Кислотоустойчивые бактерии окрашиваются в красный цвет, некислотоустойчивые

Пенициллин ингибирует синтез муреина, входящего в состав клеточной стенки. В частности, он нарушает образование пептидных связей в процессе синтеза пептидогликана, инактивируя ключевой фермент транспептидазу, ответственный за этот процесс. Синтезируется несшитый пептидогликан, в результате чего образуется «ослабленная» клеточная стенка, не способная выдержать увеличивающееся в результате роста клетки давление, что приводит к разрушению и лизису клеток.

Митомицин С блокирует синтез ДНК за счет того, что его молекулы связываются с ДНК в области репликативной вилки, образуя поперечные сшивки между цепями и препятствуя их разделению.

Аминогликозидные антибиотики (стрептомицин, неомицин, канамицин и т. п.), группа тетрациклинов связываются с 30S-субъединицей рибосом, что прекращает биосинтез белка.

Хлорамфеникол и эритромицин ингибируют реакцию транспептидации, связываясь с 50S-субъединицами рибосом. • при лечении инфекционных заболеваний человека и животных. • для защиты растений от болезней, вызываемых бактериями и грибами; • для стимуляции роста сельскохозяйственных животных; • для предотвращения порчи мяса, рыбы и других продуктов; • в качестве инструментов для исследования специфических функций.

Типы микроскопии и использование.

Основными задачами микроскопии являются следующие:

• Выявление микроорганизмов в различных материалах.

• Ориентировочная идентификация микроорганизмов в исследуемом образце.

• Изучение некоторых морфологических признаков и структур микроорганизмов.

• Изучение окрашенных мазков из колоний и чистых культур.

Светлопольная микроскопия позволяет исследовать объекты в проходящем свете в светлом поле. Данный вид микроскопии предназначен для исследования морфологии, размеров клеток, их взаимного

расположения, структурной организации клеток и других особенностей. В микроскопии применяют несколько иммерсионных систем: масляную,глицериновую, водную.

Фазово-контрастная микроскопия представляет ценность в том, что с ее помощью можно наблюдать живые объекты, которые имеют коэффициенты преломления, близкие к коэффициентам преломления

среды. С помощью фазово-контрастной микроскопии изучают форму, размеры, взаимное расположение клеток, их подвижность, размножение,прорастание спор микроорганизмов и т. д.

Темнопольная микроскопия основана на освещении объекта косыми лучами света. При таком освещении лучи не попадают в объектив, поэтому поле зрения выглядит темным. Если в исследуемом препарате содержатся клетки микроорганизмов, то косые лучи отражаются от их поверхности, отклоняются от своего первоначального направления и попадают в объектив. На интенсивно черном фоне видны сияющие объекты.

Люминесцентная микроскопия основана на способности ряда веществ биологического происхождения или некоторых красителей светиться под действием падающего на них света. Микроорганизмы, содержащие хлорофилл, витамин В12, алкалоиды, некоторые антибиоти-

ки, обладают первичной люминесценцией. Клетки микроорганизмов, в которых люминесценция слабо выражена или отсутствует, обрабатывают специальными красителями – флуорохромами (акридиновый

оранжевый, примулин, родамин и др.) в виде сильно разбавленных водных растворов: 1:500 – 1:100000.

Разработанные на основе люминесцентной микроскопии иммуно-флюоресцентные методы используются для визуализации иммунохимических реакций, основанных на специфическом взаимодействииантигена изучаемого объекта и меченых флюоресцентными красителями антител.

Электронная микроскопияпозволяет обнаружить объекты, которые не разрешаются при использовании световых или ультрафиолетовых лучей. Например, с помощью напыления солей тяжелых металлов, окружающих бактерию и проникающих в поверхностные неровности, получают контрастирование за счет дифференциальной задержки электронов. Этот эффект получил название негативного контрастирования.

Детали внутреннего строения выявляют на срезах бактерий, залитых в полимерный материал. Предварительно бактерии фиксируют и обрабатывают солями тяжелых металлов для получения необходимого контраста. Часть электронов проходит через образец, а другие рассеиваются компонентами структуры, в результате чего формируется изображение на экране или пленке. Электронный микроскоп, в котором изображение формируется благодаря прохождению (просвечиванию) электронов через образец, называют просвечивающим (или трансмиссионным).

