Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


÷вет, грамотрицательные Ц в розовый




  1. ћигрирующие элементы бактерий.

Ц дискретные сегменты ƒЌ , способные к самосто€тельному перемещению из одного участка в другой в пределах репликона, а также к перемещению из одного репликона (хромосомного, плазмидного или

фагового) в другой. »нтеграци€ в репликоны осущ-с€ независимо от сист. общей рекомбинации кл-к.

IS-элементы представл€ют собой линейные фрагменты двухцепочечной ƒЌ  длиной от 200 до 2000 п. н. ќни содержат только гены tnp, кодирующие синтез фермента транспозазы, необходимого дл€ их перемещени€. ѕо концам IS распол-ны инвертированные повторы (ITR) (–аспол-ие нуклеотидов на разных концах перевернутое или противоположно ориентированное). ” разных IS длина концевых повторов ITR варьирует от 8 до 40 п. н. –азличают несколько типов: IS1, IS2, IS3, IS4 и др. ќни отличаютс€ друг от друга по длине (или кол-ву состав-их их пар основ.) и стр-рой концевых повторов. IS €вл€ютс€ нормальными компонентами.Ќапример, в F-факторе,одна копи€ IS2 и две копии IS3.

ѕри перемещ. они могут встр-с€ в пределах 1ого гена и инактивировать его или измен€ть его рег-цию.

“ранспозоны Ц сложные перемещающиес€ элементы. ќт IS они отличаютс€ тем, что кроме генов, ответственных за транспозицию, содержат структурные гены, отвечающие за про€вление какого-либо фенотипа. ƒлина свыше 2000 п. н. “р-ны имеют концевые повторы (ITR), кот-ми часто служат IS-эл.

¬ зависимости от того, какие из IS-элементов и в какой ориентации ограничивают транспозон:

1. фланкированные (ограниченные) двум€ IS1.а) в пр€мой ориентации.“акова структура транспозона Tn9.б) IS1 на концах транспозона в противоположной ориентации.Tn1681. 2. ‘ланкир. другими IS в пр€м. ориент.Tn2680. 3.фланкир. длин. инвертированными повторами, не идентичн. известным IS. Tn5.

–азличают тр-ны с высокой Tn7, региональной Tn1, средней Tn9и10 и низкой Tn5 специфичностью.

„астота транспозиции транспозонов и IS-эл-ов происходит с веро€тностью 10-4-10-7на одно деление.

Tn3: ¬о врем€ первой стадии происходит сли€ние молекул донорной и реципиентной ƒЌ , сопровождающеес€ репликацией транспозона. ќб-разуетс€ коинтеграт, содержащий копии транспозона в местах сли€ни€ двух репликонов. ¬о врем€ второй стадии происходит разрешение коинтеграта, и репликоны раздел€ютс€ за счет сайт-специфической рекомбинации между идентичными участками двух транспозонов Tn3, наход€щихс€ в составе коинтеграта. ”частки, в которых происходит

рекомбинаци€, названы от Ђinternal resolution siteї Ц IRS, res или tnpS. ƒл€ осуществлени€ первой стадии перемещени€ необходимо наличие фермента транспозазы (продукта гена tnpA) и двух концевых инвертированных повторов. Ѕелок, осуществл€ющий разрешение коинтеграта, был назван резолвазой или TnpR-белком. —интез этого белка кодируетс€ геном tnpR.-репликативной транспозицией. Ќар€ду с ним существует способ транспозиции, предполагающий выщепление (эксцизию) перемещающегос€ элемента из молекулы донора и внедрение его (инсерцию) в молекулу реципиента. Ётот механизм получил определение консервативной транспозиции. ќна осуществл€етс€ также при участии сайт-специфической рекомбинации, однако здесь репликаци€ транспозона необ€зательна.«начение транспозонов и IS-элементов определ€етс€ тем, что они:1) способны индуцировать образование мутаций 2) участвуют в сли€нии и диссоциации репликонов 3) фагами могут обеспечивать перенос генов 4) используютс€ в генетической инженерии in vivo и in vitro; 5) существенно ускор€ют разработку частной генетики бактерий.

Ѕактериофаг Mu относитс€ к умеренным бактериофагам.—ходство с IS-элементами и транспозонами в первую очередь выражаетс€ в том, что геном фага Mu (линейна€ двуспиральна€ ƒЌ  Ц 38 т. п. н.) имеет на концах инвертированные повторы.ќсобенностью ƒЌ  фага Mu, включенной в вирионы, €вл€етс€ то, что на ее концах наход€тс€ участки бактериальной ƒЌ , которые захватываютс€ при индукции профага и упаковываютс€ вместе с фаговой ƒЌ  в вирион. ћожет развиватьс€ по литическому пути с образованием 50Ц100 частиц на клетку, котора€ при этом погибает, или же может интегрироватьс€ в хромосому с образованием лизогенной клетки, содержащей его. »нтегрироватьс€ фаг Mu может в разные места бактериальной хромосомы, вызыва€ мутации разных генов.‘рагменты бактериальной хромосомы, которыми фланкирована вирионна€ ƒЌ , при интеграции ƒЌ  фага Mu в реципиентную хромосому не встраиваютс€. ќни элиминируютс€ нуклеазами бактериальной клетки. ƒЌ  фага Mu не вырезаетс€, как у фага, а реплицируетс€ в интегрированном состо€нии, не покида€ хоз€йскую ƒЌ .

  1. ћетоды выделени€ мутантов устойчивых к антибиотикам.

ƒл€ их выделени€ в чашки ѕетри внос€т питательный агар (10 мл), чтобы получилс€ скошенный агар. ѕосле этого чашки став€т горизонтально и наливают в каждуюеще 10 мл агара с любым из антибиотиков в заданной концентрации (50, 100, 200 мкг/мл). ¬ результате этого формируетс€ градиент концентрации антибиотика от 0 мкг/мл на одном из краев чашки до максимальной Ц на другом.

ѕо 0,1 мл культуры распредел€ют шпателем по поверхности агаризованной среды с градиентом концентрации антибиотика и инкубируют в оптимальных услови€х. ќтбирают устойчивые колонии и высевают на чашки с различными концентраци€ми антибиотика дл€ оценки уровн€ устойчивости.

ѕр€мой отбор широко используетс€ дл€ получени€ ревертантов (бактерий с обратными мутаци€ми) ауксотрофных мутантов.  ультуру ауксотрофных штаммов выращивают в полноценной среде до

поздней логарифмической стадии роста, центрифугируют и ресуспендируют в минимальной среде.  ультуру засевают на поверхность агаризованной минимальной среды с помощью шпател€ и стерильным пинцетом раскладывают диски из фильтровальной бумаги. Ќа поверхность каждого диска нанос€т каплю одного из следующих растворов: стерильна€ вода (контроль); Ќ√, Ёћ— и т. д. „ашки инкубируют, а о вызванных мутагенами обратных мутаци€х суд€т по росту колоний вокруг дисков. ѕо полученной картине, зна€ специфичность мутагенов, можно определить природу исходных мутаций.

ƒл€ любой мутации, св€занной с потерей генетической функции,

требуютс€ такие методы вы€влени€, которые позволили бы иденти-

фицировать очень редко возникающие мутантные клетки на большом

фоне немутантных. ¬ эту группу вход€т ауксотрофные мутанты, му-

танты с изменени€ми в сбраживании углеводов, морфологические и

другие условно-летальные мутанты.


Ѕилет 22.

  1. јнаэробное дыхание.

 онечным акцептором электронов в электронтранспортной цепи €вл€ютс€ неорганические или органические соединени€. ќдним из немногих примеров конечным акцептором служит органическое вещество, €вл€етс€ фумаратное дыхание.

Ѕактерии, способные к анаэробному дыханию, имеют укороченные дыхательные цепи. ¬ дыхательных цеп€х анаэробов цитохромоксидаза заменена соответствующими редуктазами. ” строгих анаэробов не функционирует цикл  ребса или же он разорван и выполн€ет только биосинтетические, но не энергетические функции. ќсновное количество молекул ј“‘ при анаэробном дыхании синтезирует-

с€ в процессе мембранного фосфорилировани€.

ѕо отношению к молекул€рному кислороду бактерии, €вл€ютс€ факультативными или облигатными

анаэробами.   облигатным анаэробам относ€тс€ сульфатвосстанавливающие и метаногенные бактерии.   факультативным анаэробам Ц денитрифицирующие бактерии и бактерии, осуществл€ющие фумаратное дыхание.¬ыход ј“‘ при анаэр.дых. меньше,чем при аэр-ом,но больше, чем при брожении.

 онечным акцепторами электронов при нитратном дыхании €вл€ютс€ нитраты или нитриты. –езультатом нитратного дыхани€ €вл€етс€ восстановление до газообразных продуктов.

—уммарную реакцию нитратного дыхани€, где окисл€емым субстратом €вл€етс€ глюкоза, а конечным акцептором электронов Ц нитраты: C6H12O6 + 4NO3=6CO2+6H2O + 2N2 + х (кƒж)

ѕервый этап: восстановление нитрата до нитрита, катализируют молибденсодержащие ферменты нитратредуктазы: NO3+2e+2H+=NO2+H2O

¬торой этап: восстановление нитрита до оксида азота, катализируют нитритредуктазы:

NO2+e-+2H+=NO+H2O

*молекул€рн.кислород ингибирует их активность, а также репрессирует синтез

“ретий этап: восстановление оксида азота до закиси азота, катализируют редуктазы оксида азота:

2NO + 2еЦ + 2H+ =N2O + H2O

„етвертый этап: восстановление закиси азота в молекул€рный азот, катализируют редуктазы закиси азота: N2O + 2еЦ + 2H+ =N2 + H2O

” денитрифицирующих бактерий функционирует полна€ и укороченна€ электр.цепь.

‘ототрофным, хемолитотрофным, грамположительным и грамотрицательным факультативным анаэробам. ќднако в большей степени способность к денитрификации распространена у бактерий родов Bacillus и Pseudomonas. ƒенитрифицирующие бактерии Ц это обитатели пресных и морских

водоемов, почв разного типа, хот€ процесс денитрификации происходит только в анаэр. ”сл. (0,2 %).

¬ качестве конечного акцептора электронов выступает сульфат (SO4), в результате

чего происходит его восстановление до Ќ2S. —ульфатвосстанавливающие бактерии Ц строгие анаэробы.

¬се сульфатвосстанавливающие бактерии, за исключением представителей двух родов (Desulfotomaculum и Desulfosarcina), имеют клеточную стенку грамотрицательного типа. —реди них есть и одноклеточные, и нитчатые формы.   одноклеточным бактери€м относ€тс€ представители родов Desulfovibrio и Desulfotomaculum.Ќитчатые формы Desulfonema. ¬ качестве источника углерода и энергии сульфатвосстанавливающие бактерии используют, главным образом, органические кислоты, в первую очередь пируват и лактат. Ќекоторые виды могут потребл€ть также сукцинат, фумарат, малат. ќбнаружена способность использовать жирные кислоты, содержащие от 1 до 12Ц18 атомов углерода, такие как формиат, ацетат, пропионат, бутират. ќтдельные бактерии могут использовать спирты (этанол, пропанол, бутанол), некоторые сахара, циклические и —1-соединени€, холин.

” видов Desulfonema limicola и Desulfosarcina variabilis обнаружена способность к автотрофии. ѕричем эти бактерии используют в качестве источника углерода Ц —ќ2, в качестве источника энергии Ц молекул€рный водород, а в качестве конечного акцептора электронов Ц SO4.

ѕолучение энергии в результате сульфатного дыхани€ состоит из трех этапов

Х отрыва электронов от энергетического субстрата; Х переноса их по дыхательной цепи

Х присоединени€ их к веществам, функционирующим в качестве конечных акцепторов электронов.

÷икла  ребса Ђразорванї и функционирует только в услови€х конструктивного метаболизма.

¬ качестве компонентов дыхательной цепи у сульфатвосстанавающих бактерий идентифицированы флавопротеины, FeS-белки (ферредоксин, рубредоксин), хиноны (типа менахинона), цитохромы b и с. ќсобен-ностью дыхательной цепи многих сульфатвосстанавливающих бактерий €вл€етс€ высокое содержание цитохрома с3. ќкисление, в частности Ќ2, происходит на наружной стороне мембраны, а реакции восстановлени€ SO4 Ц на внутренней. ѕоследний этап, заключающийс€ в акцептировании сульфатом электронов с помощью нескольких редуктаз, называетс€ собственно диссимил€ционной сульфатредукцией.

” некоторых микроорганизмов, использующих в качестве источника серы сульфаты, происходит ассимил€ционна€ сульфатредукци€. ѕри этом происходит восстановление сульфата до сульфида, который затем идет на синтез серосодержащих аминокислот (цистеин, цистин, метионин).

ќсновные отличи€ диссимил€ционной сульфатредукции от ассимил€ционной свод€тс€ к следующему:

Х диссимил€ционное восстановление сульфата присуще только узкому кругу высокоспец. прокариотических орг-ов;

Х активность процессов диссим. намного выше, чем ассимил€ционных, следствием чего €вл€етс€ накопление больших количеств H2S;

¬осстановление сульфата начинаетс€ с его активировани€ с участием ј“‘ в реакции, катализ. ј“‘-зависим.сульфурилазой: SO4+ A“‘ + 2Ќ+= ј‘— + ‘‘

¬ результате этой реакции образуетс€ аденозинфосфосульфат (ј‘—) и пирофосфат (‘‘), последний расщепл€етс€ пирофосфатазой. јденозинфосфосульфат с помощью аденозинфосфосульфатредуктазы восстанавливаетс€ до сульфита, обр-с€ јћ‘: ј‘—+2е-=јћ‘+SO3

¬осстановление сульфита до сульфида отличаетс€ у разных видов

Х в первом случае сульфит с пом.сульфитредуктазы пр€мо восст.до сульфида

Х в случае второго механизма происходит последовательное трехступенчатое восстановление сульфита с образованием промежуточных продуктов, таких как тритионат(S3O6) и тиосульфат(S2O3)

—ульфатвосстанавливающие бактерии распространены в анаэробных зонах водоемов разного типа, почвах и пищеварительном тракте животных.

 арбонатное дыхание Ц процесс окислени€ молекул€рного водорода, при котором конечным акцептором электронов €вл€етс€ —ќ2. ћетаногенные бактерии объединены в одну группу на основании

двух общих дл€ всех ее представителей свойств: строгий анаэробиоз и способность образовывать метан. ” этой группы прокариот описаны клеточные стенки трех типов:

Х осто€щие из пептидогликана особого химического строени€, получившего название псевдомуреин;

Х построенные из белковых глобул; Х клеточные стенки гетерополисахаридной природы.

—ложных эфиров, состо€щих из глицерина и жирных кислот, у них не обнаружено.

ћеханизм трансл€ции нечувствителен к антибиотикам, подавл€ющим синтез белка у других прокариот.

метаногенные бактерии относ€т к классу архебактерий.

¬ качестве источника азота метаногенные бактерии используют аммонийный азот или некоторые аминокислоты. »сточником серы могут служить сульфаты, сульфиды или серосодержащие ам-к-ты.

ћетаногенные бактерии в основном получают энергию за счет окислени€ молекул€рного водорода в процессах, сопр€женных с восстановлением —ќ2: 4Ќ2 + —ќ2 = —Ќ4 + 2Ќ2ќ

ћногие метаногенные бактерии могут использовать дл€ получени€ энергии формиат, метанол, ацетат, а также метилированные амины: 4Ќ—ќќЌ = —Ќ4 + 3—ќ2 + 2Ќ2ќ, 4—Ќ3ќЌ = 3—Ќ4 + —ќ2 + 2Ќ2ќ,

4—ќ + 2Ќ2ќ = —Ќ4 + 3—ќ2, —Ќ3—ќќЌ = —Ќ4 + —ќ2, 4—Ќ3NH3 + 2H2O = 3CH4 + CO2 + 4NH4.

  насто€щему времени идентифицирован только один переносчик Ц кофермент ћ ( оћ), участвующий на заключительной стадии образовани€ метана. ѕри восстановлении —ќ2 до метана запасаетс€ энерги€ в форме электрохимического ионного потенциала. ‘осфорилирование на субстратном уровне у метаногенных организмов отсутствует.

ќбычными местами обитани€ этих бактерий €вл€етс€ анаэробна€ зона водоемов, богатых органическими соединени€ми, иловые отложени€ озер и рек, болота, заболоченные почвы, осадочные слои морей и океанов. ћетаногенные бактерии Ц типичные обитатели пищеварительного тракта и важный компонент микрофлоры рубца жвачных.

‘умаратное дыхание: во-первых, это единственный пример анаэробного дыхани€, когда роль конечного акцептора электронов в дыхательной цепи играет органическое вещество (фумарова€ кислота); во-вторых, этот тип получени€ энергии не €вл€етс€ единственно возможным дл€ какой-либо определенной таксономической группы бактерий(хемоорганотрофы, которые обладают также способностью к брожению). ¬осстановление фумарата в бактериальных клетках часто сопровождаетс€ образованием сукцината (Bacteroides, Fibrobacter, Wolinella).  роме сукциногенных бактерий, к фумаратному дыханию способны многие другие хемоорганотрофы (энтеробактерии (роды Escherichia, Proteus,

Salmonella, Klebsiella и др.), представителей рода Propionibacterium). пропионовокислые бактерии в ходе брожени€ осуществл€ют этап фумаратного дыхани€.

 

  1. ¬заимотношени€ микро и макроорганизмов.

“есное сожительство микроорганизмов с растени€ми и животными в широком смысле называетс€ симбиозом. ѕри длительном сосуществовании между микро- и макроорганизмом происходит процесс их совместной коэволюции. ќсобенностью симбиозов следует считать также общий поток энергии, совместную регул€цию экспрессии генов и наличие взаимной передачи физиологической, клеточной, организменной информации через различные регул€торные системы.

Х мутуализм или взаимовыгодный симбиоз; Х паразитизм Ц один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздействие другого; Х комменсализм Ц микроорганизмы питаютс€ за счет своего хоз€ина,

не нанос€ ему особого ущерба. ≈сли микроорганизм находитс€ вне клеток макроорганизма, то говор€т об экзосимбиозе, а если внутри клеток и тканей Ц об эндосимбиозе. ћакроорганизм обычно называют хоз€ином.

ќдним из них €вл€етс€ симбиоз клубеньковых бактерий с бобовыми растени€ми. ќдним из примеров взаимовыгодных экзосимбиозов €вл€етс€ симбиоз микроорганизмов и жвачных животных. ƒва первых, называемых рубцом, содержат большое количество микроорганизмов. ћикрофлора рубца очень разнообразна и представлена пектолитическими, молочнокислыми, метаногенными, пропионовокислыми, масл€нокислыми, целлюлолитическими бактери€ми, простейшими, микроскопическими грибами. ¬о-первых, они обеспечены питательной средой, котора€ в изобилии содержит сбраживаемые углеводы и хорошо забуферена слюной; во-вторых, они наход€тс€ в ус-

лови€х посто€нной благопри€тной температуры Ц температуры тела животного; в-третьих, в желудке поддерживаютс€ оптимальные услови€ влажности; в-четвертых, осуществл€етс€ посто€нное перемешивание субстрата и отток непереваренных остатков корма и метаболитов в ни-жележащие отделы пищеварительного тракта. ћикроорганизмы рубца расщепл€ют целлюлозу и другие сложные углеводы, присутствующие в поглощенном животным корме, образу€ жирные кислоты (сукцинат, лактат, пропионат, бутират) и газы (—ќ2 и —Ќ4).

Ќа поверхности надземной части растений (в филлосфере) всегда находитс€ большое количество бактерий и грибов, получивших название эпифитных (Pantoea agglomerans, молочнокислых

Ѕактерий).

ѕримером мутуалистических экзосимбиозов €вл€етс€ также формирование и развитие нормальной микрофлоры человека, млекопитающих и других животных. –оль нормальной микрофлоры в организме сводитс€ к следующему. 1. ¬ыполн€ет важную роль в защите организма от патогенов. 2. јктивирует иммунную систему.3. ќбеспечивает макроорганизм ионами Fe2+, Ca2+ и витаминами. 4. ”частвует в инактивации токсичных продуктов, проникающих из-вне и/или образующихс€ эндогенно. 5. ”частвует в процессах пищеварени€, в том числе в обмене холестерина и желчных кислот. ѕатогенность Ц важное в таксономическом отношении свойство, поскольку оно €вл€етс€ видовым признаком и качественной характеристикой болезнетворного микроорганизма. ¬ирулентность €вл€етс€ количественным про€влением патогенности. —амым важным фактором вирулентности €вл€етс€ способность микробов синтезировать €довитые продукты метаболизма Ц токсины.

  1. ѕитательные среды в микробиологии.

ѕитательной средой в микробиологии называют среды, содержащие различные соединени€ сложного или простого состава, которые примен€ютс€ дл€ размножени€ микроорганизмов в лабораторных или

промышленных услови€х. Ћюба€ питательна€ среда должна соответствовать следующим

требовани€м: содержать все необходимые дл€ роста питательные вещества в легко усво€емой форме; иметь оптимальную влажность, в€зкость, рЌ, быть изотоничной, сбалансированной с высокой буферной

емкостью и, по возможности, прозрачной. ¬ещества, которые клетки не в состо€нии синтезировать самосто€тельно Ц наз-с€ факторами роста. ќрганизмы, которые нуждаютс€ в их добавлении н-с€ ауксотрофными по соответствующим соединени€м. √руппа способна€ к росту на простых средах, прототрофных. ќлиготрорфные (на бедных),противоположную группу дл€ них составл€ют бактерии копиотрофные Ц способные к росту на богатых пищевых субстратах.

ѕо составу питательные среды дел€тс€ на натуральные и синтетические. Ќатуральными называют среды, которые состо€т из продуктов растительного или животного происхождени€, имеющих неопределенный химический состав. ѕримерами - смесь продуктов распада белков образующихс€ при их гидролизе. ƒействие ферментов типа трипсина, панкреатина,папаина, приводит лишь к частичному (неполному) гидролизу белков,в результате чего образуютс€ пептоны. ќсновное назначение таких питательных сред Ц выделение, культивирование, получение биомассы и поддержание культур.

  числу сред неопределенного состава относ€т и среды полусинтетические. ¬ такую среду внос€т известные соединени€ как €вно необходимые; а также добавл€ют небольшое количество дрожжевого иликукурузного экстракта (или любого другого природного продукта) дл€обеспечени€ неизвестных потребностей роста. “акие среды часто используютс€ в случае промышленного культивировани€ биологическихобъектов дл€ получени€ продуктов метаболизма.

—интетические среды Ц это среды определенного состава, представленные чистыми химическими соединени€ми, вз€тыми в точноуказанных концентраци€х и соотношени€х отдельных элементов.

ќсновное назначение таких питательных сред Ц изучение особенностей физиологии и метаболизма

микроорганизмов, выделение генетических рекомбинантов и т. д.

ѕо назначению: Ёлективные среды обеспечивают развитие одного или целой физиологической группы микроорг-ов. ƒифференциально-диагностические среды примен€ютс€ дл€ быстрой идентификации близкородственных видов микроорг-ов, дл€определени€ видовой принадлежности, в клинической бактериологиии. ѕринцип построени€ диффер.-диагностич.сред основан на том, что разные виды бактерий различаютс€ между собойпо биохимической активности и имеют неодинаковый набор ферментов, расщепл€ющих субстраты, вход€щие в состав питательной среды.

¬ состав д.-д. вход€т: а) основна€ питательна€ среда, обеспечивающа€ размножение бактерий; б) определенный химический субстрат, отношение к которому €вл€етс€ диагностическим признаком дл€ данного микроорганизма; в) цветной индикатор, изменение окраски которого свидетельствует о биохимической реакции и наличии данной ферментной системы у исследуемого микроорганизма.

ѕо консистенции среды могут быть жидкими, полужидкими, твердыми, сыпучими. ∆идкие получают прирастворении в воде определенного необходимого набора питательных в -в, макро- и микроэлементов. –ост микроорганизмов в жидкой среде может происходить в периодической (закрытой) системе, в этом случае после инокул€ции среды не происходит ни добавлени€, ни удалени€ каких-либо компонентов, кроме газовой фазы. ѕри проточном (непрерывном) культивировании характерна посто€нна€ подача свежих питательных компонентов со скоростью, равной скорости удалени€ среды (открыта€ система). ѕриготовление твердых сред достигаетс€ добавлением к жидким средам определенных уплотнителей (агар, желатина, силикагель, каррагенан). —ыпучие среды примен€ют в промышленной микробиологии дл€ культивировани€ некоторых продуцентов физиологически активных соединений.   таким средам относ€тс€, н-р, разваренное пшено, отруби.

¬ состав среды √исса входит основной фон (пептон и K2HPO4), индикатор (бромтимоловый синий, бромкрезоловый пурпурный, јндреде) и один из изучаемых углеводов или спиртов. –азличают малый и

большой пестрый р€д √исса. ¬ малый р€д √исса вход€т следующие углеводы и спирты: глюкоза, сахароза, лактоза, мальтоза и маннит. ¬ большой пестрый р€д √исса вход€т, кроме тех, что образуют малый р€д, другие углеводы и спирты, например арабиноза, рамноза, сорбит, дульцит и т. д. —реды √исса можно использовать в жидком или полужидком состо€нии (к жидк.среде добавл€ют 0,5 % агара)

¬ыделение продуктов обмена регистрируетс€ по изменению рЌ среды. Ќ-р, если среда √исса содержит индикатор бромтимоловый синий, то цвет ее будет измен€тьс€ в зависимости от рЌ следующим образом: рЌ = 7,0 Ц зеленый; рЌ > 7,0 Ц синий; рЌ < 7,0 Ц желтый.

Ѕилет 21.

  1. ѕропионовокислое брожение.

ќсновным продуктом €вл€етс€ пропионова€ кислота.  роме нее, синтез-с€ уксусна€ кислота и —ќ2. ѕропионовокислые бактерии расщепл€ют углеводы по гликолитическому пути до пировиноградной кислоты, котора€ подвергаетс€ дальнейшим превращени€м с образованием пропионовой кислоты,

уксусной кислоты и —ќ2: 1,5√люкоза= 2ѕропионат + —ќ2 + јцетат

ѕоскольку пропионовокислые бактерии развиваютс€, в тех же субстратах, что и молочнокислые (рубец и кишечник жвачных животных), то предпочтительным субстратом дл€ окислени€ €вл€етс€ молочна€ кислота, синтезирующа€с€ в результате молочнокисл. брожени€: 3Ћактат = 2ѕропионат + јцетат + —ќ2

—уществуют два метаболических пути образовани€ пропионовой кислоты у пропионовокислых:

Х акрилатный путь, в котором лактат в ходе р€да последовательных реакций восс-с€ до пропионата;

Х сукцинат-пропионатный,в кот. лактат превр-с€ в пропионат через стадии обр-и€ пирувата и сукцината.

јкрилатный путь (Clostridium propionicum, Bacteroides ruminicola, Megasphaera

elsdenii). —убстратами дл€ данного метаболического пути могут служить L-, D-, или LD-формы лактата. ¬ клетках - фермент рацемаза, катализирующий взаимопревращени€ стереоизомеров: L-лактат превращаетс€ в L-лактил- ој, который в результате реакций превращаетс€ в акрилоил- ој. ¬ свою очередь акрилоил- ој восстанавливаетс€ до пропионил- ој с дальнейшим образованием пропионата.

 роме пропионата, в акрилатном типе брожени€ образуютс€ также ацетат и —ќ2. ¬ыход ј“‘ составл€ет одну молекулу на три молекулы потребленного в этом случае лактата.

—укцинат-пропионатный функционирует у большинства микроорганизмов, образующих пропионат. —укцинат в этом пути синтезируетс€ как промежуточный продукт, но может продуцироватьс€ также в качестве конечного продукта в малых или больших количествах.

Ётот тип брожени€ называют еще метилмалонил- ој-путем, потому что в нем образуетс€ характерный промежуточный продукт Ц метилмалонил- ој.

»сходным соединением при функционировании этого типа брожени€ €вл€етс€ лактат, который окисл€етс€ до ѕ¬ . Ќа следующем этапе происходит карбоксилирование ѕ¬  с участием фермента метилмалонил- ој-карбокситрансферазы и комплекса —ќ2 ~ биотин. —интезируемый в реакции оксалоацетат восстанавливаетс€ до сукцината с образованием промежуточных продуктов малата и фумарата. Ќа этапе превращени€ фумарата в сукцинат происходит субстратное фосфорилирование, в ре-зультате чего образуетс€ молекула ј“‘. «атем сукцинат при участии фермента  ој-трансферазы присоедин€етс€ к  ој и активируетс€, образу€ сукцинил- ој. ѕоследний под действием метилмалонил- ој-мутазы и при участии кофактора ¬12 превращаетс€ в метилмалонил- ој, по-

сле декарбоксилировани€ которого образуетс€ пропионил- ој. ћолекула —ќ2 св€зываетс€ с метилмалонил- ој-карбокситрансферазой, что вновь приводит к образованию комплекса —ќ2 ~ биотин. —интез пропионата происходит в результате реакции переноса  ој от пропионил- ој

на сукцинат при участии фермента  ој-трансферазы. “аким образом, в процессе образовани€ пропионата  ој и —ќ2 перенос€тс€ с последующего продукта на предшествующий, не освобожда€сь. —ледует отметить, что в этом процессе участвуют три кофактора (биотин,  ој и кофермент ¬12).

ѕропионовокислое брожение используетс€ в сыроделии при созревании твердых сыров, которое длитс€ два-три мес€ца(сычужный фермент Ц водный экстракт тел€чьих желудков).

–од Propionibacterium,кот. входит в состав сем-ва Propionibacteriaceae.

¬ целом пропионовокислые бактерии характеризуютс€ как грамположительные, каталазоположительные, неспорообразующие, неподвижные, факультативные анаэробы или аэротолератные.  летки часто булавовидной формы с одним концом закругленным и другим суженным; некоторые клетки могут быть кокковидными, раздвоенными или разветвленными, но нитчатые формы отсутствуют.  классическим пропионовокислым бактери€м относ€тс€ четыре вида: P. freudenreichii, P. thoenii, P. jensenii, P. acidipropionici.   кожным пропионовокислым бактери€м относ€тс€ три вида: P. acnes, P. avidum, P. granulosum. “иповой вид Ц Propionibacterium freudenreichii.

 

  1. ѕлазмиды бактериальных клеток. ѕрирода, виды и использование.

Ќар€ду с хромосомой в бактериальной клетке могут присутствовать плазмиды Ц стабильно наследуемые внехромосомные генетические элементы.

¬ большинстве случаев плазмиды бактерий представл€ют собой двухцепочечные суперскрученные ковалентнозамкнутые кольцевые молекулы ƒЌ . —уществуют также линейные плазмиды, на которые

нуклеазы не действуют, поскольку их концевые участки защищены специфическими белками. ” некоторых плазмид имеетс€ теломероподобные концы, в которых соедин€ютс€ ковалентнозамкнутые двухцепочечные ƒЌ . ‘ерменты, уч-щие в замыкании таких концов плазмид, наз-с€ теломеразами.

