2.Модификационная /адаптационная/ изменчивость микроорганизмов в биотехнологических процессах

План

2.1. Понятие о фенотипе и механизмы его формирования

2.2 Норма реакции /поведения/ микроорганизма и её наследственная обусловленность

2.3 Обратимость фенотипов

2.4. Средства и механизмы управления адаптационной изменчивостью

2.5. Понятие о гомологии ДНК как критерии родственности определяемых форм микроорганизмов

2.6. Заключение

2.1. Понятие о фенотипе и механизмы его формирования

В первой части лекции конспективно изложено описание генетического аппарата прокариотов и механизмов реализации наследственной информации. Было четко показано, что генотип – это совокупность всех генов /аллелей всех генов/ , и что он определяет особенности компонентов, структуры и функции микроорганизма.

Однако следует помнить, что микроорганизм, обладающий конкретным генотипом, существует в определенных, нередко крайне неодинаковых условиях внешней среды.

Внешняя среда, в искусственных условиях – питательная среда, сырье для биопрепаратов и в целом биотехнический процесс – не инертна по отношению к микроорганизму и оказывает то или иное влияние на проявление его генотипа. И комплекс признаков, проявляющихся у микроорганизмов в конкретных условиях их существования, называют фенотипом.

При одном и том же генотипе микроорганизм может иметь несколько фенотипов в зависимости от внешних условий, в т.ч.и от условий культивирования. Конкретный фенотип повторим лишь в тех же условиях внешней для него среды: это определенная комбинация питательной среды, её аэрация, температура и другие культивирования. При измененных условиях культивирования, превышающих запредельные параметры его реактивных способностей, генетически закреплённых в виде возбудимости и раздражимости, микроорганизм погибает, а в пределах адаптационных способностей его реактивности – он приобретает новый фенотип. Если измененные особи имеют преимущества перед неизменными, выражающиеся в скорости роста или жизнеспособности, они постепенно накапливаются в популяции и вытесняют исходные особи.

Следовательно, фенотипические различия отдельных особей микроорганизмов в их популяции можно выявлять по внешнему виду и физиологическому состоянию, спектру биохимической активности и т.д. Обнаруживаемые различия являются результатом взаимодействия между генотипом и средой. Свойства особи, зависят следовательно, от двух основных факторов: генотипа и внешней среды, в которой он находится и с которой его генотип взаимодействует. Такие внешние различия, включая физиологические и биохимические особенности микроорганизмов, называются модификациями /штаммы, изоляты/. Смену же фенотипов при смене условий существования принято называть модификацией, или модификационной (адаптационной) изменчивостью.

Итак, генотип следует понимать как совокупность наследственных задатков бактериальной клетки, а фенотип – как совокупность наблюдаемых её признаков.

Вследствие этого фенотипическое проявление одного и того же генотипа может быть различным в зависимости от условий среды.