Материал: 2_MIKROBIOLOGIYa_temy_5-9_FIZIOLOGIYa_I_IZMENChIVOST_MIKROORGANIZMOV

Таблица 35 Характеристика культуры №3 анаэробной Гр+ палочки по морфологическим, тинкториальным, культуральным, биохимическим признакам, токсинообразованию в сравнении со сходными

микроорганизмами.

14

15

16

Тема: Выделение и идентификация чистых культур микроорганизмов (4-5 этапы, заключение). Организация генетического материала микроорганизмов. Изменчивость бактерий.

1. Выделение и идентификация чистых культур микроорганизмов.

Выполняется учет ферментативной активности и идентификация чистых культур №1 и №2 факультативно-анаэробных бактерий в соответствии с таблицами (Приложение 1), а также чистой культуры облигатно-анаэробных бактерий №3 в соответствии с таблицей (Приложение 2).

2. Организация генетического материала микроорганизмов. Виды изменчивости бактерий (модификации, S-R-диссоциации, мутации, генетические рекомбинации).

Материальной основой наследственности, определяющей генетические свойства всех организмов, в том числе бактерий и вирусов, является ДНК (кроме РНКсодержащих вирусов).

У бактерий помимо основного (наследственного) механизма передачи генов есть и другие формы передачи генетического материала между отдельными особями в популяциирекомбинации: конъюгация, трансформация, трансдукция, в том числе фаговая конверсия.

Весь генетический материал бактериальной клетки свободно располагается в цитоплазме и лишен мембран и оболочек4 основной материал представлен кольцевидно замкнутой молекулой ДНК, называемой нуклеоидом.

В бактериях могут присутствовать внехромосомные факторы наследственности: плазмиды, Isпоследовательности, транспозоны.

Генотип микроорганизма – это совокупность всех генов микробной клетки. Фенотип микроорганизма – это совокупность всех признаков и свойств

микробной клетки, являющаяся результатом взаимодействия её генетической структуры и конкретных условий внешней среды.

Внехромосомный (физически независимый от хромосомы) генетический материал бактерий не является обязательным, встречается в дополнение к нормальному клеточному геному. Он может быть представлен:

1)плазмидами;

2)умеренными бактериофагами;

3)мигрирующими генетическими элементами (инсертационными (IS)

последовательностями, транспозонами).

Плазмиды — небольшие двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК, способны автономно реплицироваться и существовать в цитоплазме клетки. Кодирующие плазмиды несут гены, придающие бактериям дополнительные свойства, позволяющие лучше приспосабливаться к условиям обитания. Регуляторные плазмиды участвуют в устранении дефектов метаболизма бактериальной клетки.

Различают конъюгативные плазмиды, которые могут переходить из одной бактериальной клетки к другой в пределах вида или рода при конъюгации в естественных условиях, и неконъюгативные, не способные самостоятельно переходить в другие клетки.

Некоторые плазмиды при наличии гомологичных последовательностей ДНК могут обратимо встраиваться в бактериальную хромосому и репродуцируются одновременно с ней. Такие плазмиды называются интегративными.

Плазмиды могут контролировать:

синтез терсолабильного токсина (Ent-плазмиды);

синтез гемолизинов (Hly-плазмиды);

устойчивость к антибиотикам (полирезистентность) –R-плазмиды;

конъюгацию (F-плазмиды);

синтез бактериоцинов (Col-плазмиды);

синтез ферментов, отвечающих за утилизацию некоторых органических

соединений (плазмиды биодеградации).

Своеобразными внехромосомными факторами наследственности являются умеренные бактериофаги, способные встраиваться в геном бактерии-хозяина и существовать в виде профага, не приводя к лизису клетки. В интегрированном состоянии они реплицируются вместе с бактериальной ДНК в качестве одного из «молчащих» бактериальных генов и при делении клетки передаются обеим дочерним клеткам. Также умеренные бактериофаги могут оставаться в цитоплазме бактерии в автономном состоянии.

Мигрирующие генетические элементы — линейные фрагменты двунитевой ДНК,

способные встраиваться в разные участки бактериальной хромосомы или переходить с бактериальной хромосомы на плазмиду в пределах одной бактериальной клетки, а также размножаться в пределах генома. Их встраивание хромосому может привести к мутагенезу. В настоящее время зарегистрировано около 100 заболеваний человека (например, нейрофиброматоз I типа, гемофилия), причиной которых является внедрение мобильных генетических элементов.

IS-последовательности кодируют информацию, необходимую только для их переноса - транспозиции. Гены, несущие информацию о каких-либо выявляемых признаках, отсутствуют.

У транспозонов помимо генов, необходимых для транспозиции, есть еще и гены, кодирующие различные свойства и признаки (устойчивость бактериальной клетки к сульфаниламидам, антибиотикам, ионам тяжелых металлов и др.).

Виды изменчивости микроорганизмов

По механизму возникновения выделяют следующие типы изменчивости (рис. 5)

Виды изменчивости микроорганизмов

Трансформация

Лабильные

(кратковременные)

Трансдукция

Стабильные (сохраняются в ряде Конъюгация

поколений)

Рис. 5 Виды изменчивости микроорганизмов

Ненаследственная изменчивость

Фенотипические изменения какого-либо признака или нескольких признаков микроорганизма называются модификациями.

Модификации возникают как адаптивные реакции микроорганизмов на изменение окружающей среды, не затрагивают генотип и не наследуются. Бактерии обычно реверсируют к исходному фенотипу при устранении неблагоприятных факторов.

Примерами модификационной изменчивости могут служить: