Трансформация микробных клеток

Перенос и экспрессия генов у эукариот. Для микроорганизмов известны два основных способа введения чужеродного генетического материала в клетку. При трансформации чистая ДНК при некоторых, не до конца ясных условиях проникает в микробную клетку и встраивается в генетический материал. При трансдукции генетическая информация от одной бактериальной клетки к другой передается с помощью бактериофага. Эксперименты по трансформации бактерий сьп-рали важную роль в истории генетики с их помощью установили, что именно ДНК является генетически активным материалом [220]. [c.167]

В микробной химий используются не только процессы трансформации, осуществляемые микроорганизмами в природе или в стандартных условиях культивирования. Развитие этого направления исследований и соответствующей отрасли промышленности связано со все более радикальным воздействием экспериментатора на обмен веществ микробной клетки с целью интенсифицировать и вычленить из ее метаболической системы действие отдельных ферментов или фрагментов метаболических последовательностей. Это дает возможность препаративно получать продукты неполного превращения органических соединений, используя микроорганизмы, у которых в обычных условиях способность осуществлять данную трансформацию не выражена. Существует обширный арсенал биохимических, генетических, [c.524]

Стабильные изотопы. Поскольку большинство биогенных элементов имеет изотопы, как стабильные, так и радиоактивные, можно изучить активность микроорганизмов в природных образцах с применением так называемого изотопного эффекта , суть которого сводится к тому, что живые клетки способны дифференцированно использовать легкие и тяжелые изотопы одного и того же элемента в биологических трансформациях. В микробной экологии наибольшее распространение получили исследования, связанные с трансформацией изотопов углерода и серы. Углерод в природе представлен в основном в виде изотопа С, хотя встречается и в виде стабильного тяжелого С, а также радиоактивного С. Подобно этому, большинство соединений серы состоит в основном из 8, хотя встречается стабильный " 8 и радиоактивный 8 изотопы. Большинство биохимических реакций, проводимых живыми клетками, способно выбирать соединения с более легким изотопом из имеющихся в наличии. Поэтому соединения с более тяжелыми изотопами остаются непрореагировавшими и их относительная доля в оставшемся субстрате увеличивается, а в продукте — уменьшается. Этот феномен получил название фракционирование изотопов . [c.248]

Двухступенчатый способ основан на использовании в качестве источника сырья одного из предшественников протекающего в клетке биосинтеза необходимой аминокислоты, полученного химическим или биологическим методом. Образование и подготовка необходимого предшественника здесь является первой ступенью производства. К ней же относят и биосинтез ферментного препарата (как правило, микробного происхождения), при участии которого будет осуществляться трансформация предшественника в целевую аминокислоту. При этом в производственных условиях выращивают продуцент ферментов (биомассу микроорганизма). Биомассу отделяют от культуральной жидкости и употребляют либо непосредственно для трансформации, либо после предварительного разрушения клеток различными доступными способами (механическими, физико-химическими, химическими). Вторая стадия представляет собой собст- [c.15]

Большое разнообразие биотехнологических процессов, нашедших промышленное применение, приводит к необходимости рассмотреть общие, наиболее важные проблемы, возникающие при создании любого биотехнологического производства. Процессы промышленной биотехнологии обычно разделяют на две большие группы по признаку целевого продукта — производство биомассы и получение продуктов метаболизма. При таком подходе удачно освещается цель производства, которая в первом случае заключается в получении клеточной массы продуцента, вне зависимости от того, будет ли далее использоваться живая культура (например, сахаромицеты для пищевых целей, споры с токсинами в целях защиты растений) или биомасса нежизнеспособных клеток как источник белка, витаминов и других ценных веществ для кормопроизводства. Ко второй группе относят все процессы, где целевым продуктом становится один или несколько метаболитов, а клетки продуцента не нужны или даже вредны после завершения фазы биосинтеза это, например, получение продуктов брожения, ферментов, аминокислот, антибиотиков и всевозможные виды микробных трансформаций. [c.10]

В последние годы в генетико-селекционной работе все чаще используются микробные протопласты. С помощью слияния протопластов можно получать генетические рекомбинанты у тех видов и щтаммов микроорганизмов, у которых не обнаружены собственные системы обмена наследственной информацией и которые в естественных условиях никогда не скрещиваются между собой. Трансформация протопластов, по-видимому, является универсальным способом введения молекул ДКК в клетки бактерий, актиномицетов, дрожжей и грибов. [c.124]

П. широко распространены в животных и растит, клетках (могут находиться как в связанном с клеточной стенкой состоянии, так и в цитоплазме) они участвуют в фотосинтезе, энергетич. обмене, в трансформации пероксидов и в-в, чужеродных организму. Активность П. и изоферментный состав значительно изменяются при стрессовых состояниях, ранении, вирусном или микробном инфицировании организма. [c.489]

Водорастворимые питательные вещества адсорбируются на клеточных оболочках микробов, а затем диффундируют в клетку микроорганизма. Диффузия, или проникновение веществ через клеточную оболочку, возможна в связи с мозаичным строением микробной плазменной оболочки — мембраны. Внешний слой плазмы — цитоплазматическая мембрана — трехслойна толщина ее 6—8,5 нм. Структурные субъединицы мембраны представляют собой сочетание липоидных и протеиновых молекул — липо-идно-протеиновую мозаику. Часть субъединиц является белковолипидными комплексами, другая часть — ферменты. Липоидные ячейки пропускают жирорастворимые вещества (глицерин, жирные кислоты), а протеиновые ячейки—воду и водорастворимые вещества (углеводы, сахара и водные растворы аминокислот и минеральных солей). До 757о всех липидов бактерий сосредоточено в мембранах. Ферменты мембраны или плазмалеммы участвуют в глубокой деструкции сложных органических веществ, поступающих в клетку, либо в трансформации некоторых органических соединений, без чего их потребление или энергетическое использование невозможно. [c.85]

Известно, что процесс развития клеток как микробного, так и животного происхождения включает несколько дискриминируемых стадий. В этой последовательности трансформаций клетки лишь одна стадия представляет собой истинную репликаци-онную стадию. Остальные стадии, связанные с изменением метаболизма, с включением или выключением определенных генов, составляют совокупность процессов, определяющих характеристическое время Тц. Бактериальные клетки имеют высокие скорости роста и, вероятно, в активной фазе развития популяции постоянно находятся в состоянии митоза. Для описания кинетики их роста, по-видимому, наиболее оправдано использование уравнения (5.85). Для животных клеток в культуре ткани митоз составляет небольшой отрезок времени их развития. В этом случае оправдано описание кинетики процесса с помощью уравнений (5.95) и (5.96). При этом дополнительной кинетической дешифровке должен быть подвергнут параметр характеризующий некую наиболее медленную молекулярную трансформацию в процессе развития клетки. [c.605]

В живой микробиальной клетке непрерывно и одновременно протекают два процесса — распад молекул (катаболизм) и их синтез (анаболизм), составляющие в целом процесс обмена веществ — метаболизм. Иными словами, процессы деструкции потребляемых микроорганизмами органических соединений неразрывно связаны с процессами биосинтеза новых микробиальных клеток, различных промежуточных или конечных продуктов, на проведение которых расходуется энергия, получаемая микробиальной клеткой в результате потребления питательных веществ. Источником питания для гетфотроф-ных микроорганизмов являются угаеводы, жиры, белки, спирты и т.д., которые могут расщепляться ими либо в аэробных, либо в анаэробных условиях. Значительная часть продуктов микробной трансформации может выделяться клеткой в окружающую среду или накапливаться в ней. Некоторые промежуточные продукты служат питательным резервом, который клеяса использует после истощения основного питания. [c.394]