен (грек тіл. genos — туу).
ХІХ ғасырда Ч. Дарвин екенін дәлелдеді барлық түрлерін тірі организмдердің болды жолымен өзгергіштік атынан аздаған нысандарын, пайда болған өзгерістер, берілетін мұрагерлік бойынша, негізі болып табылады эволюциялық процесс.
Алайда, зерттеу, тұқым қуалаушылық және өзгермелілігі бар, жоғары организмдер байланысты үлкен қиындықтарға үлкен ұзақтығын, олардың өмірі мен немногочисленности ұрпақтарының.
Ыңғайлы объектісі үшін осы зерттеу болып табылады микроорганизмдер, олар үшін тән қысқа өмірлік циклі, жылдам көбейту және беруге қабілеті многочисленное ұрпақ. Сонымен қатар, олар ие айқын морфологией, оны зерттеп, көзбен көмегімен жарық микроскоп. Микроорганизмдер биохимически белсенді, оңай ескеруге пайдалану кезінде арнайы қоректік орталар.
Қабілеті микроорганизмдер өзгертуге өз қасиеттерін әсері кезінде әр түрлі факторлар (температура, ультракүлгін және рентген сәуле шығару және т. б.) кеңінен пайдалануға мүмкіндік береді, олардың үлгісі ретінде зерделеу кезінде тұқымқуалаушылық және өзгергіштік.
Алдымен генетикалық зерттеулердің ішек таяқшасы, ол жақсы таратылады зертханалық жағдайларда. Үлкен маңызға ие сондай-ақ морфологиялық, культуральные және биохимиялық қасиеттері осы бактериялар жақсы зерттелген. Одан әрі объектісі генетикалық зерттеулер болды және басқа да бактериялар, сондай-ақ вирустар.
Зерттеу генетика, микроорганизмдер көрсеткендей, олардың рөлі тасығыштың генетикалық ақпараттың ойнайды ДНК (кейбір вирустардың РНҚ).
Молекуласы ДНК бактериях тұрады екі жіптерден, олардың әрқайсысы шиыршықты закручена қатысты басқа. Бөлу кезінде жасушаның нитчатая спираль екі еселенеді — әрбір жіптерден қызмет етеді қалай шаблонмен немесе матрицамен, строится новая жіп. Бұл ретте әрбір жіп процесінде туындаған бөлу жасушалар, құрамында жаңадан пайда болған двунитчатую молекула бар ДНК.
Құрамына ДНҚ кіреді төрт азотты негіздер — аденин, гуанин, цитозин және тимин, орналасу тәртібі тізбектегі әр түрлі организмдердің анықтайды, олардың наследственную ақпаратты закодированную ДНК.
Функционалдық бірлігі тұқым қуалаушылық болып табылады ген, ол білдіреді учаскесі жіпті ДНК. Гендер жазылды қатысты барлық ақпарат қасиеттерін жасушалар.
Толық жинағы гендер, олар ие клетка деп аталады генотипі. Гендер болып бөлінеді құрылымдық, көтергіш туралы ақпаратты нақты ақуыз, өңделетін торымен, және гендер-реттегіштер жұмысын реттейтін құрылымдық гендер. Мысалы, клетка әзірлейді сол белоктар, қажет болса, оған осы жағдайларда, алайда шарттарын өзгерту кезінде гендер-реттегіштер өзгертеді қасиеттері, жасуша приспосабливая оларды жаңа жағдайларға.
Өзгерістер морфологиялық, культуральдық, биохимиялық және басқа да қасиеттерін микроорганизмдердің туындайтын әсерінен сыртқы факторлар бір-бірімен байланысты. Мысалы, өзгерістер морфологиялық қасиеттерін қоса жүреді, әдетте, өзгерістер физиологиялық ерекшеліктерін жасушалар.
Зерттеу барысында өзгергіштік микроорганизмдер табылған ерекше нысаны өзгергіштік — диссоциация. Бұл түрі өзгермелілігі болды сипатталған П. де Крюи және Дж. Аркрайтом және білдіреді, бұл егу кезінде кейбір дақылдарды тығыз қоректік ортаны жүреді бөлу колонияларының екі түрі бар: тегіс, дөңгелек, жылтыр колония түзу шеттері — S-нысаны (ағылш. smooth — тегіс) — тегіс, ашық емес колония дұрыс емес пішінді, неровными шеттері — R-нысаны (ағылш. rough — шероховатый). Бар сондай-ақ, өтпелі формалары: М-нысанды (шырышты) және g-нысанды (ергежейлі).
Колония жататын тегіс S-нысан, мүмкін белгілі бір жағдайларда өтуге R-пішінді және кері, алайда көшу R-нысанының S-пішінді болады қиын.
Диссоциация байқалады бірқатар бактериялар, атап айтқанда, у қоздырғыштар-сібір жарасы, оба және т. б.
. Сипаттамасы S — және R-форма колониялар
S-нысаны:
·Колония тегіс, жылтыр, дұрыс дөңес нысаны;
·Өсуі кезінде сорпада — біркелкі муть;
·Қозғалмалы бактериялар бар жгутики;
·Капсульных бактериялардың бар капсула;
·Биохимически белсенді;
·Болезнетворны;
·Бөлінеді көбінесе аурудың жедел кезеңінде.
R-форма:
·Колония дұрыс емес пішінді, бұлдыр, шероховатые;
·Өсуде сорпада түрінде шөгуі;
·Қозғалмалы бактериялар жгутики болмауы мүмкін;
·Капсула жоқ;
·Биохимиялық қасиеттері көрсетілген әлсіз;
·Бактериялардың көпшілігі кем болезнетворны;
·Бөлінеді, әдетте, созылмалы түрінде ауру.
Ауру туғызатын бактериялар жиі кейде S-нысан. Болып табылады қоздырғыштары туберкулез, оба, күйдіргі, болезнетворной болып табылады R-нысаны.
Өзгерістер туындайтын бактериялық жасушаларда мүмкін ненаследуемые — фенотипическая өзгергіштік және наследуемые — генотипическая өзгергіштік.
. Фенотипическая өзгерту (модификациялау)
Түрлендіру микроорганизмдердің туындайды жауап ретінде жасушаның қолайсыз шарттары, оның жұмыс істеуін. Бұл адаптивтік реакциясы сыртқы қоздырғыш. Түрлендіру жүреді генотиптерін өзгертуге байланысты пайда болған клеткадағы өзгерістер мұра бойынша берілмейді. Қалпына келтіру кезінде оңтайлы жағдайлар туындаған өзгерістер утрачиваются. Түрлендіру қатысты болуы мүмкін әр түрлі қасиеттері микроорганизмдердің морфологиялық, культуральдық, биохимиялық және т. б.
Морфологиялық түрленуі өрнектеледі өзгерістер нысандары мен шамасын бактериялар. Мысалы, қосу-пенициллинді қоректік ортада клеткалар кейбір бактериялардың удлиняются. Жетіспеушілігі ортадағы кальций тұздары тудырады таяқшалар күйдіргі жоғары спорообразование. Кезінде жоғары концентрациясы кальций тұздарының қабілеті құруға даулар айырылады және т. б. ұзақ бактериялардың өсуіне, белгілі бір ортада пайда болады және полиморфизм, негізделген ықпалымен жинақталған, онда олардың тіршілігінің өнімдерін.
Культуральная түрлендіру тұрады өзгеруі культуральдық қасиеттері бактериялардың құрамы өзгерген жағдайда қоректік орта. Мысалы, жетіспеушілігі кезінде оттегіні стафилококкты жойылады қабілеті құруға пигмент. Ғажайып таяқша бөлме температурасында түзеді ашық-қызыл түсті пигмент, бірақ 37 °С-қабілеті құруы бұл пигмент айырылады және т. б.
Биохимиялық (көрсеткіштеріне қарай-ферментті) түрлендіру. Әрбір түрі бактериялардың бар белгілі бір жиынтығы ферменттер, соның арқасында олар тез қабылдайды қоректік заттар. Бұл ферменттер өндіріледі белгілі бір қоректік субстратах және предопределены генотипі.