ѕлазмиды не €вл€ютс€ жизненно важными структурами бактериальной клетки.

ќдним из основных свойств плазмид €вл€етс€ способность к автономной репликации (сайт начала репликации Ц ori и набор генов, необходимых дл€ ее осуществлени€). ѕлазмиды со строгим контролем репликации удваиваютс€ синхронно с бактериальной хромосомой и за счет использовани€ одних и тех же репликативных комплексов, в которых главную роль играет ƒЌ -полимераза III. “аких плазмид в бактериальной клетке может насчитыватьс€ от одной до трех копий в расчете на одну копию бактериальной хромосомы молек.масса которых превышает 20 ћƒ. –епликаци€ плазмид с ослабленным контролем происходит с участием ƒЌ -полимеразы I. ¬ каждой бактериальной клетке содержитс€ в среднем 40Ц50 копий таких плазмид. ¬ св€зи с этим плазмиды с ослабленн. контролем репл-ции еще наз. мультикопийными. ћолек.м. не более 15Ц20 ћƒ.

—пособность передаватьс€ из клетки в клетку при конъюгации, или трансмиссивность.  онъюгативные плазмиды способны передаватьс€ из одной клетки в другую, их молекул€рна€ масса обычно превышает 25 ћƒ и они имеют гены, ответственные за перенос (tra-гены), объединенные в tra-опероны. √ены tra-оперонов детерминируют р€д свойств: синтез половых пилей, которые необходимы дл€ образовани€ конъюгативных пар; сам перенос ƒЌ  и постконъюгативный синтез ƒЌ , что придает клетке донорные свойства. ѕлазмиды с широким кругом клеток-хоз€ев называютс€ космополитными или промискуитетными. Ќ-р.RP4. Ќеконъюгативные плазмиды не содержат tra-генов,и поэтому они неспособны самосто€тельно передаватьс€ от одних клеток к другим. Ќеконъюгативные плазмиды Ц это мелкие плазмиды с молекул€рной массой менее 25 ћƒ. ќднако неконъюгативные плазмиды могут быть перенесены в реципиентные клетки с помощью конъюгативных плазмид. ѕеренос неконъюгативных плазмид с помощью конъюгативных называетс€ мобилизацией. ѕри этом неконъюгативна€ плазмида €вл€етс€ мобилизуемой, а конъюгативна€ Ц мобилизующей. ћобилизаци€ может осуществл€тьс€ из-за наличи€ в плазмидах IS-элементов и транспозонов, которые обеспечивают объединение двух плазмид друг с другом, т. е. образование коинтегратов. ¬ реципиентных клетках коинтеграты распадаютс€ на два. ѕлазмиды, которые могут находитьс€ как в автономном, так и в интегрированном состо€нии по отношению к хромосоме клетки-хоз€ина, получили название эписом. ѕри интеграции конъюгативной плазмиды в хромосому образуютс€ доноры типа Hfr, способные с высокой частотой передавать хромосомные гены в клетки реципиента. —войство плазмид - несовместимость. –одственные плазмиды не могут сосуществовать в одной клетке, поскольку они несовместимы. Ќесовместимость плазмид обусловливаетс€ или блокированием репликации ƒЌ  родственной плазмиды, или блокированием распределени€ дочерних молекул ƒЌ  по клеткам.  онъюгативным плазмидам присуще еще одно свойство Ц поверхностное исключение, привод€щее к тому, что при наличии в клетке плазмиды определенного типа, контролирующей соответствующий признак, при конъюгации друга€ плазмидна€ ƒЌ  с трудом преодолевает барьер клеточной стенки. ѕлазмиды придают клеткам различные фенотипические признаки: 1) устойчивость к антибиотикам, ионам т€желых металлов, мутагенам (R-плазмиды); 2) способность вызывать биодеградацию камфоры, ксилола, нафталина, салицилата, толуола, n-алканов и соединений (ксенобиотиков). ѕлазмиды биодеградации или D-плазмиды;

3) способность синтезировать антибиотики, бактериоцины, пигменты, инсектициды, гемолизины, токсины, фибринолизины, сероводород, поверхностные антигены; 4) способность использовать в качестве источника углерода различные углеводы и необычные аминокислоты;

5) способность вызывать образование опухолей у растений (Ti-плазмиды);

6) способность конъюгировать с реципиентными штаммами бактерий или донорные свойства;

7) способность осуществл€ть рестрикцию и модификацию ƒЌ  и др.

ќднако существует большое количество плазмид, фенотипические свойства которых неизвестны, такие плазмиды получили название криптических.

