Бактерии, генетика

Биологическая роль нуклеиновых кислот начала выясняться в конце 40-х — начале 50-х годов нашего столетия, когда впервые было установлено, что ДНК, взятая у одной разновидности бактерий и введенная в другую разновидность, заставляет последнюю производить потомство с признаками, имеющимися у первой разновидности. Отсюда вытекало, что вместе с ДНК была перенесена наследственная информация — приказ строить белковые молекулы определенного типа. Эти работы стали исходной точкой быстрого прогресса в области молекулярной генетики. [c.343]

Г-н. стала основой развития молекулярной генетики. Благодаря возможности клонирования чужеродных генов в бактериях, животных и растит, клетках (выделеньг клоны мн. генов рибосомной РНК, гистонов, интерферона и гормонов человека и животных и т. п.), Г. и. имеет прикладное значение. Она составляет, наряду с клеточной инженерией, основу совр. биотехнологии. С помощью методов Г. и. получены мн. иовые, иногда неожиданные данные, открыто, напр., мозаичное строение генов у высших организмов, изучены транспозоны бактерий и мобильные диспергированные элементы высших организмов, открыты онкогены и т.п. (см. Мигрирующие генетические элементы). [c.518]

Задачи планирования сложных лабораторных экспериментов состоят в разработке плана достижения цели эксперимента, плана выполнения конкретных лабораторных опытов и использования необходимых приборов на основе анализа сущности изучаемых физико-химических явлений структуры и свойств исследуемого вещества, а также возможных физико-химических условий проведения опытов 7, 16]. Например, в молекулярной генетике при планировании экспериментов по клонированию генов необходимо составить план и выбрать конкретные опыты, обеспечивающие встраивание гена, кодирующего желаемый белок, в генетический аппарат бактерии, чтобы последняя воспроизводила такой ген. [c.36]

Генетическая инженерия — важнейший прогрессивный способ изменения генетической программы организма в целях создания высокопродуктивных штаммов промьпштенных микроорганизмов. Успехи современной генетической инженерии сушественно влияют на промышленную биотехнологию. Яркий пример больших возможностей генетической инженерии — создание во ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов штамма Е. oli для получения треонина. В результате были изменены не только регуляторные свойства фермента аспартаткиназы, но и питательные потребности штамма. Введение в геном бактерии нового гена обеспечило бактерии возможность использования в качестве источника углерода сахарозу, основного дисахарида традиционного промышленного сырья — свекловичной мелассы. Перечисленные манипуляции наряду с амплификацией плазмид, содержащих оперон треонина, позволили значительно увеличить производительность штамма бактерии и получить за 40 ч ферментации 100 г L-треонина на 1 л культуральной жидкости. Учитывая исключительные способности штамма Е. соН к сверхсинтезу L-треонина, японская фирма Адзиномото приобрела в 1982 г. лицензию на использование российского штамма — продуцента треонина для организации собственного производства. [c.50]

Хуже всего было то, что даже когда Фрэнсис перестал думать о своих скрученных жгутах, а я — о генетике бактерий, мы все равно продолжали топтаться на том же месте, что и год назад. Обеды в Орле часто проходили без единого упоминания о ДНК, хотя во время послеобеденных прогулок по набережной гены нет-нет да всплывали в наших раз- [c.89]

К полудню следующего дня от моей схемы не осталось камня на камне. Против меня был тот неприятный химический факт, что я выбрал не те таутомерные формы гуанина и тимина. Еще до того, как обнаружилась эта печальная истина, я наспех позавтракал в Лакомке и ненадолго вернулся к себе в Клэр, чтобы ответить на письмо Макса Дельбрюка, который сообщал, что специалистам из Калифорнийского технологического института моя статья по генетике бактерий показалась недостаточно обоснованной. Тем не менее, если я этого хочу, он пошлет рукопись в Труды Национальной Академии наук . Таким образом, я опубликую нелепую идею еще молодым, и у меня будет время одуматься, прежде чем я окончательно утвержусь на гибельном пути. [c.107]