Тіршілік процесінде бактериялар, әдетте, жұмыс істейді емес, барлық гендер жауапты синтезі тиісті ферменттер. «Геноме бактериялардың әрқашан бар қосалқы мүмкіндіктері, т. е. гендер анықтайтын өндіруге бейімделу ферменттер. Мысалы, ішек таяқшасы, өсіп келе жатқан жоқ ортадағы құрамында көмірсу лактозаны, әзірлейді фермент лактазу, бірақ егер пересеять оны ортаға лактозой, онда ол тұжырымдауға бастайды бұл фермент. Адаптивті ферменттер мүмкіндік береді приспособляться белгілі бір өмір сүру жағдайларына.

Осылайша, түрлендіру тәсілі — бұл құрал-жабдықтар микроорганизмнің сыртқы орта жағдайларына қамтамасыз ететін мүмкіндігін өсуге және көбеюге өзгертілген. Сатып алынған қасиеттері берілмейді берілмейді, сондықтан олар ойнайды рөлін эволюция, а ықпал етеді, негізінен, тірі микробтық популяциялар.
. Генотипическая өзгергіштік
Генотипическая өзгергіштік пайда болуы мүмкін нәтижесінде мутациялар және генетикалық рекомбинаций.
Мутация (лат. mutatio — өзгерту) — бұл берілетін мұрагерлік бойынша құрылымдық өзгерістер гендердің. Ірі мутациялар (геномные қайта құру) қоса жүреді түсуіне немесе өзгеруіне қатысты ірі учаскелерін геномның — мұндай мутациялар, әдетте, необратимы. Ұсақ (точковые) мутациялар байланысты түсуіне немесе қосылған жекелеген негіздер ДНҚ. Бұл ретте өзгереді шамалы саны ғана белгілері. Мұндай өзгертілген бактериялар толық қайтарылатын бастапқы жай-күйі (ревертировать).
Бактериялар өзгертілген белгілері деп аталады мутантами. Факторлар тудыратын білім мутант, ол аты жобасы.
Бактериялық мутациялар бөледі спонтанды және индуцированные.
Спонтанды (самопроизвольные) мутациялар пайда ықпалымен, бақыланбайтын факторлар, т. е. араласуынсыз экспериментатордың. Индуцированные (бағытталған) мутациялар нәтижесінде пайда өңдеу микроорганизмдердің арнайы мутагенами (химиялық заттармен, сәуле, температура және т. б.).
Нәтижесінде бактериялық мутацияларды байқалуы мүмкін:
·өзгерту морфологиялық қасиеттерін;
·өзгерту культуральдық қасиеттері;
·пайда болуына микроорганизмдердің тұрақтылығын дәрілік препараттарға;
·жоғалту қабілетін синтездеу амин қышқылдары, кәдеге жаратуға көмірсулар мен басқа да қоректік заттар;
·әлсіреуі ауру тудырғыш қасиеттерін және т. б.
Егер шойбеков әкеледі мутагенді жасушалары ірі басқалармен салыстырғанда жасушалары таралымдарының артықшылығы, онда қалыптасады популяция бірі мутантты жасушалар мен барлық сатып алынған қасиеттері бойынша беріледі мұра. Егер шойбеков бермейді торда артықшылықтар, онда мутантные жасушалар, әдетте, өледі.
. Генетикалық рекомбинации. Трансформация

Жасушалары қабылдауға қабілетті ДНҚ басқа жасушалар процесінде трансформация деп аталады құзыретті. Жағдайы құзыреттілігін жиі сәйкес келеді логарифмдік фаза өсу.
Трансдукция — бұл көшіру генетикалық (ДНК) бактериялар донор — бактериялар реципиентке қатысуымен бактериофага. Трансдуцирующими қасиеттерге ие негізінен бірқалыпты фагтар. Размножаясь да бактериялық клеткадағы, фагтар қамтиды құрамына өз ДНК бөлігі бактериялық ДНК береді және оның реципиентке. Оның үш түрі трансдукции: жалпы, ерекше және абортивную.
. Жалпы трансдукция — бұл беру әр түрлі гендердің, оқшауланған әр түрлі учаскелерінде бактериялық хромосоманың. Бұл бактериялар донорлар бере алады реципиентке түрлі белгілері мен қасиеттері — қабілеті жаңадан құруы, ферменттер, тұрақтылығы, дәрілік препараттарға және т. б.
. Спецификалық трансдукция — бұл беру фагом тек кейбір ерекше гендердің, оқшауланған арнайы учаскелерде бактериялық хромосоманың. Бұл жағдайда беріледі, тек белгілі бір қасиеттері мен белгілері.
. Абортивная трансдукция — перенос фагом бір бөлшегі хромосоманың донор. Әдетте, бұл фрагменті емес хромосому жасушалары реципиенттің, ал айналатын в цитоплазме. Бөлу кезінде жасушалары реципиенттің бұл фрагменті беріледі тек бір екі еншілес жасуша, ал екінші торда ыңғайсыз неизмененная хромосома реципиент.
Көмегімен трансдуцирующих фагов беруге болады бір жасушаның басқа да бірқатар қасиеттері сияқты қабілеті құруға токсин, даулар, жгутики, продуцировать қосымша ферменттер, тұрақтылығы, дәрілік препараттарға және т. б.
Конъюгация — бұл беру генетикалық материалдың бір бактериялар басқа кезде тікелей қарым-қатынаста жасушалар. Жасушалар, таратушы генетикалық материалды донор деп аталады, оның жабындысының — реципиентами. Бұл үдеріс біржақты сипатта болады — жасуша донор — торда реципиент.
Бактериялар донор белгіленеді «F+» (ерлер үлгісі), сондай-ақ бактериялар мен реципиент — «F» (әйел түрі). Кезінде тығыз жақындасуына жасуша «F+» және «F-» олардың арасындағы туындайды цитоплазматический мостик. Білім көпірдің бақыланады фактор F (ағылш.Fertility — өсімталдығы). Бұл фактор құрамында гендер жауапты білімі жыныстық ворсинок (sex-pili). Функциясын донор орындай алады ғана жасушалар, құрамында фактор F. Жасушалары реципиенттің айырылуы, осы фактор. Кезінде скрещивании фактор Р беріледі торымен донор-реципиентке. Алып фактор F, әйелдер клетка өзі донорына айналады (F+).

Конъюгация және басқа да түрлері рекомбинации жүзеге асырылуы мүмкін, тек бактериялар бір түрі, бірақ арасындағы бактериялар әр түрлі. Бұл жағдайларда рекомбинациясы деп аталады межвидовой.
. Плазмидтер
Плазмидтер — бұл салыстырмалы түрде шағын внехромосомные ДНК молекулалары бактериялық жасушалар. Олар орналасқан цитоплазме бар айналма құрылымы. «Плазмидах бар бірнеше гендердің жұмыс істейтін қарамастан гендердің қамтылған хромосомалық ДНҚ.
Тән белгісі плазмид ретінде қызмет етеді олардың қабілеті қайта жаңартуға (репликация).
Сондай-ақ, олар өтуге бір жасушаның басқа және өзіне жаңа гендер және қоршаған ортаны. Қатарына плазмид жатады:
Профаги тудыратын у лизогенной жасушалары бірқатар өзгерістер, берілетін мұрагерлік бойынша, мысалы, қабілеті токсин түзуі.
F-фактор орналасқан автономды жай-күйі және қабылдаушы процесіне қатысу конъюгации.
R-фактор, придающий торда тұрақтылығы дәрілік препараттарға (R-фактор бөлінді ішінен ішек таяқшалары, содан кейін шигелл). Зерттеулер көрсеткендей-факторы болуы мүмкін жойылған жасушалары мүлде тән плазмид.
-Фактор ие внутривидовой, межвидовой тіпті межродовой трансмиссивностью, бұл себеп болуы мүмкін қалыптастыру қиын диагностируемых атипичных штаммдарының.
Бактериоциногенные факторлар (col-факторлар), олар алғаш рет табылған мәдениет ішек таяқшасының (E. coli), осыған байланысты аталды колицинами. Одан әрі олар анықталған және басқа да бактериялар: вибрионының — вибриоцины, стафилококктар — стафилоцины және т. б.
Соl-фактор — бұл кішкентай автономды плазмида, ол детерминирует синтезі ақуыз заттардың, тудыруға қабілетті бактериялардың жойылуы меншікті түріне немесе близкородственного. Бактериоцины адсорбируются бетінде сезімтал жасушалары тудырады метаболизмнің, алып тор өлімі.
Табиғи жағдайда тек бірен-саран клеткалар популяциясының (1-1000) кенеттен продуцируют колицин. Алайда, кейбір әсерлер мәдениет (өңдеу бактериялардың УК-сәулелері) саны колицинпродуциирующих жасушалар көбейеді.
. Практикалық мәні және қолдану
Тағы Пастер жасанды жолмен алды қайтымсыз у қоздырғыштарының құтырма, күйдіргі және дайындап, вакциналар, предохраняющие осы аурулар. Одан әрі зерттеулер, генетика және өзгергіштік микроорганизмдердің мүмкіндік берді көптеген бактериялық және вирустық штамдар алу үшін пайдаланылатын вакциналар.
Зерттеу нәтижелері генетика, микроорганизмдер сәтті қолданылды анықтау үшін тұқым қуалаушылықтың заңдылықтарын жоғары организмдер.
Үлкен ғылыми және практикалық маңызы бар, сондай-ақ жаңа бөлім генетика — гендік инженерия.
Гендік инженерия әдістері өзгертуге мүмкіндік жасайды гендердің құрылымын және қосуға хромосому бактериялар гендер басқа да организмдердің, жауапты синтезі маңызды және қажетті заттар. Нәтижесінде, микроорганизмдер болады продуцентами осындай заттарды алу және оларды химиялық жолмен ұсынады өте күрделі, ал кейде тіпті невозможную міндет. Осы арқылы қазіргі уақытта алады мұндай медициналық дәрі-дәрмектерді, инсулин, интерферон, т. б. пайдалану Кезінде мутагендік факторлардың және селекция алынды мутанты-антибиотиктер продуценттері, 100-1000 есе белсендірек бастапқы.
Қорытынды
Кейін жүргізілген зерттеулер мен қаралған материалдардың ма? » — деген тұжырым генетика, микроорганизмдер — өте маңызды адамзат үшін тұтастай алғанда.
Мүмкіндігі эксперименттер жүргізу жасуша деңгейінде шығаруға мүмкіндік береді жаңа штамдары пайдалы микроорганизмдердің құруға вакциналар, вирусқа қарсы препараттар. Сонымен қатар, бактериялар негізінде жасалған құрылады вирусқа қарсы препараттар, антибиотиктер: мысалы, синегнойной палочки алынды пиоцианин. Қазіргі уақытта препарат аталған саназином, алынған синтетикалық түрде қолданыс табады, негізінен, хирургиялық практикада түрінде жергілікті қолдану. Арасында антибиотиктердің бөлінген бацилл, орын тиротрицин және грамицидин С. Тиротрицин және грамицидин С подавляют өсуі стафилококктар мен стрептококктарға және жақсы көмектеседі ангинах және нагноительных процестерінде, убивая қоздырғыштары, осы аурулардың.
Арнайы бактериялар көмектеседі және ауыл шаруашылығында — зиянды жәндіктермен күресуге және арамшөптермен. Өнімділігін арттыру үшін адам пайдаланады, сондай-ақ, арнайы бактериялық тыңайтқыштар.
Бактериялар үдерісінде қажет ашыту өндіру кезінде ірімшік және сірке суы. Осындай процесс ағады, өнеркәсіп өндірісінде, бояу, пластмасса, косметикалық тауарлар және кондитерлік бұйымдар. Бактериялар қажет алу үшін кейбір сусындар пайдаланылады өндірістік процестерге дайындау бойынша темекі жапырақтары әзірлеуге, терілерді алу қабықтарының отырып, кофе дәндері мен какао, бөлімшедегі, белгілі бір талшықтарды тоқыма өнеркәсібі. Сондықтан мынадай қорытынды жасауға болады, қаншалықты бактериялар маңызды. Бар және басқа да көптеген қызмет салалары, қолданады бактериялар мен қолданатын болады алдағы уақытта дамуы арқасында гендік инженерия және, атап айтқанда, генетика бактериялар.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.