Изменчивость у бактерий

ПЛАЗМИДЫ, МОБИЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ БАКТЕРИЙ [c.126]

Плазмиды, мобильные элементы и генетическая изменчивость бактерий 126 Литература 129 [c.351]

Проблема изменчивости микробов стала предметом для дискуссий со времени возникновения микробиологии как науки. С 70-х годов XIX ст. до наших дней изменчивость представляет одну из ярких и увлекательных глав микробиологии. Изучение изменчивости бактерий принесло много ценного материала для создания картины онтогенетического развития многих видов. Экспериментальная изменчивость по мнению крупнейших специалистов по систематике бактерий может служить одним из плодотворнейших методов выяснения места организма в системе при попытке установления филогенетического родства. Лабораторная изменчивость в эксперименте помогает определить границы вида и рода 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]

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]

Желая уточнить характер возможного влияния форм органических соединений на выживаемость и изменчивость бактерий кишечной группы, мы поставили следующие опыты. [c.386]

Столь долгий период созревания генетики бактерий был обусловлен двумя ее особенностями, делавшими изучение генетики бактерий более трудным делом по сравнению с изучением генетики многоклеточных животных и растений. Во-первых, если в генетических опытах на высших формах изучается обычно различие в признаках между отдельными организмами, то различие в признаках, которое наблюдают при изучении изменчивости бактерий, относится обычно к целым популяциям. В результате такие свойства отдельной бактерии, как патогенность или способность к сбраживанию определенных субстратов, проявляются лишь как поведение всей культуры в целом. Даже такие относительно четко выраженные признаки, как гладкость или шероховатость колоний, образуемых бактериями, представляют собой в конечном счете признак в общей сложности миллиона или около того бактерий, входящих в состав макроскопической колонии, а не признак непосредственно той бактерии, которая дала начало этой колонии. Во-вторых, существуют два в корне различных пути, в результате которых может измениться признак чистой бактериальной культуры, и лишь один из этих путей действительно связан с мутированием генов. Другой процесс, не влияющий на наследственность, за которым и посейчас сохранилось название адаптация, заключается в непосредственной реакции на изменение окружающей среды всех бактерий культуры. Адаптивные изменения носят только временный харак- [c.132]

Признак Топ индуцируется в результате воздействия фага Т1 на культуру бактерий Топ . Можно себе представить, что каждая бактерия Топ после того, как на нее воздействовала фаговая частица, имеет определенную, хотя и малую вероятность, например 10" , пережить это воздействие. В результате метаболизм выжившей клетки оказывается измененным таким образом, что эта клетка и все ее потомки с этого времени обладают уже признаком Топ . Такой взгляд на природу изменчивости бактерий является явной реминисценцией представления о наследовании приобретенных признаков, которое в конце X VHI в. развил Ламарк. Именно потому, что большинство обыкновенных бактериологов, для которых были чужды генетические идеи, в течение длительного времени предпочитали именно эту точку зрения, бактериология и оставалась, по выражению Лурия, последним оплотом ламаркизма . [c.135]

До воздействия фага Т1 на культуру бактерий в ней уже предсу-ществует небольшое количество клеток с признаком Топ . Можно себе представить, что небольшая часть клеток культуры Топ , например 10" , является Топ -мутантами. Эти мутанты или их предки могли спонтанно возникнуть при росте и делении культуры Топ в результате случайного мутирования гена ton, который контролирует ферменты, ответственные за синтез рецепторов для фага Т1. При высеве культуры на агар, содержащий фаг Т1, происходит просто отбор таких мутантов Топ из огромного большинства их сибсов Топ , так как только Ton -мутанты и могут выжить на агаре с фагом. Такой взгляд на природу изменчивости бактерий очень хорошо согласовывался с принципами неодарвинизма, и поэтому он был гораздо привлекательнее для любого генетика. [c.135]

Генетические механизмы изменчивости бактерий обусловлены модификациями, мутациями, рекомбинациями, а также приобретением различных плазмид. При этом изменяется один или несколько признаков одновременно в зависимости от числа мутировавших (при мутациях) или приобретенных (при рекомбинациях) генов. Так, например, при S->R мутации, как правило, изменяются морфология колонии, антигенные и вирулентные свойства бактерий. [c.68]

Из трех основных процессов, приводящих у прокариот к генетической рекомбинации (конъюгация, трансформация, трансдукция), наиболее совершенным является процесс конъюгации, так как он обеспечивает возможность более полного обмена генетическим материалом двух клеток. (При благоприятных условиях возможно вхождение в реципиентную клетку всей донорной ДНК). Однако эффективность механизмов генетической рекомбинации высока для достаточно близкородственных прокариотных организмов. Поэтому не лиш.ена оснований точка зрения, что исключительного значения в процессах изменчивости бактерий межвидовая передача генетической информации не имеет. Это соображение подкрепляется и обнаруженными в последнее время в клетках прокариот барьерами на пути вырал-сения чужеродного генетического материала. [c.133]