Заканчивая раздел изменчивости и генетики бактерий, мы подчеркиваем, что отнюдь не считаем возможным все формы изменчивости бактерий в интересующем нас аспекте свести к мутационной изменчивости в геноме. Синтетические соединения могут служить факторами адаптации [123] и привести культуру бактерий к фенотипической изменчивости, сопровождаемой перестройкой ферментного аппарата, дающей микробной популяции возможность использовать новое синтетическое соединение, несмотря на то, что свойство это наследственно и не закреплено. [c.114]

Условно-летальные мутанты сыграли чрезвычайно важную роль в изучении генетики бактериальных вирусов. Они были использованы также в качестве мощного метода при изучении сложных проблем, связанных с физиологией бактерий. Так, например, насколько сложно устроена система, необходимая бактерии для того, чтобы почувствовать наличие в среде питательного вещества и подплыть к нему Оказалось, что бактерии запрограммированы чувствовать градиенты концентрации химических аттрактантов и менять направление движения таким образом, чтобы оказываться в области с более высокой концентрацией [141, 143]. Было бы интересно узнать, какое количество белков необходимо для того, чтобы чувствовать аттрактант, передавать необходимый информационный сигнал жгутикам (дополнение 4-Б) и направлять движение последних, вызывая их вращение, приводящее либо к передвижению вперед, либо к беспорядочному подергиванию (гл. 16, разд. Б,7). [c.255]

Исследования в области размножения вирусов и генетики вирусов и бактерий [c.781]

В. Браун, Генетика бактерий, Наука , 1968. [c.548]

Очень редко новые научные дисциплины возникают на пустом месте как правило, их фундаментом служат различные области науки. Что касается молекулярной биотехнологии, то ее биотехнологическая составляющая относится к сфере промышленной микробиологии и химической инженерии, а молекулярная - к областям молекулярной биологии, молекулярной генетики бактерий и энзимологии нуклеиновых кислот (табл. 1.1). В широком смысле молекулярная биотехнология пользуется достижениями самых разных областей науки и применяет их для создания самых разных коммерческих продуктов (рис. 1.2). [c.19]

Методическое руководство по молекулярной генетике и генетике бактерий и фагов, в котором описаны практически все методы и приемы, необходимые экспериментатору. Методы расположены в порядке возрастающей трудности почти все они могут быть использованы при изучении самых разнообразны.х систем у широкого круга бактерий и фагов. Многочисленные иллюстрации и наглядные схемы облегчают воспроизведение предлагаемых методов. Подробная библиография дает возможность в случае необходимости найти оригинальное описание того или иного метода. [c.367]

Бактерия Es heri hia соИ - один из наиболее хорошо изученных организмов. За последние пятьдесят лет удалось получить исчерпывающую информацию о ее генетике, молекулярной биологии, биохимии, физиологии и общей биологии. Это грамотрицательная непатогенная подвижная палочка длиной менее 1 мкм. Ее средой обитания является кишечник человека, но она также может высеваться из почвы и воды. Благодаря способности размножаться простым делением на средах, содержащих только ионы Na , К" , Mg +, Са " , NH , С1 , НРО и SO , микроэлементы и источник углерода (например, глюкозу), Е. соИ ста- [c.24]

ИЗМЕНЧИВОСТЬ и ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ [c.97]

Учение об изменчивости прошло длинный путь и сопровождалось появлением самых фантастических представлений о необычайно широких пределах изменчивости, когда допускалась легкая превращаемость одних видов и родов в другие. Затем появилась другая противоположная точка зрения о высокой стабильности бактериального вида и постоянстве морфологии и физиолого-биохимических свойств. Однако большая скорость размножения и смена поколений за время меньшее, чем один час, позволяет использовать бактерии для изучения многих закономерностей изменчивости. Бактерии стали в наши дии излюбленным объектом генетиков. На изучении бактерий, их [c.98]

