Лекция № 2 Морфология и физиология бактерий и методы её изучения
IV. Генетика микроорганизмов
Мутанты – это организмы, у которых возникли новые видовые признаки. Если мутация не дает микробам преимуществ, в сравнении с другими микробными клетками, то микробы погибают, а мутация глохнет (исчезает). Мутациям подвержены и вирусы.
Генетические рекомбинации:
Трансдукция - это перенос генетической информации (ДНК) от бактерии донора к бактерии реципиенту при участии бактериофага. Такими свойствами обладают умеренные фаги. Размножаясь в бактериальной клетке, фаги включают в состав своей ДНК часть бактериальной ДНК и передают её реципиенту.
Так может быть передана способность образовывать токсины, споры, жгутики, способность продуцировать дополнительные ферменты, устойчивость к лекарствам, патогенность.
Трансформация – это передача участка ДНК из одной клетки в другую без непосредственного контакта. При этом бактерия реципиент захватывает чаще самопроизвольно из внешней среды (с питательной среды) фрагмент чужеродной ДНК.
Конъюгация – это передача генетического материала от одной бактерии к другой при непосредственном контакте клеток. Две микробные клетки подходят друг к другу, соединяются пилями (sex - pili) и через образовавшийся мостик передают генетический материал. Этот процесс односторонний – от клетки донора (мужской тип) к клетке реципиенту (женский тип).
Конъюгация может быть между бактериями одного вида и между бактериями разных видов.
Биотехнология – область знаний об использовании биообъектов (бактерий, вирусов, грибов, растительных и животных клеток) для получения необходимых, ценных для человека продуктов, ранее не встречавшихся в природе.
Медицинская биотехнология создает диагностические, профилактические и лекарственные препараты, получает материалы восполняющие дефекты в работе отдельных органов и тканей человека.
Получение таких веществ из микробной клетки гораздо проще и выгодней. Поэтому в биотехнологии разрабатываются и используются рекомбинантные штаммы бактерий, способные синтезировать гормоны, ферменты человека, иммуномодуляторы, антигены (вакцины) и другие биологически активные вещества.
Генная инженерия – наука, занимающаяся созданием организмов с новыми свойствами.
Методы генной инженерии позволяют изменять структуру генов и включать в хромосому бактерий гены других организмов, ответственных за синтез важных и нужных веществ. В результате микроорганизмы становятся продуцентами таких веществ, получение которых сложно или невозможно.
Таким путем сейчас получают инсулин, интерферон, гормон роста человека и др.
В результате генных мутаций созданы мутанты-продуценты антибиотиков, которые в 100-1000 раз активнее исходных.