32. Генетический обмен и рекомбинации у бактерий: трансформация, конъюгация, их механизмы.

Конъюгация бактерий состоит в переходе генети­ческого материала (ДНК) из клетки-донора («мужской») в клет­ку-реципиент («женскую») при контакте клеток между собой.

Мужская клетка содержит F-фактор, или половой фактор, который контролирует синтез так называемых половых пилей, или F-пилей. Клетки, не содержа­щие F-фактора, являются женскими; при получении F-фактора они превращаются в «мужские» и сами становятся донорами. F-фактор располагается в цитоплазме в виде кольцевой двунитчатой молекулы ДНК, т. е. является плазмидой. Молекула F-фак­тора значительно меньше хромосомы и содержит гены, контро­лирующие процесс конъюгации, в том числе синтез F-пилей. Трансдукция — передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту при участии бактериофага. Различают неспецифическую (общую) трансдукцию, при которой возможен перенос любого фрагмен­та ДНК донора, и специфическую — перенос определен­ного фрагмента ДНК донора только в определенные участки ДНК реципиента. Неспецифическая трансдукция обусловлена включе­нием ДНК донора в головку фага дополнительно к геному фага или вместо генома фага (дефектные фаги). Специфическая транс­дукция обусловлена замещением некоторых генов фага генами хромосомы клетки-донора. Фаговая ДНК, несущая фрагменты хромосомы клетки-донора, включается в строго определенные участки хромосомы клетки-реципиента. Трансформация заключа­ется в том, что ДНК, выделенная из бактерий в свободной ра­створимой форме, передается бактерии-реципиенту. При транс­формации рекомбинация происходит, если ДНК бактерий род­ственны друг другу.

33. Мутации у бактерий, их разновидности. Причины и механизмы возникновения. Мутагены. Фенотипическое проявление мутаций у бактерий.

Изменения последовательности азотистых оснований в ДНК.

Виды:

Выпадение (делеция) или вставка (инсерция) одного или нескольких оснований со сдвигом рамки считывания.

Замена пар оснований (транзиция) – без сдвига рамки (пурин на пурин, пиримидин на пиримидин).

Дупликация.

Дислокация.

Инверсия.

Причины мутации:

Внутренние. Мутации, обусловленные внутренними ошибками, называют спонтанными, их частота 1/10000000 азотистых оснований.

ошибки ДНК-полимеразы – 1 ошибка на 10 тысяч прочитанных нуклеотидов (1/10000).

Недостаточность механизма репарации, т.е. исправления ошибок. Система ферментов репараз в норме исправляет почти все ошибки ДНК-полимеразы.

Внешние, обусловлены воздействием внешних факторов, физических и химических, повышают вероятность частоты мутаций в десятки и сотни тысяч раз. Излучения, соли азотистой кислоты, акридиновые красители – эти факторы называют мутагенными, а вещества – мутагенами. Такой вид мутаций называется индуцированными.

Мутации могут быть летальными, сублетальными и нейтральными. Популяции микробов содержат многие миллиарды особей, среди которых имеются клетки с различными нейтральными мутациями, т.е. никак себя не проявляют.Однако при воздействии селективного фактора, например антибиотика, ранее нейтральные мутации становятся жизненно необходимыми, полезными, поэтому в новых условиях выживают и размножаются только те особи, которые имеют определенные мутации. Устойчивые к стрептомицину бактерии имели точковую мутацию в гене одного из рибосомальных белков. В исходной популяции этот признак остается нейтральным. Но если воздействовать на культуру стрептомицином, то выживают и размножаются потомки этих мутантов, остальные погибнут.

Таким образом, используя для лечения антибиотики, особенно в неправильных дозировках, человек сам селекционирует штаммы бактерий с лекарственной устойчивостью.

Классификация мутаций.

По происхождению: Спонтанные.

Индуцированные (химическими, физическими, биологическими факторами)

По уровню:

На молекулярном уровне – замена пар оснований, выпадение или всьавка пар оснований.

На генном и геномном уровне – делеция, инверсия, дупликация, дислокация.

На клеточном уровне – с приобретением признака, с утратой признака (прямые и обратные).

На уровне популяций.

По функции:

Летельные

Сублетальные

Нейтральные

По фенотипу:

Морфологические

Функциональные (резистегтность, ауксотрофность.

38. Методы стерилизации и аппаратура. Контроль качества стерилизации. Стерилизация предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергающихся обработке.

Существует три основных метода стерили­зации: тепловой, лучевой, химической. Тепловая стерилизация основана на чувстви­тельности микробов к высокой температуре. При 60 "С и наличии воды происходит денату­рация белка, деградация нуклеиновых кислот, липидов, вследствие чего вегетативные фор­мы микробов погибают. Споры, содержащие очень большое количество воды в связанном состоянии и обладающие плотными оболоч­ками, инактивируются при 160—170 °С. Для тепловой стерилизации применяют, в основном, сухой жар и пар под давлением. Стерилизацию сухим жаром осуществля­ют в воздушных стерилизаторах. Стерилизуют сухим жаром лабораторную посуду и другие изделия из стекла, инстру­менты, силиконовую резину, т. е. объекты, которые не теряют своих качеств при высокой температуре. Химическая стерилизация предполагает ис­пользование токсичных газов: оксида этиле­на

Эти вещества являются ал-килирующими агентами, их способность в присутствии воды инактивировать активные группы в ферментах, других белках, ДНК и РНК приводит к гибели микроорганизмов.

Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при температуре от 18 до 80 °С в специальных камерах

Лучевая стерилизация осуществляется либо с помощью гамма-излучения, либо с помо­щью ускоренных электронов.

Лучевая стерилизация является альтернати­вой газовой стерилизации в промышленных условиях, и применяют ее также в тех случаях, когда стерилизуемые предметы не выдержи­вают высокой температуры

Еще одним способом стерилизации является фильтрование. Фильтрование с помощью раз­личных фильтров (керамических, асбестовых, стеклянных), а в особенности мембранных уль­трафильтров из коллоидных растворов нитроцеллюкозы

В настоящее время все более широкое при­менение находят современные методы стери­лизации, созданные на основе новых техно­логий, с использованием плазмы, озона.