F плазмида представл€ет собой конъюгативную эписому клеток E. coli K-12 со строгим контролем репликации. –азмер ее кольцевой ƒЌ  составл€ет 94,5 т. п. н. ѕопада€ в FЦ-клетки, эта плазмида измен€ет их фенотипические свойства и клетки приобретают половые пили, а также чувствительность

к фагам MS2, f1, f2, Q., станов€тс€ донорами ƒЌ , перестают поддерживать развитие фагов “3 и “7. ѕри конъюгации таких клеток блокируетс€ проникновение в них донорной ƒЌ  (про€вл€етс€ свойство поверхностного исключени€). «а конъюгативные свойства F-плазмиды отвечает tra-область, в которую вход€т 24 гена, сгруппированные в три оперона. јвтономную репликацию F-плазмиды детерминируют rep-гены. «а распределение моле-кул плазмидной ƒЌ  по дочерним клеткам отвечают гены области par,

вблизи которой находитс€ ген pif, обеспечивающий исключение развити€ в клетке фагов “3 и “7. —труктурными компонентами, с помощью которых осуществл€етс€ интеграци€ F-плазмиды в бактериальную хромосому, €вл€ютс€ элементы IS2, IS3 и “n1000.  летка после интеграции в ее ƒЌ  F-плазмиды приобретает свойства Hfr-клетки и способна с высокой частотой ориентированно передавать генетический материал в реципиентные клетки. F-плазмида, интегрированна€ в хромосому, может из нее исключатьс€. ѕри неправильном исключении F-плазмиды образуетс€ FТ-плазмида, т. е. F-плазмида, содержаща€ в своем составе гены бактериальной хромосомы.

ѕлазмида ColE1 относитс€ к классу неконъюгативных плазмид с ослабленным контролем репликации. –азмер плазмиды ColE1 равен 6,65 т. п. н. ¬ составе плазмиды содержитс€ сайт ori, с которого начина-

етс€ однонаправленна€ репликаци€, гены сеа, отвечающие за синтез колицина ≈1, гены imm, обеспечивающие клетке иммунитет к действию этого колицина, а также ген kil, детерменирующий синтез белка, который вносит нарушени€ в структуру внешней мембраны, что обусловливает освобождение колицина ≈1 из бактерий в окружающую среду без разрушени€ клеток. √ен rop регулирует количество копий плазмиды в клетке. —интез колицина в норме репрессирован, но индуцируетс€ агентами, вли€ющими на ƒЌ . ѕлазмида —ol≈1 при наличии в клетке конъюгативной плазмиды может передаватьс€ в реципиентные клетки, т. е. происходит ее мобилизаци€. ” плазмиды —ol≈1 за процесс мобилизации отвечают четыре белка, кодируемые областью mob (mobilization).

ќбразование коинтеграта между плазмидой —ol≈1 и конъюгативной плазмидой не происходит, так как плазмида —ol≈1 не имеет в своем составе ни IS-элементов, ни транспозонов. ѕри

такой мобилизации перенос конъюгативной плазмиды в реципиентную

клетку может и не происходить.

R-плазмиды представл€ют собой двухцепочечные кольцевые молекулы ƒЌ . ћолекул€рна€ масса R-плазмид различна Ц от 3 до 300 ћƒ. Ѕольша€ часть известных R-плазмид клинических изол€тов грамотрицательных бактерий конъюгативна, у грамположительных штаммов выдел€ют как конъюгативные, так и неконъюгативные R-плазмиды.

ѕлазмиды резистентности могут контролировать устойчивость к одному или нескольким антибиотикам.

ѕерва€ группа Ц гены, ответственные за передачу плазмиды путем конъюгации (гены tra), они образуют так называемый Ђфактор переноса устойчивостиї (RTF, resistense transfer factor). ќбласть RTF по своей молекул€рной структуре гомологична tra-оперону F-фактора E. coli. ¬тора€ группа Ц гены, обусловливающие собственно резистентность (r-det).

Ti-плазмиды. Ёти плазмиды обнаружены в клетках вирулентных штаммов бактерий Agrobacterium tumefaciens, вызывающих раковое заболевание растений, получившее название Ђкорончатый галлї.

Ti-плазмиды Ц кольцевые молекулы ƒЌ  длиной до 500 т. п. н. и молек.м. в среднем 1,3Ј108 ƒ. ќтнос€тс€ к классу конъюгативных плазмид. “-ƒЌ , встраиваетс€ в хромосому инфицируемого растени€. ¬ таком состо€нии “-ƒЌ  вызывает образование опухоли, гиперпродукцию фитогормонов, а также синтез р€да производных аминокислот, которые называютс€ опинами. ќпины, выдел€емые клетками опухоли, бактерии используют в качестве источников углерода и азота.

  1. “ехника окраски по √рамму.

1884 г. датским ученым ’. √рамом. Ётот метод основан на различной способности микроорганизмов удерживать в клетке красители трифенилметанового р€да Ц кристаллический фиолетовый или генциановый фиолетовый.

ќкраска по методу √рама €вл€етс€ самым универсальным из сложных методов окраски.

1. ‘икс. мазок покрывают фильтрю бум. и на него нанос€т карболовый раствор генцианового фиолетового. ќкрашивание провод€т на прот€жении 1 Ц 2 мин.2. Ѕумажку снимают, краситель сливают и, не промыва€ препарат водой, обрабатывают его на прот€жении 1 Ц 2 мин раствором Ћюгол€ до почернени€.3. —ливают раствор Ћюгол€, окрашенный мазок обесцвечивают 96ºэтиловым спиртом не более 30 с.4. ѕрепарат промывают водой.5. ћазок дополнительно окрашивают на прот€жении 1 Ц 2 мин

водным раствором фуксина.6.  раситель сливают, препарат промывают водой, высушивают

фильровальной бумагой и микроскопируют с иммерсионной систе-

мой. √рамположительные бактерии окрашиваютс€ в фиолетовый





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 509 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

≈сли президенты не могут делать этого со своими женами, они делают это со своими странами © »осиф Ѕродский
==> читать все изречени€...

1430 - | 1386 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.068 с.