В сканирующем (растровом) микроскопе пучок электронов быстро сканирует поверхность образца, вызывая излучение, которое формирует изображение на светящемся экране.

При методе сколов (замораживании–оттаивании) проводят изучение внутреннего строения клеточных мембран. Обнаженную внутреннюю поверхность мембран оттеняют платиной.

• компъютерная интерференционная микроскопия позволяет получить высококонтрастное изображение при наблюдении субклеточных структур;

• лазерная конфокальная микроскопия дает возможность получить отчетливое изображение и наблюдать объекты в фокусе по всему полю. При сочетании с компъютерной техникой возможна пространственная реконструкция изучаемого объекта;

• рентгеновская микроскопия, позитронная эмиссионная томография позволяют наблюдать объекты не в вакууме, а в обычных условиях.

Билет 13.

Способы генетического обмена у бактерий.

Но наряду с таким, бесполым, способом передачи генов от предков к потомкам у бактерий существует и горизонтальный перенос генов, при котором из клетки-донора в клетку-реципиента передается часть генетического материала (хромосомы), в результате образуется неполная зигота, или мерозигота. Затем переданный фрагмент хромосомы донора спаривается с хромосомой реципиента с последующей рекомбинацией. За рекомбинацией следует процесс репликации ДНК и деления,возникают клетки, содержащие только рекомбинантную хромосому, которые называются рекомбинантами.

Существуют три основных способа обмена генетической информацией: трансформация, трансдукция и

конъюгация. Трансформация – перенос генетической информации, при котором ДНК, выделенная из клетки-донора, поступает в клетку-реципиент. Начальным этапом генетической трансформации является необратимая адсорбция ДНК на поверхности клетки и ее поглощение. К необратимой

адсорбции и поглощению ДНК способны лишь клетки бактерий, находящиеся в состоянии компетентности. Трансдукция –перенос генетической информации (хромосомных ге-нов или плазмид) от клетки-донора к клетке-реципиенту, который осуществляется при участии бактериофагов.

Конъюгация – генетический обмен, сопровождающийся переносом генетической информации от клетки-донора к клетке-реципиенту, который осуществляется при их непосредственном контакте.

При конъюгации перенос генетического материала обеспечивается конъюгативными плазмидами, такими, например, как F-плазмида у бактерий E. coli. Конъюгативные плазмиды содержат tra-опероны, ответственные за перенос (transfer) генетического материала.

Общими особенностями для всех способов обмена генетической информацией у бактерий являются следующие.

1. Процесс переноса ДНК всегда односторонний, или однонаправленный: от донорных бактерий к реципиентным.

2. Полного обмена генетической информацией не наблюдается, результатом чего является образование мерозиготы

Состояние мерозиготы носит относительно непродолжительный характер, в конечном итоге экзогенота должна встроиться в эндогеноту. Если этого не происходит, то экзогенота элиминируется эндонуклеазами клетки-реципиента.

3. Для образования рекомбинантного потомства процесс генетическо-го переноса должен обязательно закончиться рекомбинацией.

Одним из таких спосо- бов обмена является слияние бактериальных протопластов или (и) сфе-

ропластов. Это так называемый искусственный обмен генетической информацией, так как здесь участвуют не интактные клетки, а протопласты или сферопласты. Первичный продукт такого слияния – клетка, объединяющая в себе геномы обоих родительских клеток. Слившиеся протопласты или сферопласты высевают на специальные среды, на которых создаются условия для регенерации их в морфологически полноценные клетки. В процессе последующей рекомбинации возникают стабильные рекомбинанты, совмещающие некоторые признаки обоих родительских штаммов.

Метод слияния протопластов или сферопластов пока успешно применяется только в отношении грамположительных бактерий. В последнее время разработаны условия для слияния сферопластов таких грамотрицательных бактерий, как Pseudomonas, Erwinia и др.

В отличие от конъюгации, трансформации и трансдукции, при которых ДНК передается от донора реципиенту, перенос генетической информации при слиянии протопластов или сферопластов не носит однонаправленного характера, а родительские клетки вносят равноценный вклад в образование рекомбинантов.

Хемолитотрофы

Хемолитотрофия – способ существования, обнаруженный только у прокариот, при котором источником энергии служат реакции окисления неорганических соединений. Впервые данная группа бактерий была открыта русским микробиологом С. Н. Виноградским.

• нитрифицирующие бактерии окисляют восстановленные неорганические соединения азота;

• бактерии, окисляющие серу, используют H2S, молекулярную серу (S₀) или ее окислы;

• железобактерии окисляют восстановленное железо или марганец;

• водородные бактерии используют в качестве источника энергии молекулярный водород;

• у карбоксидобактерий единственный источник углерода и энергии – СО2.

Сульфатвосстанавливающие бактерии получают энергию окислением в анаэробных условиях молекулярного водорода, используя в качестве конечного акцептора электронов сульфат. Метаногенные бактерии используют CO2 в качестве конечного акцептора электронов при окислении молекулярного водорода.

Нитрифицирующие. Они входят в семейство Nitrobacteriaceae, которое состоит из восьми родов.

В природе процесс нитрификации проходит в две фазы, за каждую из них ответственны свои возбудители. Первую фазу – окисление солей аммония до солей азотистой кислоты – осуществляют представители родов Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosospira и Nitrosovibrio. Вторую фазу – окисление нитритов в нитраты – осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus. Нитрифицирующие бактерии – грамотрицательные микроорганизмы, различающиеся формой и размером клеток. Все, кроме рода Nitrobacter, размножаются бинарным делением. Бактерии, принадле-

жащие к роду Nitrobacter, размножаются почкованием. Среди нитрифицирующих бактерий есть подвижные (с полярным или перитрихиальным жгутикованием) и неподвижные формы.

Все – облигатные аэробы; большинство – облигатные автотрофы, рост которых ингибируется органическими соединениями в концентрациях, обычных для гетеротрофных прокариот. Ассимиляция СО2 осуществляется в цикле Кальвина.

Процесс нитрификации происходит в цитоплазматической мембране. Ему предшествует поглощение амиака и перенос его через цитоплазматическую мембрану с помощью медьсодержащей транслоказы.

На первом этапе аммиак окисляется до гидроксиламина с помощью монооксигеназы. Этот фермент катализирует присоединение к молекуле аммиака одного атома кислорода; второй атом кислорода взаимодействует с НАДН2, что приводит к образованию Н2О. Далее гидроксиламин с помощью гидроксиламиноксидоредуктазы окисляется до нитрита. Электроны от NH2OH поступают в дыхательную цепь на уровне цитохрома с и далее на терминальную оксидазу и на конечный акцептор –

молекулярный кислород. Переносом двух протонов через мембрану = АТФ.

Вторая фаза нитрификации –катализируется молибденсодержащей нитритоксидазой. Электроны поступают на цитохром а1 и через цитохром с на терминальную оксидазу аа3, где акцептируются молекулярным кислородом. При этом происходит перенос через мембрану двух протонов, что при-

водит к синтезу АТФ. Поскольку субстраты (аммиак, нитриты), обладают сильно положительным окислительно-восстановительным потенциалом, а окислительно-восстановительный потенциал НАДН2 имеет отрицательную величину, то окисление по термодинамическим причинам не может быть прямо связано с восстановлением НАД. Образование НАД · Н 2 в таком случае происходит за счет функционирования обратного транспорта электронов, с затратой энергии.

Нитрифицирующие бактерии обнаружены в водоемах разного типа и в почвах, где они развиваются совместно с бактериями, жизнедеятельность которых приводит к образованию исходного– аммиака.

Бактерии, окисляющие соединения серы

Это фототрофы, осуществляющие бескислородный фотосинтез, некоторые типичные гетеротрофные бактерии родов Bacillus, Pseudomonas и др. В эту группу входят и хемолитотрофные бактерии

такие как тионовые бактерии и бесцветные серобактерии.

Тионовые бактерии квалифицированы в четыре рода: Thiobacillus, Thiomicrospira, Thiodendron и Sulfolobus. Это одноклеточные организмы разной морфологии и размеров (от 0,2–0,3 до 3–4 мкм), неподвижные или подвижные (жгутикование полярное), бесспоровые. Размножаются бинарным делением или почкованием. Все за исключением рода Sulfolobus, имеют клеточную стенку грамотрицательного типа. Клеточная стенка бактерий рода Sulfolobus не содержит муреина, а построена из белково-липидного комплекса и поэтому их в настоящее время относят к архебактериям.

Окисление H2S до сульфата сопровождается потерей восьми электронов, поступающих в дыхательную цепь, при этом в качестве промежуточных продуктов образуется молекулярная сера и сульфит:

Перенос электронов сопровождается переносом протонов. Возникает электрохимический градиент, разрядка которого с помощью АТФ-синтазы приводит к синтезу АТФ.

Согласно другой точке зрения, в качестве первого продукта ферментативного окисления H2S образуется связанный с мембраной сульфид-сульфгидрильный комплекс [RSS–], окисляющийся далее через сульфит до сульфата. Молекулярная сера в этом случае не является прямым продуктом окисления H2S. На этапе окисления сульфита до сульфата образуется промежуточное соединение аденозинфосфосульфат (АФС), в результате субстратного фосфорилирования превращается в сульфат. При этом также образуется молекула аденозиндифосфата (АДФ), в которой запасается высвобождающаяся энергия. С помощью аденилаткиназы из АДФ синтезируется АТФ.

В большинстве случаев конечным акцептором электронов служит молекулярный кислород. Некоторые тионовые бактерии являются факультативными анаэробами.

Большинство тионовых бактерий относится к облигатным хемолитоавтотрофам. Все компоненты клетки они способны строить из CO2, ассимилируя его в цикле Кальвина.

Некоторые тионовые бактерии могут расти как в хемолитоавтотрофных, так и в хемоорганогетеротрофных условиях, есть так жн хемолитогетеротрофы.

У тионовых бактерий функционирует система обратного переноса электронов.

Среди них встречаются выраженные, или облигатные, ацидофилы. Например, Thiobacillus thioоxidans.

Бактерии Thiobacillus denitrificans, наоборот, развиваются в нейтральной и щелочной среде.

Бесцветные серобактерии делятся на одноклеточные или многоклеточные формы.

Одноклеточные бесцветные серобактерии:

• бактерии с крупными клетками (роды Achromatium, Thiovulum и др.);

• бактерии с мелкими клетками (роды Тhiospira, Thiobacterium и др.).

Нитчатые организмы представлены неподвижными (Thiothrix) или способными к скользящему движению (Beggiatoa) формами. Единственным общим признаком бесцветных серобактерий является

способность откладывать серу внутри клеток.

Железобактерии – это одноклеточные микроорганизмы, размножающиеся поперечным делением. Клетки разной формы и размеров, одиночные или формирующие скопления, окруженные чехлами, в которых откладываются оксиды железа. Они являются аэробными ацидофильными бактериями.

Наиболее изученным представителем данных бактерий является Thiobacillus ferrоoxidans. Окисление железа, приводящее к получению энергии, происходит в соответствии с уравнением

2Fe2+ + 1/2 O2 + 2H+ 2Fe3+ + H2O

Бактерии вида Thiobacillus ferroоxidans способны окислять не только Fe2+, но и восстановленные соединения серы. Окисление Fe2+ происходит на внешней стороне цитоплазматической мембраны;. Электроны с Fe2+ акцептируются особым медьсодержащим растворимым белком – рустицианином (РЦ), локализованным в периплазматическом пространстве. Затем с рустицианина они передаются на цитохром с, локализованный на внешней стороне цитоплазматической мембраны, а с него на цитохром а1, расположенный на внутренней стороне мембраны. Перенос электронов с цитохрома а1 на 1/2 O2,

сопровождающийся поглощением из цитоплазмы двух протонов, приводит к восстановлению молекулярного кислорода до Н2О.

Отсутствие переноса через мембрану протонов, происходит перенос только электронов. Образование восстановителя происходит в результате энергозависимого обратного переноса электронов.