Биологическая роль нуклеиновых кислот начала выясняться в конце 40-х — начале 50-х годов, когда впервые было выяснено, что ДНК, взятая у одной разновидности бактерий и введенная в другую разновидность, заставляет последнюю производить потомство с признаками, имеющимися у первой разновидности. Отсюда вытекало, что вместе с ДНК была перенесена наследственная информация — каким-то образом закодированный приказ строить белковые молекулы определенного типа. Эти работы стали исходной точкой быстрого прогресса в области молекулярной генетики , приближающего нас к познанию процесса синтеза белка в клетках, размножения клеток путем деления и в конечном итоге воспроизведения всего сложного животного или растительного организма в том виде, который характерен для родителей этого организма. Подробное обсуждение этих проблем увело бы нас далеко в область биохимии, в общих же чертах роль ДНК и РНК выглядит следующим образом. Молекулы ДНК находятся в клеточных ядрах, они содержат наследственную информацию в виде различной последовательности нуклеотидов. ДНК играет роль матрицы , с которой отпечатываются копии молекул РНК, непосредственно участвующих в синтезе белков. Таким образом, молекулы РНК служат передатчиками от ДНК к местам клетки, где непосредственно осуществляется синтез белка. Роль РНК в процессе синтеза белка была подтверждена опытами, выполненными в начале 60-х годов М. Ниренбергом и Д. Матеи. [c.351]

Нуклеиновые кислоты являются, по-видимому, всеобщим и, вероятно, единственным генетическим материалом. Имеющиеся данные показывают, что гены выполняют свое назначение, регулируя специфичность синтеза белка. Взаимосвязь между нуклеиновыми кислотами и белками при передаче генетической информации изучает быстро развивающийся раздел биологии, занимающий своего рода промежуточное положение между биохимией и генетикой. Относительная простота строения вирусов и бактерий обусловила преимущественный выбор именно таких организмов для большинства работ в этой области. Количество данных, полученных на высших растениях, напротив, ограниченно. [c.461]

Работа выполнена в лабораториях генетики бактерий, генетики молочнокислых бактерий и генетики, таксономии и экологии дрожжей Г осу дарственно го научно-исследовательского института генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГУП ГосНИИгенетика) [c.2]

Экспертная система MOLGEN [7] помогает генетику при планировании экспериментов по клонированию генов в молекулярной генетике. Эти эксперименты состоят из встраивания гена, кодирующего желаемый белок, в генетический аппарат бактерии, чтобы эта бактерия воспроизводила такой ген. Система использует знания по генетике и задачу, поставленную пользователем, для разработки общего плана и дальнейшего его превращения в последовательность конкретных лабораторных опытов. MOLGEN использует объектно-ориентированное программирование, а также ФР моделей и стратегию управления. ЭС реализована на языках ЛИСП и UNITS. [c.264]

Однако несмотря на сказочный череп Джошуа, генетика бактерий с каждым годом все больше запутывалась. Пелена талмудической сложности, окутывавшая его последние статьи, никому, кроме него самого, не могла доставить удовольствия. Время от времени я пытался осилить какую-нибудь из них, но неизбежно застревал и откладывал ее на другой раз. Однако для того, чтобы понять, что открытие пола бактерий очень сильно упростит изучение их генетики, выдающегося интеллекта не требовалось. Тем не менее из рассказов Кавалли следовало, что сам Джошуа еще не готов рассуждать просто. Ему нравился классический постулат генетики, что мужская и женская клетки поставляют равное количество генетического материала, несмотря на то, что анализ экспериментальных данных из-за этого неизбежно усложнялся. [c.83]

Важное преимущество грибов с точки зрения их использования для генетических исследований состоит в том, что, подобно прокариотам, они на протяжении большей части жизненного цикла сохраняют гаплоидный набор хромосом. Это позволяет легко выявить биохимические дефекты, связанные, в частности, с нарушением синтеза определенных, необходимых для их существования соединений. В то же время грибы можно скрещивать и определять частоту кроссинговеров, используя эти данные для составления генетических карт. Именно поэтому изучение ауксотрофов нейроспоры, начатое в 1940 г. Бидлом и Татумом, обычно считают началом биохимической генетики. Явление рекомбинации у бактерий было открыто Ледербергом несколькими годами позже. [c.267]

СТРУКТУРА ВЫСШЕГО ПОРЯДКА. Ни одно из крупных научных открытий последних лет не было овеяно такой славой, как начало расшифровки структуры ДНК. Идентификация гена классической генетики постепенно приводит к тому, что генетика из чисто биологической науки становится достоянием химии, биохимии, биофизики и других естественных наук. В популярном виде история ДНК изложена в интересной книге лауреата Нобелевской премии Джеймса Уотсона . Полная структура хотя бы одной молекулы ДНК все еш е не выяснена, может быть, потому, что ее размеры столь велики, а ведь длина молекулы ДНК, например кишечной палочки Es heri hia oli (бактерии, обитаюш ей в толстой кишке человека), в развернутом виде достигает 1 мм. [c.481]