Важное значение в терапии инфекционных болезней имеет изменчивость бактерий и вирусов. Длительное, в течение нескольких месяцев, применение определенного лекарства нередко приводит к появлению в организме больного мутантного штамма возбудителя, устойчивого к этому лекарству. Например, при лечении СПИД, вызываемого вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), используют азидотимидин — аналог тимидина, содержащий азидную группу у З -углеродного атома рибозного цикла 5 [c.171]

Пыль, находящаяся в воздухе, состоит главным образом из мельчайших частиц минеральных веществ, образующих земную кору, частичек угля, пыльцы растений, а также различных бактерий. Количество пыли в воздухе очень изменчиво зимой ее меньше, летом больше. После дождя воздух становится чище, так как капли дождя увлекают с собой пыль. [c.375]

Второе направление — полиморфизм — допускало более широкие границы для видовой изменчивости и не считало виды бактерий столь резко разграниченными. Сторонники этой теории полагали, что в зависимости от условий выращивания бактерии могут резко изменять свои морфологические и физиологические особенности. Спорный вопрос был разрешен выделением чистой культуры немецким ученым Кохом. Работы Коха доказали, что у бактерий существуют строго разграниченные виды. Но также установлено, что бактерии легко изменяют свои свойства в зависимости от состава среды и под влиянием различных физических, химических и биологических факторов. Условия жизни накладывают определенный отпечаток на особенности и свойства микроорганизмов и вызывают адаптацию их, что может привести к образованию новой разновидности, или штамма. [c.246]

Хотя, как мы убедились, многие свойства мобильных эле.ментов и плазмид разумно рассматривать с точки зрения концепции эгоистичной ДНК, они играют существенную позитивную роль в жизни бактерий-хозяев, даже если не приносят непосредственной пользы. Дело в том, что IS-элементы, транспозоны и плазмиды служат важнейшими факторами генетической изменчивости и эволюции бактерий. [c.126]

В последние годы стало очевидным, что изменчивость как эу-, так и прокариотических организмов связана не только с точечными мутациями, хромосомными перестройками или описанными рекомбинационными событиями, но и с подвижными, или мобильными, генетическими элементами — сравнительно автономными сегментами ДНК, способными встраиваться в геном клетки-хозяина и вырезаться из него. К мобильным элементам можно отнести и некоторые вирусы — в этом случае возможно перемещение не только в пределах генетического материала одной клетки, но и между клетками (см. гл. ХП1). У бактерий перенос генетической инфор.мации между клетками могут осуществлять не только вирусы, но и плазмиды многие из которых могут встраиваться в различные участки генома клетки-хозяина и поэтому тоже могут быть отнесены к мобильным эле.ментам. Плазмиды и мобильные генетические элементы играют существенную роль в эволюции бактерий. [c.110]

Было выяснено, что нуклеотидный состав ДНК настолько типичен для каждого вида бактерий, что при изменчивости бактерий по типу расщепления на 5- и Н-варианты, они имеют идентичный состав ДНК. Установлено также, что бактерии, относящиеся к разным систематическим группам, имеют сходный нуклеотидный состав ДНК (кишечная палочка и некоторые коринебактерии 50—52% ГЦ псевдомонасы и микобактерии 57— 70% ГЦ). Культуры бактерий с одинаковым составом ДНК не обязательно родственны. Существует известная корреляционная связь между нуклеотидным составом и антигенной структурой [12]. Пока не удалось установить связи между составом ДНК и принадлежностью бактерий к грамположительной группе. Близкородственные бактерии патогенного и сапрофитного видов, гемолитические и негемолитические оказались показателями специфичности ДНК. [c.54]

Преобладающее большинство бактерий имеет замкнутую генетическую систему. Кроме того, в онтогенезе бактерий нет диплоидной фазы. Иначе говоря, формы изменчивости бактерий, связанные со скрещиванием наследственного материала, у преобладающего большинства гетеротрофных бактерий отсутствуют. Исключение составляет кишечная палочка, у которой известна копуляция или парасексуальный процесс, ведущий к необычному скрещиванию с рекомбинацией генетического материала — меромиксису. Следовательно, все рассуждения об изменчивости бактерий относятся к организмам, пребывающим в гаплоидной фазе. Им присуща адаптивная изменчивость — физиолого-биохимические модификации и мутационная измен- [c.101]

Кошленд [151 говорит о существовании у бактерии способности к обучению, проявляющейся в том, что если бактерию, не реагировавщую на определенное химическое вещество, растить в специально подобранной среде, то у нее появляется способность реагировать на это вещество. По-видимому, это явление следует относить скорее к изменчивости бактерий, а не к ее обучению. [c.104]

Аналогичная изменчивость бактерий тифозной группы отмечается при их пребывании в условиях иной среды. Приведем несколько примеров. Так, Воронина и Волкова (1924), культивируя тифозную и паратифозную иалочки в водопроводной воде с лактозой, получили варианты, сбраживающие лактозу и образующие некоторое количество индола. Одновременно было установлено также изменение аглютинационных свойств изучавшихся культур. Такого рода наблюдения сделали и другие исследователи. [c.422]

М. Бейеринк был, возможно, первым, кто осознал, что изменчивость бактерий может представлять собой проявление генных мутаций. Эту идею он выдвинул в первом десятилетии этого века, вскоре после того, как де Фриз (повторно открывший Менделя коллега Бейеринка) предложил термин мутация для описания наследуемых отклонений у высших форм. (В результате проведенных недавно исторических изысканий было обнаружено, что у Бейеринка имелся оттиск статьи Менделя и что он мог обратить внимание де Фриза на эту статью.) В то время как в течение первых четырех десятилетий этого века генетика высших форм достигла необычайного подъема, генетика бактерий находилась все это время в упадке. В эти годы, по-видимому, мало было людей, способных проводить или хотя бы заинтересованных в том, чтобы проводить на бактериях количественные генетические опыты, аналогичные тем, которые привели к выяснению механизма наследственности у эукариотов. Поэтому еще долго не получало признания то, что корни изменчивости бактерий лежат в мутациях и дарвиновском отборе, —даже после того, как за несколько десятилетий биологи полностью осознали роль генных мутаций как эволюционного источника разнообразия живых форм. О таком положении свидетельствует, например, следующий факт. В обстоятельной книге [c.131]

Галлиулин Ю. И. Биофизические основы магнитной восприимчивости и изменчивости бактерий // I съезд эпидемиологов, инфекционистов и гигиенистов Туркменистана. Ашхабад, 1986. Ч. 1. С. 148-149. [c.123]

Суспензию бактерий после воздействия мутагенами по 0,1 мл высевают на твердьш питательные среды с Fe или S° с целью определения степени выживаемости клеток и идентификации мутантов. Выживаемость бактерий в целом в суспензии определяют при сравнении с выживаемостью клеток, не обработанных мутагенами. Мутанты, обладающие высокой железо- и/или сероокисляющей активностью, идентифицируются методом тотального отбора или методом, основанным на различной скорости образования колоний отдельными вариантами на твердых питательных средах. Во втором случае отбирают только те колонии, которые раньше других выросли на средах, так как было установлено, что активность клеток, образующих эти же колонии, самая высокая. После вьщеления самых активных вариантов их пересевают не менее, чем 3-4 раза на жидкую среду 9К с Fe или S°. При этом их активность определяют перед каждым последующим пересевом. В качестве селекционного материала на последующих стадиях ступенчатой селекции используются только стабильные мутанты. Путем селекции, основанной на комбинированном применении вышеназванных мутагенов и на естественной изменчивости бактерий, можно получить мутантные штаммы, окислительная активность которых намного выше, чем активность соответствующих исходных штаммов. [c.86]

Углеводные цепи П., выделенных из разл. бактерий, отличаются незначительно. Так, аминогруппы остатков мурамовой к-ты в нек-рых П. могут быть свободны, ацилированы гликолевой к-той нли образуют амидную связь с соседней карбоксильной группой изредка встречается аналог мурамовой к-ты, имеющий О-.и гаю-конфигурацию. Аминогруппы остатков глюкозамина также иногда свободны отдельные гидроксильные группы полимера м. б. ацетилирова-иы илн фосфорилированы. Напротив, пептидные фрагменты П. характеризуются очень сильной изменчивостью известно ок. 100 разл. структур пептидных участков, общими чертами к-рых является обязательное наличие остатков аминокислот D-ряда и присутствие редких диаминокислот (L-гидроксили- [c.468]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот — информационных макромолекул. Становление молекулярной биологии связано с открытием генетической роли нуклеиновых кислот и с ее расшифровкой. Гены, т. е. фрагменты молекул ДНК и РНК, программируют синтез белков. Эти молекулы являются законодательными , а белки — исполнительными . Молекулярная биология началась с открытия трансформации бактерий посредством ДНК (Эвери, Мак-Леод, Мак-Карти, 1944). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Она изучает широкую совокупность жизненных процессов, в том числе ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т. д. В отличие от классической биохимии, молекулярная биология объединяется с физикой и ее специфика состоит именно в физических аспектах исследований и задач. [c.220]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот, и возникновение молекулярной биологии связано с открытием их биологической функциональности. Годом рождения молекулярной биологии можно считать 1944, когда Эвери, Мак-Леод и Мак-Карти [1] открыли трансформацию бактерий посредством ДНК (см. стр. 486). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Тем самым, биология включается в единую область точного естествознания. Молекулярная биология изучает не только наследственность и изменчивость, но всю со-вокуп-ность жизненных процессов — ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т.д. Реализуется общий атомно-молекулярный подход к биологическим проблемам. [c.483]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология