Вопрос 2. Вирусы,особенности строения и функции.

Вирусы – микроорганизмы(15-400нм), составляющие царство Vira.

Отличительные признаки:

1) содержат РНК или ДНК;

2) не имеют собственных белоксинтезирующих и энергетических систем;

3) не имеют клеточной организации;

4) обладают дизъюнктивным (разобщенным) способом репродукции (синтез белков и НК происходит в разных местах и в разное время);

5) облигатный паразитизм вирусов реализуется на генетическом уровне;

6) вирусы проходят через бактериальные фильтры.

7)убиквитарность.

Вирусы могут существовать во внеклеточной форме(вирион) и внутриклеточной (вирус).

По форме вирионы могут быть:

1) округлыми;

2) палочковидными;

3) в виде правильных многоугольников;

4) нитевидными и др.

В центре вириона – вирусная НК, покрытая белковой оболочкой – капсидом, который имеет строго упорядоченную структуру. Капсидная оболочка построена из капсомеров. НК+ капсидная оболочка= нуклеокапсид.

Нуклеокапсид сложноорганизованных вирионов покрыт внешней оболочкой – суперкапсидом, которая может включать в себя множество функционально различных липидных, белковых, углеводных структур.

Строение ДНК– и РНК-вирусов принципиально не отличается от НК других МО. У некоторых вирусов в ДНК встречается урацил.

ДНК может быть:1)д.ц.;2)о.ц.;3)кольцевой;4)д.ц., но с одной более короткой цепью;5)д.ц, но с одной непрерывной, а с другой фрагментированной цепями.

РНК может быть:1) однонитевой;2) линейной двухнитевой;3) линейной фрагментированной;4) кольцевой;

5) содержащей две одинаковые однонитевые РНК.

Вирусные белки подразделяют на:

1)геномные – нуклеопротеиды.Обеспечивают репликацию вирусных НК и процессы репродукции вируса. Это ферменты, за счет которых происходит увеличение количества копий материнской молекулы, или белки, с помощью которых на матрице нуклеиновой кислоты синтезируются молекулы, обеспечивающие реализацию генетической информации;

2)белки капсидной оболочки – простые белки, обладающие способностью к самосборке. Они складываются в геометрически правильные структуры, в которых различают несколько типов симметрии: спиральный, кубический или смешанный;

3)белки суперкапсидной оболочки-это сложные белки, разнообразные по функции. За счет них происходит взаимодействие вирусов с чувствительной клеткой. Выполняют защитную и рецепторную функции.

Функции вирусов:

1)Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 250 миллионов частиц на миллилитр воды),(общ.численность в океане — около 4·10³⁰,численность фагов в донных отложениях океана практически не зависит от глубины и всюду очень высока. В океане обитают сотни тысяч видов (штаммов) вирусов, подавляющее большинство которых не описаны и тем более не изучены. 2)Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций живых организмов.3)Вызывают вирусные заболевания всего живого.4)используются для создания вакцин.

Билет №22

Вопрос 1. Ассимиляция неорганического азота – переход неорганического азота (типа нитрата) в органическую форму азота как, например, аминокислоты. Нитрат переходит с помощью ферментов сначала в нитрит (редуктаза нитрата), затем в аммиак (редуктаза нитрита). Аммиак входит в состав аминокислот.

Азот

Азот необходим бактериям для синтеза аминокислот (белков), шуриновых и пирим иди новых нуклеотидов, а также некоторых витаминов. Поскольку азот во всех живых организмах содер­жится в восстановленной форме, все минеральные формы азота с большей, чем у аммиака, степенью окисленности должны быть восстановлены.

Ряд микроорганизмов способен утилизировать азот только из органических соединений (ами-ногетеротрофы). Некоторые из микроорганизмов усваивают азот в виде неорганических форм (аминоаутотрофы). Однако многие микроорганизмы способны использовать как органический, так и минеральный азот.

Использование неорганического азота

В природе атомы минерального азота существуют в различной степени окисленности: от №⁺ (Ы₂0_Е, азотный ангидрид) до №" (1ЧН₃, аммиак). Степень усвояемости минеральных соединений азота бактериями определяется лёгкостью их превращения в аммиак, так как он является самым простым предшественником высокомолекулярных азоторганических соединений. В этой группе бак­терий возможны два разнонаправленных процесса: ассимиляция (связывания минеральных форм азота в органический материал) и диссимиляция (выделения газообразных форм азота).

• Ассимиляционные процессы. Связывание минеральных форм азота происходит в ходе азотфиксации, ассимиляции аммиака и ассимиляционной нитратредукции. Азотфиксация. Азотфиксирующие бактерии (например, Rhizobacter, Azotobacter, Clostridium, Klebsiella др.) способны утилизировать азот из атмосферного воздуха, восстанавливая его до аммо­ния с помощью специального фермента (нитрогеназа) в процессе, называемом азотфиксация.

Ассимиляция аммиака. Большинство бактерий усваивает аммоний в ходе ассимиляции амми­ака. Бактерии, растущие на средах с аммонием, могут непосредственно включать его в органические соединения. Следует помнить, что после потребления неорганических аммо­нийных солей в среде накапливаются анионы (30|", СГ, Н₃РО^" и др.), снижающие рН среды, что замедляет рост культур. Аммонийные соли органических кислот менее подкис­ляют среду и более благоприятны для роста бактерий.

Ассимиляционная нитратредукция. Подавляющее большинство бактерий и грибов, как и растения, усваивают нитрат в процессе ассимиляционной нитратредукции. На первом этапе нитраты восстанавливаются до нитритов, цикл этих превращений катализирует специфи­ческий фермент — ассимиляционная нитратредуктаза В. Второй этап представляет комп­лекс восстановительных реакций, катализируемых нитритредуктазой, что приводит к обра­зованию аммиака, который используется для синтеза аминокислот и других азотсодержа­щих компонентов клетки.

Вопрос-ассимиляция молекулярного азота Азотфиксирующие бактерии (например, Rhizobacter, Azotobacter, Clostridium, Klebsiella др.) способны утилизировать азот из атмосферного воздуха, восстанавливая его до аммо­ния с помощью специального фермента (нитрогеназа) в процессе, называемом азотфиксация о способности аэробных микроорганизмов использовать молекулярный азот можно судить по их росту на безазотистой среде Эшби(маннит, К₂НРО₄, MgSO4, NaCl, K₂SO₄, CaCO₃, агар). Среду разливают по пробиркам, стерилизуют и готовят скошенный агар. Посев проводят штрихом. Продолжительность культивирования 7-10 суток. Обильный рост на среде Эшби может свидетельствовать о принадлежности бактерий к азотфиксаторам.

Молекулярный азот могут фиксировать и анаэробные бактерии.

Первый анаэробный азотфиксатор был выделен из почвы С.Н. Виноградским и назван им в честь Пастера Clostridium pasterianum. Небольшая способность к связыванию азота отмечена у пропионовых б-ий.

Молекула N₂ чрезвычайно прочна. Чтобы разорвать три связи между двумя атомами в молекуле N₂, необходимо затратить 941 кДж/моль, поэтому восстановление N₂ до NH₃ химическим путем – очень энергоемкий процесс. Фиксация молекулярного азота, до сих пор обнаруженная только у прокариот, осуществляется с помощью нитрогеназы

В течение длительного времени не удавалось обнаружить какие-либо частично восстановленные промежуточные соединения. Единственным идентифицированным продуктом восстановления был аммиак. Недавно быстрая остановка нитрогеназной реакции в кислой или щелочной среде позволила обнаружить гидразин. Вероятно, промежуточные соединения в процессе восстановления молекулы N₂ остаются прочно связанными с нитрогеназой. По проведенным измерениям, для восстановления 1 молекулы N₂ требуется не менее 12 молекул АТФ. Таким образом, процесс азотфиксации связан с затратой большого количества клеточной энергии. Помимо N₂ нитрогеназа может восстанавливать ряд других субстратов, таких как N₂0, С₂Н₂ и его аналоги, N₃^-, CN^-. В отсутствие N₂ нитрогеназа катализирует выделение молекулярного водорода в реакции, протекающей с затратой АТФ. Это дает основание предполагать, что нитрогеназа является результатом дальнейшего усложнения молекулы гидрогеназы, приобретшей способность катализировать не только восстановление протонов, ведущее к выделению Н₂, но и ряд других субстратов, в том числе и N₂.