49. Уровни защиты организмов от мутагенов.

Мутагены всегда были на Земле (УФ-лучи). Поэтому за все млрд. лет возникли защитные барьеры.

1. Двухцепочечность ДНК. Если повреждение затронуло 1 цепь, то ДНК отрепарируется по другой цепи (генетическая репарация).

2. Код вырожденный (1 аминокислота кодируется несколькими триплетами).

3. Гетезиготность организма, т.е. мутация не проявится в Аа.

4. Если произошла мутация и синтезировался другой белок, мутация затронула не существенную часть белка, и фермент будет работать.

В настоящее время показано, что есть факторы, которые усиливают и проводят исправления ДНК – антимутагены (лекарственные травы).

50. Классификация мутаций.

Классификация отличается по тому, что положено в ее основу:

1. По изменению генотипа:

- генные (повреждена последовательность нуклеотидов в пределах одного гена);

- хромосомные (поврежден участок больше гена);

- геномные (изменение числа хромосом).

2. По изменению фенотипа:

- летальный;

- морфологические (строение);

- физиологические (функции);

- поведенческие;

- биохимические (изменения на уровне 1 белка).

3. По причине:

- спонтанные (самопроизвольные);

- индуцированные (вызваны фактором).

4. Локализация в клетке:

- ядерные;

- цитоплазматические (хлоропласты, митохондрии).

5. По локализации в организме:

- соматические;

- генеративные (в половых клетках).

6. Прямые А → а (дикий признак переходит), обратные а → А (голубые в карие).

Экология микроорганизмов.

51. Понятие о микробной популяции, ассоциации и микробоценозе. Микробные сообщества в природе.

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно обитающих на одной территории (биотоп), способных к обмену генетическим материалом.

Популяции бактерий состоят из клонов – потомство одной клетки.

В лаборатории микробная популяция – чистая культура. В естественных условиях популяция неоднородна. Существуют мутации. Е. соli живет 20 минут как особь, частота мутаций 10^-6-10^-7, есть чаще 10^-2-10^-4. Это приводит к диссоциации микробной популяции. Это постоянная и легко обнаруживаемая изменчивость. Могут меняться морфология, физиология, биохимия. Могут меняться свойства – антибиотико-резистентность. Наиболее ярко это проявляется у патогенных бактерий. Особенность микробной популяции – длительное время могут находиться в состоянии анабиоза, который может длиться вечно. Характеристики популяции:

- численность популяции (кл/г или на кг в почве, в воде кл/л, кл/мл);

- плотность популяции, рассматривается как концентрация биомассы (в воде г/л, мг/мл, в почве г/кг, мг/г);

- кворум – достаточная плотность популяции, необходимая для реализации ценотических микробных процессов; образование антибиотиков (когда бактерии плохо образуют факторы вирулентности).

Ассоциация – это группа взаимодействующих популяций микроорганизмов различных видов, которые имеют общий участок среды обитания. Ассоциации не осуществляют круговорот веществ. Здесь микроорганизмы либо продуценты, либо редуценты. Особенности микробных ассоциаций:

1. Ассоциации более глубоко и эффективно утилизируют органические соединения.

2. Повышенный выход ценных соединений, чем в случае с микрокультурой (получение витамина В₁₂ с помощью ассоциации Proteus vulgaris и Pseudomonae sp.).

3. Ассоциации микроорганизмов синтезируют изменения, не характерные для монокультур (получение аминокислот – глицин, лизин).

4. Микробные ассоциации обладают более высокой устойчивостью, чем монокультура. Для них характерны способы взаимодействия изоляция, агрессия и кооперация.

Микробоценозы – это совокупность микроорганизмов, населяющих участок среды обитания с однородными условиями, осуществляющих трансформацию органических и минеральных веществ в данном биогеоценозе.

Микробоценоз в природе не имеет специфической формы и пространственных границ. Компоненты одного могут накладываться на другие, создавая весьма сложную структуру. Структура микробоценоза:

1. Групповой и видовой состав (группа азотфиксирующих бактерий разных видов выполняют одинаковую функцию: N₂ → NH₃; целлюлозообразующие сульфат - восстанавливающие бактерии разных видов: SO₄^2- → S^2-).

2. Микробный пейзаж – пространственное расположение компонентов микробоценозов (анаэробы располагаются в донной части, фотосинтезирующие в верхней части ценоза).

3. совокупность связей и зависимостей между организмами (азотфиксаторы фиксируют атмосферный азот: N₂ → NH₃ → NO₂^- → NO₃^- → Nорг.

Экосистема – система совместно функционирующих организмов на данном участке и взаимодействующих со средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные структуры и круговорот веществ между живой и неживой природой. Компоненты экосистемы:

- абиогенная среда: температура, рельеф дна, соленость, токсические вещества (пестициды);

- продуценты, создают первичную продукцию (фотосинтезирующие бактерии из СО₂ строят органическое вещество, хемотрофы (железобактерии): Fe²⁺ → Fe³⁺ + E, S^2- → SO₄^2- + E;

- консументы, создают вторичную продукцию (их мало);

- редуценты (разлагают органическое вещество до неорганических в любых условиях).