Грамотрицательные бактерии Gallionella ferruginea имеют бобовидную почковидную форму и относятся к собственно железобактериям. На вогнутой стороне клеток они образуют коллоидный гидроксид железа (ферригидрит), из которого формируют стебельки разной формы. На концах стебельков располагаются клетки. Донором электронов у этих бактерий служит только Fe2+. Обитают в бикарбонатной среде, чаще в холодных водах, предпочитают нейтральные значения рН и микроаэрофильные условия. Большинство железобактерий откладывают оксиды металлов во внеклеточных структурах (капсулах, стебельках, чехлах).

К водородным бактериям относятся прокариоты, способные получать энергию путем окисления молекулярного водорода с участием О2, а все вещества клетки строить из углерода СО2. Это хемолитоавтотрофы, растущие при окислении Н2 в аэробных условиях. Помимо окисления, для получения энергии молекулярный водород используется в конструктивном метаболизме.

Она включает преимущественно грамотрицательные бактерии, среди которых наиболее распространены представители рода Alcaligenes (A. eutrophus, A. paradoxus) и Pseudomonas (P. facilis, P. saccharophila, P. carboxidovorans, P. carboxidoflava). Эти бактерии имеют сходную морфологию и являются неспорообразующими палочками. Среди также представители родов Aquaspirillum, Xanthobacter, Paracoccus, Rhizobium, среди грамположительных – Nocardia, Mycobacterium, Bacillus.

Водородные бактерии – факультативные хемолитоавтотрофы, использующие в качестве источника углерода и энергии также разнообразные органические соединения. Ассимиляция СО2 происходит в цикле Кальвина. Метаболизм органических соединений у разных представителей этой группы осуществляется с помощью гликолитического, окислительного пентозофосфатного и Энтнера – Дудорова путей, а также цикла Кребса и глиоксилатного шунта.

Большинство водородных бактерий относится к облигатным аэробам. Особенно чувствительны к О2 водородные бактерии, растущие хемолитоавтотрофно, а также в условиях фиксации молекулярного азота. Водородные бактерии, как правило, мезофилы. Нейтрофилы с оптимальным рН для роста 6,5–7,5. Гидрогеназы с различной локализацией выполняют в клетке разные функции. Связанный с мембранами фермент, передает электроны в дыхательную цепь. Растворимая гидрогеназа, переносит электроны на молекулы НАД+.

Карбоксидобактерии

Это аэробные прокариоты, способные расти, используя оксид углерода в качестве единственного источника углерода и энергии. Таким свойством обладают некоторые представители родов Pseudomonas, Achromobacter, Comamonas и др. Это грамотрицательные прямые или слегка изогнутые палочки, подвижные.

Карбоксидобактерии могут расти автотрофно, ассимилируя СО2 в цикле Кальвина, а также использовать в качестве единственного источника углерода и энергии различные органические соединения и некоторые одноуглеродные субстраты, такие как метанол и формиат. При выращивании на среде с СО2 в качестве единственного источника углерода все карбоксидобактерии энергию могут получать за счет окисления молекулярного водорода.

Окисление СО карбоксидобактериями осуществляется с участием СО-дегидрогеназы. Электроны, освобождающиеся при этом, поступают в электронтранспортную цепь, состав которой аналогичен таковому водородных бактерий.

Билет 12

Молочнокислое брожение. Представители.

Гетероферментативное молочнокислое брожение приводит к образованию разнообразных продуктов: молочной и уксусной кислот, этилового спирта, углекислого газа и глицерина. При этом типе брожения расщепление углеводов происходит по пентозофосфатному пути. Конечными акцепторами водорода являются ПВК и ацетальдегид. Возбудителями гетероферментативного молочнокислого броже-

ния являются бактерии видов Leuconostoc mesenteroides, Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus brevis.

При гомоферментативном молочнокислом брожении синтезируется практически одна молочная кислота (90 % всех продуктов брожения). Катаболизм глюкозы в этом случае происходит по гликолитическому пути. Образ-яся при ПВК не подвергается декарбоксилированию, а под действием лактатдегидрогеназы восстанавливается до молочной к=ты. Конечным акцептором водорода выступает ПВК.

