Изменчивость микроорганизмов

Тема 16

Теоретическая справка.

Изменчивость микроорганизмов.

Генотип – вся совокупность имеющихся у организма генов.

Фенотип – совокупность внешних признаков бактерий, то есть индивидуальное проявление генотипа. При изменении условий существования фенотип бактерий может изменяться при сохранении генотипа.

Изменчивость микроорганизмов – это изменение характерных для данного микроба свойств под действием различных факторов. У микроорганизмов наблюдается фенотипическая и генотипическая изменчивость.

Фенотипическая изменчивость – это временные ненаследуемые изменения признаков, возникающие в ответ на изменившиеся условия окружающей среды. После устранения причины, вызвавшей изменение признака, бактерии возвращаются к исходному фенотипу.

Генотипическая изменчивость проявляется изменением генотипа бактерий,

• результате чего измененные признаки передаются по наследству.

Формы фенотипической изменчивости:

1. Изменчивость морфологических признаков (формы и размеров клеток).

1. Культуральная изменчивость (диссоциация) – возникновение различных форм колоний. Колонии обозначаются как S-колонии (англ. smooth – гладкий) и R-колонии (англ. rough – шероховатый).

1. Изменчивость ферментативных (биохимических) свойств.
2. Изменчивость биологических свойств (вирулентности бактерий).

Формы генотипической изменчивости:

1. Мутации – стойкие (передающиеся при репликации по наследству) изменения генетической информации организма. Основу этого явления составляют качественные или количественные изменения последовательности нуклеотидов в ДНК. Бактерии с измененными признаками называются мутантами. Различают спонтанные и индуцированные мутации, генные (изменение одного гена) и хромосомные (изменение двух или более участков хромосомы).

1. Спонтанные (самопроизвольные) мутации возникают под влиянием неизвестных причин. Пример – ауксотрофность, то есть утрата способности к синтезу какого-либо соединения.

1. Индуцированные (направленные) мутации проявляются в результате воздействия на микроорганизмы мутагенами (химическими веществами, физическими факторами – температурой ультрафиолетовым и ионизирующим излучениями и др.).

1. По механизму возникновения выделяют следующие типы мутаций:

а. транзиция – точечная замена пиримидинового азотистого основания на пиримидиновое (замена тимина на цитозин и наоборот) или пуринового на пуриновое (замена аденина на гуанин и наоборот);

б. трансверсия – точечная замена пиримидинового азотистого основания на пуриновое (например, замена тимина на гуанин) или пуринового на пиримидиновое (например, замена цитозина на аденин);

в. инсерция – вставка одного или нескольких дополнительных азотистых оснований

г. делеция – выпадение одного или нескольких азотистых оснований

д. дупликация – удвоение последовательности азотистых оснований в определенном участке хромосомы

е. транслокация – перенос последовательности азотистых оснований из одного участка хромосомы в другой

ж. инверсия – разворот последовательности азотистых оснований на 180 градусов.

1. Генетические рекомбинации – это перераспределение генетического материала (ДНК), приводящее к возникновению новых комбинаций генов. У бактерий рекомбинации происходят в результате переноса генетического материала от клетки-донора в клетку-реципиент с возможным последующим встраиванием данного материала в геном клетки-реципиента.

У бактерий в зависимости от молекулярного механизма выделяют гомологичные и сайт-специфические рекомбинации.