Схема биосинтеза лизина у бактерий через диаминопимелиновую кислот показана на рис.2. У многих природных штаммов этих родов бактерий лизин совместно с треонином ингибирует фермент аспартаткиназу, что замедляет образование лизина. Чтобы устранить этот нежелательный эффект, генетики создали штаммы, способные синтезировать гомосериндегидрогеназу. Таким образом, накопление гомосерина, треонина и метионина исключается. Если к среде добавить в необходимых для роста культуры дозах треонин, метионин или гомосерип, то происходит интенсивный сверхсинтез лизина. [c.27]

Важное достижение М. б.-раскрытие на мол. уровне механизма мутацгш. Главную роль в нем играют выпадения, вставки и перемещения отрезков ДНК, замены пары нуклеотидов в функционально значимых отрезках генома. Определена важная роль мутаций в эволюции организмов (в СССР инициатором исследований мол. основ эволюции бьш А. Н. Белозерский). Раскрыты мол. основы таких генетич. процессов у прокариот (бактерии и синезеленые водоросли) и эукариот (все организмы, за исключением прокариот), как рекомбинация генетическая - обмен участками хромосом, приводящий к появлению бактерий (вирусов) с новым сочетанием генов. Достигнуты значит, успехи в изучении строения клеточного ядра, в т.ч. хромосом эукариот. Усовершенствование методов культивирования и гибридизации животных клеток. способствовало развитию генетики соматич. леток (клеток тела). Была развита идея о репликоне (элементарная генетич. структура, способная к репликации как единое целое), объясняющая важные аспекты регуляции репликации (Ф. Жакоб и С. Бреннер, 1963). Значит, успех М. 6.-первый КИМ. синтез геиа, к-рый осуществил в 1968 X. Корана. Данные о хим. природе и тонком строении генов способотвовали разработке методов их выделения (впервые осуществлено в 1969 Дж. Беквитом). [c.110]

Почти до середины XX в. среди бактериологов господствовало мнение, что в отличие от других живых организмов бактерии при неблагоприятных внешних воздействиях выживают не благодаря случайным генетическим изменениям (мутациям), а вследствие того, что именно эти воздействия в большинстве случаев запускают физиологические процессы, которые и позволяют бактериям выжить. Эта теория была опровергнута исследованиями С.Е. Лурия и М. Дельбрюка (Luria S.E., Delbru k М., Geneti s 28 491-511, 1943), которые доказали, что устойчивость Е. соИ к бактериальным вирусам (бактериофагам) обусловлена именно произошедшими в них мутациями, а не реакцией бактерий на воздействие со стороны бактериофага. Эти данные нашли подтверждение в работах других авторов, изучавших последствие других неблагоприятных внешних воздействий. Исследования Лурия—Дельбрюка положили начало современной генетике микроорганизмов. [c.26]

Микробы из семейства кишечных бактерий чаш е упоминаются медицинскими микробиологами и фитопатологами как виновники отдельных заболеваний у людей и растений. Тем не менее следует особо подчеркнуть, что ряд представителей этого семейства занял важное место в генетике микроорганизмов и молекулярной биологии вообш е. В этом плане пальма первенства, несомненно, принадлежит Es heri hia oli. [c.119]

Генетика — наука о наследственности прошла сложный путь своего развития, фактические данные и обоснованные гипотезы в ней были, к сожалению, использованы даже для утверждения таких социально-политических доктрин, которые противоречили научным истинам, этике и здравому смыслу (например, попытка обоснования превосходства одних рас людей над другими, полное отрицание генов как якобы надуманных, "мифических" и несуще-ствуюш их структур в зародышевых клетках любых организмов, доминируюш ую зависимость наследственности от условий внешней среды обитания того или иного вида, отрицание внутривидовой борьбы и признание межвидовой в параллели с борьбой классов в человеческом обш естве, и т д ) Подобные грустные страницы в истории генетики канули в вечность и этому помогло выдающееся событие в науке, когда Дж Уотсон и Ф Крик в 1953 г расшифровали двойную спираль ДНК и подвели материальнзто базу под ранее упомянутый "мифический" ген — материализация гена С тех пор прошло более 40 лет, и трудно охватить все области генетической науки, где бы ни были сделаны открытия или которые не получили бы мощного стимула для своего развития, включая современную биотехнологию Однако на фоне всех достижений в течение последних 20 лет, нельзя забывать о том, что М Фишер еще в 1868 г открыл нуклеин, Ф Гриффит в 1928 г описал явление трансформации у бактерий, а О Т Эйвери, К М Мак-Леод и М Мак-Карти в 1944 г доказали, что трансформирующим агентом является ДНК, Ж Ледерберг в 1947 г открыл процесс конъюгации у Е oh, а позже было доказано, что спаривание клеток бактерий обусловлено генетически [c.155]

Представление об изменчивости и наследственности бактерий нельзя составить без знания некоторых положений молекулярной генетики прокариотической клетки. В основе процессов приспособления микробных культур к изменяюшимся экологическим условиям лежат изменчивость и наследственность, являющиеся разделами генетики бактерий. При изложении цитологии бактериальной клетки уже рассматривалась структура ДНК и РНК и их роль в жизни клетки. Характерное строение ДНК сохраняется у каждого вида и передается потомству из поколения в поколение, как и другие признаки. ДНК бактерий представляет собой двунитчатую спираль, замыкающуюся в кольцо. Кольчатая нить ДНК бактерий, расположенная в ну-клеоиде, не содержит белка. Такое кольцо ДНК соответствует хромосоме эукариотической клетки. Известно, что в хромосоме эукариотических клеток, кроме ДНК, всегда содержится белковый компонент. Отсюда следует, что понятие хромосомы у эукариотов несколько отлично от понятия хромосомы бактерий. Нить ДНК, представляющая собой хромосому бактерий, разумеется, у разных видов различается. Сахарофосфатный компонент ДНК у всех видов бактерий одинаков расположение азотистых оснований и их комбинация, напротив, различаются у разных видов. [c.102]

Основные научные работы посвящены механизму наследственности в бактериях и бактериофагах и биохимическим эффектам мутаций. Изучал (с 1954) природу взаимоотношений между профагом и генетическим материалом бактерий. Исследовал генетику ли-зогении. [c.187]

О происхождении митохондриальной и хлоропластной ДНК было высказано множество предположений. Одно из них состоит в том, что они представляют собой остатки хромосом древних бактерий, которые попали в цитоплазму клетки-хозяина и стали предшественниками этих органелл. Митохондриальная ДНК кодирует митохондриальные тРНК и рРНК, а также несколько митохондриальных белков. Поскольку свыше 95% митохондриальных белков кодируется ядерной ДНК, причина существования митохондриальной и хлоропластной ДНК является одной из загадок генетики клетки. В процессе деления клетки-хозяина митохондрии и хлоропласты также делятся (рис. 27-24). До и во время деления митохондрий их ДНК реплицируются и дочерние мДНК переходят в дочерние митохондрии. [c.876]

Уже давно было известно, что в бактериальной ДНК среди миллионов обычных оснований (А, Т, G и С) встречаются основания, несущие дополнительные метильные группы. Биологическое значение этих метилированных оснований стало понятным в результате ряда важных открытий, которые оказали большое влияние на развитие генетики и, в частности, биохимической генетики. Для каждого вида бактерий характерна своя особая картина распределения метилированных оснований по ДНК, отличающая ее от ДНК других видов. Если ДНК какого-либо другого вида каким-то образом проникнет в живую бактериальную клетку, то она будет признана там чужеродной именно по отсутствию в ней специфической для данного вида картины распределения метилированных оснований, присущей ДНК клеток этого вида. В такой ситуации чужеродная ДНК будет разрушена специфической нуклеазой, которая расщепляет обе цепи ДНК непосредственно в том месте, где отсутствуют характерные для ДНК клетки-хозяина метилированные основания, или вблизи этого места. Таким образом чужеродные ДНК подвергаются рестрикции они разрушаются с помощью специфических ну-клеаз, вырабатываемых каждым видом бактерий. [c.880]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология