34. Плазмиды. Виды плазмид. Роль плазмид в изменчивости бактерий.

Плазмиды — кольцевые суперспиралевидные молекулы ДНК. Их молекулярная масса колеблется в широких пределах и может быть в сотни раз больше, чем у транспозонов.

Плазмиды содержат структурные гены, наделяющие бактери­альную клетку разными, весьма важными для нее свойствами:

• R-плазмиды — лекарственной устойчивостью;

• Col-плазмиды — способностью синтезировать колицины;

• F-плазмиды — передавать генетическую информацию;

• Шу-плазмиды — синтезировать гемолизин;

• Тох-плазмиды — синтезировать токсин;

• плазмиды биодеградации — разрушать тот или иной субстрат и т. д.

Плазмиды могут быть интегрированы в хромосому (в отличие от IS-последовательностей и транспозонов, встраиваются в строго определенные участки), а могут существовать автономно. В этом случае они обладают способностью к автономной репликации, и именно поэтому в клетке может быть 2, 4, 8 копий такой плазмиды.

Многие плазмиды имеют в своем составе гены трансмиссивности и способны передаваться от одной клетки к другой при конъюгации (обмене генетической информацией). Такие плаз­миды называются трансмиссивными.

Наличие F-плазмиды (фактор фертильности, половой фактор)

придает бактериям функции донора, и такие клетки способны передавать свою генетическую информацию другим, F-клеткам. Можно сказать, что наличие F-плазмиды является фенотипическим выражением (проявлением) пола у бактерий: с F-плазмидой связана не только донорская функция, но и некоторые другие фенотипические признаки — наличие F-пилей (половых ресничек) и чувствительность к L-фагам. С помощью F-ресничек устанавливается контакт между донорскими и реципиентными клетками. Через их канал и передается донорская ДНК при рекомбинации. На половых ресничках расположены ре­цепторы для мужских fj-фагов. F-клетки не имеют таких ре­цепторов и нечувствительны к таким фагам.

35. Генная инженерия и современная биотехнология. Примеры использования в микробиологической практике.

Генная инженерия – раздел молекулярной генетики, связанный с конструированием не существующих в природе сочетаний генов при помощи генетических и биохимических методов.

Биотехнология [от греч. bios, жизнь, + techne, мастерство] — наука, изучающая производственные процессы, основанные на использовании с различными целями микроорганизмов, биокатализаторов и различ­ных биологических систем (культур растительных и животных тканей, протопластов и т.д.). Её отличие от традиционной микробиологической и бродильной промышленности заключается в том, что биотехнология возникла на основе достижений генной инженерии и инженерной энзимологии (науки о применении ферментов в микробиологической про­мышленности). Современная биотехнология базируется на применении последних достижений в области создания рекомбинантных ДНК и ге­нетически модифицированных организмов.

Области применения биотехнологии

Новые методы получения промышленно важных продук­тов — прежде всего методы биотехнологии, и в особенности, про­мышленной микробиологии. Промышленная микробиология основывается на применении микроорганизмов в промышленности для получения коммерчески ценных продуктов и лекарств. Важнейшие продукты микробного синтеза — специальные вещества, используемые для фармацевтических и пищевых целей (антибиотики, ферменты, инги­биторы ферментов, витамины, ароматизаторы, добавки для пищевой промышленности и др.). Гибкость метаболизма и высокая способность микробов к адаптации, простота культивирог ния, изученность генетики, разработанные методы направленного создания штаммов с задаш ми свойствами — преимущества, делающие микробную биотехнологию одним из перспектив­ных направлений промышленности. Целесообразность промышленного производства определя­ется такими факторами, как высокий выход продукта (образование больших количеств из исходного материала), низкая стоимость производства и доступность сырья.

Примеры использования: антибиотики, ферменты, аминокислоты, иммунорегуляторы, вакцины, гормональные препараты