С6Н12О6 + 2АДФ + 2Фн = 2СН3 – СНОН – СООН + 2АТФ. Возбудителями гомоферментативного молочнокислого брожения являются, например, бактерии Streptococcus cremoris, S. lactis, Lactobacillus

bulgaricus, L. lactis и др.

Бактерии рода Sporolactobacillus – микроаэрофилы. Клетки палочковидные, подвижные, грамположительные. Метаболизм бродильный, осуществляют гомоферментативное молочнокислое сбраживание гексоз с образованием молочной кислоты. Клетки не содержат каталазы и цитохромов. Типовой (и единственный) вид Sporolactobacillus inulinus.

Репарация повреждений ДНК.

Явление репарации (восстановления) жизнеспособности клеток после действия на них рентгеновых лучей было открыто в 1949 г. в опытах на дрожжах, а затем и на бактериях.

Если бактериальные клетки облучить УФ-светом, то они в основном гибнут, так как УФ-лучи поглощаются ДНК с образованием в ней димеров тимина, что приводит к частичному или полному блокированию репликации. Тем не менее выявлены три основных механизма репарации ДНК после повреждений такого типа: фотореактивация, эксцизионная репарация и пострепликационная, или рекомбинационная репарация.

Фотореактивация – восстановление молекул ДНК, поврежденных УФ-лучами, в результате последующего воздействия на них видимого света. Бактериальные клетки содержат фермент фотореактивации – дезоксипиридинфотолиазу, синтез которого у бактерий E. coli детермини-

руется геном phr. Субстратом для этого фермента служат димеры тимина. Фермент находит в ДНК образовавшийся под действием УФ-лучей пиримидиновый димер и прочно связывается с ним. Если клетки перенести на видимый свет, то комплекс фермента фотореактивации и димеров тимина распадается, при этом происходит восстановление нормальной структуры ДНК.

Системы эксцизионной репарации удаляют неправильно спаренные или поврежденные основания из ДНК и затем синтезируют новую последовательность ДНК, замещающую их.

На первом этапе узнавания поврежденная структура распознается эндонуклеазой, которая разрезает

цепь ДНК на расстоянии восьми фосфодиэфирных связей с 5.-стороны и четырех-пяти связей с 3.-стороны от повреждения. На стадии вырезания 5.–3.-экзонуклеаза удаляет поврежденный участок. Образующийся одноцепочечный участок служит в качестве матрицы для ДНК-полимеразы I при синтезе цепи, замещающей вырезанную последовательность. Наконец, ДНК-лигаза ковалентно связывает 3.-конец нового материала со старым материалом.

Системы эксцизионной репарации включают у бактерий E. coli три гена: uvrA, uvrB, uvrC. Эти гены кодируют компоненты репарационной эндонуклеазы (uvrABC-эндонуклеазы).

Если повреждение в ДНК представляет собой структурное изменение (например, образование в результате УФ-облучения димера тимина), то поврежденные основания в процессе эксцизионной репарации удаляются, что ведет к восстановлению последовательности нуклеотидов, характерной для ДНК дикого типа. Однако если нарушение заключается в неправильном спаривании оснований, возникающем в результате мутирования одного из них, репарирующая система не может определить, какое именно основание представляет дикий тип, а какое – мутантный. Все это узнается как два неправильно спаренных основания, каждое из которых может служить объектом для эксцизионной репарации. Если вырезается мутантное основание, то восстанавливается дикий тип последовательно-

сти. Если же случается, что вырезается исходное основание (дикого типа), то новая (мутантная) последовательность закрепляется.

П. Говард-Фландерс (1968), этот механизм заключается не в исправлении повреждения в облученной ДНК, а в исправлении дефектной дочерней ДНК, образующейся после репликации поврежденной родительской ДНК. В результате репликации поврежденной нити ДНК образуется ДНК-копия с однонитевыми пробелами или брешами напротив димера тимина в родительской матричной цепи ДНК.

Бреши в дочерних нитях заполняются за счет пострепликационной репарации..

При репликации дефектной (поврежденной) ДНК фермент ДНК-полимераза останавливается перед димером тимина, а затем «перескакивает» через этот димер и продолжает репликацию, оставив за собой пробел (брешь) в дочерней цепи. Этот пробел заполняется в результате рекомбинации со второй дочерней молекулой ДНК, образующейся при репликации. Обмен цепями между молекулами ДНК осуществляет белок RecA. Возникающий пробел на второй молекуле заполняется ДНК-полимеразой, считывающей комплементарную нить с матричной неповрежденной нити. Лигаза окончательно восстанавливает непрерывность цепи.

Многие воздействия, которые повреждают ДНК или ингибируют ее репликацию у бактерий E. coli, индуцируют серию фенотипических изменений, получивших название SOS-ответа. Начало такого ответа определяется взаимодействием белка RecA с белком репрессором LexA. Ответ клетки на повреждающее воздействие начинается с активации протеазной активности белка RecA. Активирующим сигналом может быть присутствие одноцепочечной области в сайте повреждения. Активируясь, RecA-протеаза разрезает белок-репрессор LexA. Протеолитическое разрезание репрессора координированно индуцирует все эти опероны. Это пять генов din (от англ. damage inducible), гены recA, lexA, uvrA, uvrB, umuC и himA. Некоторые из sos-генов актив- ны только в поврежденных клетках; другие активны в необработанных, но уровень их экспрессии увеличивается при разрезании белка LexA. Установлено, что белок LexA репрессирует гены-мишени, связываясь с последовательностью ДНК длиной около 20 пар оснований, названной SOS-блоком.

Белки RecA и LexA являются взаимными мишенями в SOS-цикле. RecA разрезает LexA, который в свою очередь репрессирует RecA. SOS-ответ вызывает амплификацию обоих белков.

Получение накопительных культур.

К физическим методам, следует отнести регуляцию роста температурой, тепловую и ультразвуковую обработку, ультрафиолетовое облучение и др. Можно использовать также и особенности некоторых других физических свойств данного микроорганизма, например, его размеры, подвижность, что позволяет отделять данный микроорганизм от других членов популяции.

Получение накопительной культуры бактерий, обладающих скользящим типом движения. Пробы предварительно разведенногоисследуемого биологического материала засевают петлей в конденса-

ционную воду скошенной агаризованной питательной среды в пробирках. Посевы инкубируют при оптимальной температуре.

Использование освещения для получения культур цианобактерий. Такие виды легко выделяются из пресной воды и морских осадков. Для получения накопительных культур, образцы инкубируют при

25 °С и постоянном освещении от 500 до 3000 лк.

Инкубация при низкой температуре для получения культур психрофильных бактерий. Поскольку низкая температура способствует задержке роста многих бактерий, на первом этапе проводят ин-

кубирование при температурах 0 – 5 °С. Чашки с образцами инкубируют при температуре ниже 5 °С.

При использовании химических методов применяют токсические вещества, которые убивают или подавляют рост оставшейся части популяции, не влияя на выделяемый микроорганизм. Кроме того,

эти вещества могут быть источниками питания, используемыми преимущественно отдельными бактериями в смешанной популяции.

Условия инкубирования в кислой среде для выделения культур лактобацилл. Для выделения бактерий из сыров, высев производится на среду, которая за счет ацетатной буферной системы имеет рН5,3. В этом случае Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum способны образовывать колонии.

Ингибирование роста пенициллином для получения культур микоплазм. Поскольку микоплазмы лишены клеточной стенки, ониустойчивы к высоким концентрациям пенициллина, который подавля-

ет рост многих бактерий, имеющих клеточную стенку. Антибиотик, добавленный к питательной среде в концентрации 100 – 200 Е/мл, позволяет избавиться от посторонней микрофлоры.

Разбавленная среда для получения культур Sphaerothilus. Бактерии данного рода, образующие чехлы, встречаются в загрязенныхсточных водах, открытых водоемах, где формируют слизистые «пря-

ди», прикрепленные к погруженным в воду предметам. Процедура получения накопительных культур основана на их способности к росту при низком содержании питательных веществ.

Кислотоустойчивые бактерии окрашиваются в красный цвет, некислотоустойчивые – в синий. 2 страница