131.Микроағзалардың көбеюі:бүршіктену процесі

Бөлінудің келесі түрі – бүршіктену, оны бөлінудің біркелкі емес немесе бұрыс бөлінуіне жатқызуға болады. Бүршіктену кезінде жасушаның бір полюсінде кішкентай өскін, бүршік пайда болады. Бүршік өсу процесі кезінде ұлғая бастайды және аналық жасуша көлеміне жеткеннен кейін, жасушадан бөлінеді (сурет 15).

жас

аналық жасуша

132.Ашу.Ашу процесі туралы жалпы түсінік.Спирттік ашу.Спирттік ашу процесін жүзеге асыратын микроағзалардың алуан түрлілігі

Адамзатқа микроағзалардың даму процестері ертеден-ақ белгілі болған. Ертедегі грек пен рим жазбаларынан шарап, жасау мен айран ұйытудың, нан ашытудың рецептері белгілі болған. Орта ғасырдағы алхимиктер бұл процестерге көңіл аударып оларды басқа да химиялық өзгерістермен қатар зерттеген. «Ашыту» (fermentatio) терминін голландиялық алхимик Я. Б. ван Гельмонт (J. B. Van Helmont, 1577-1644) пайдаланған. Кейінен ашу мен шіру таза химиялық процесс екенін 1697 ж. немістің дәрігері - химик Г. Э. Шталем (G. E. Stahl, 1660-1734) тапқан. Шталем ашу мен шіру бұл химиялық өзгеріс деген. Бірақта бұл көзқарас көп ғалымдармен қолданылмады.

А. Ван Левенгук «глобул» (ашытқы) ашыту мен шіру ол француздық натуралист Ж. Л. Л. Бюффонға (G. L. L. Buffon, 1707-1788) тиісілі. Қанпен ашытқыны қосқанда спирттің шығатынын француздың химигі А. Л. Лавуазье (F. L. Lavoisier, 1743-1794) тапқан. Ол 1793 жылы былай деп жазды: «Аз ғана сыра ашытуға жететін ашытқыны алсаң да ол өзінен өзі көбейе береді, бұл ферменттің әсері». Бірақ та ол дегеніне жете алмай француз буржуазия революциясының террорының құрбаны болды.

XIX ғасырдың 30 жылдары мироскоптық зерттеулердің дамыған уақыты болды. 1827 ж. француз химигі Ж. Б. Демазьер (J, B. Demazier, 1783-1862) организмдердің құрылысын (ашытқыларды), сыра бетіндегі жұқа қабықшаны сипаттап берді. Бұдан 10 жылдан кейін француз ботанигі Ш. Каньяр де Латур (Ch. Cagniard de Latour, 1777-1859) сыраның бетіндегі жұқа қабықша ол тірі зат , яғни ашытқының әсері екенін тапты. Дәл осы мезгілде немістің табиғат зерттеушісі Ф. Кютцинг (F. Kuthzing, 1807-1893) сірке қышқылының спирттен пайда болатынын сұйықтықтың беткі қабатындағы қоймалжың массаға көңіл аударды. Ол тірі организмдерден тұратыны белгілі болды. Дәл соған ұқсас қорытындыға немістің табиғат зеріттеушісі Т. Шванн (Th. Schwann, 1810-1882) келді. Сонымен, бұл үш ғалымдар Ш. Каньяр де Латур, Ф. Кютцинг және Т. Шванн бір- біріне ешқандай қатысы жоқ және бір мезгілде ашытқының тірі микроскоптық зат деген тұжырымға келген.

Спирттік ашу – нәтижесінде этил спирті, көмірқышқыл газы және энергияның бөлінуі жүретін көмірсулардың тотығу процесі. Қанттардың, яғни көмірсулардың ашу процесі өте ертеректен белгілі болған, сыра және шарап өндіру барысында жиі қолданылған. Ашытуды негізінен ашытқылар, сонымен қатар, бактериялардың кейбір түрлері және саңырауқұлақтар тудырады. Әр елде спирттерді алу үшін түрлі микроағзалар тірішілік әрекетін пайдаланады. Мысалы, Европада Saccharomyces туысына жататын микроағзаларды, Оңтүстік Америкада —Pseudomonas lindneri бактерияларын, Азияда — мукор туысына жататын саңырауқұлақтарды пайдаланылады. Ашу процесі барысында тек көмірсулар, тек таңдамалы көмірсулар ашиды. Ашытқылар тек бірқатар 6-көміртекті қанттарды (глюкоза, фруктоза, манноза) ашытады. Сызба нұсқа түрінде спирттік ашу процесін төмендегідей өрнектеуге болады

C₆H₁₂O₆ —> 2C₂H₅OH  + 2CO₂  + 23,5×104 дж

глюкоза —> этиловый спирт + углекислота + энергия

Спирттік ашу процесі – бірнеше сатыдан тұратын күрделі құбылыс. Глюкозаның пирожүзімқышқылына айналуы, тыныс алу процесіне ұқсас келеді. Бұл реакциялардың барлығы оттексіз ортада, яғни анаэробты жағдайда өтеді. Соңынан тыныс алу және ашу процестері жеке дара өтеді. Спирттік ашу процесі барысында пирожүзім қышқылы соңғы кезеңде спирт пен көмірқышқыл газына айналады. Бұл реакциялардың жиынтығы екі кезеңде өтеді. Алдымен пируваттан СО₂ бөлініп, сірке альдегидін түзеді. Соңынан сірке альдегиді сутекті байланыстырып, этил спиртіне дейін тотықсызданады. Барлық реакциялар ферметтер қатысында өтеді. Альдегидтердің тотықсыздануында НАД·H₂ қатысады. Әрдайым спиртік ашу барысында, негізгі өнімдерден басқа, жанама өнімдер түзіледі. Олар алуан түрлі, бірақ өте көп мөлшерде кездеседі: амил, бутил және басқа да спирттер, аталған спирттердің қоспасы – сивуш майы деп аталады. Сивуш майы шараптарға арнаыы аромат береді. Спирттік ашудың биологиялық мәні – АТФ түрінде шоғырналатын бөлінген энергияның санын, соңынан жасушаның тірішілк әрекеті жұмсалады.

133.Микроорганизмдер генетикасы.Плазмидалар.Плазмидалар туралы жалпы түсінік. Барлық ағзалар өздерінің ата – тектеріне ұқсас болады. Ал микроағзаларда осындай жалпы биологиялық заңдылыққа бағынады. Бұл әрине ұрпақтан сол ата-тектеріне тән ерекше құрылысымен қасиетін сақтау және оларды ұзақ уақыт бойына тұрақтандыру болып табылады, яғни басқаша айтқанда тұқым қуалаушылық.

Ағзаларда болатын эволюцияның басты факторлары: өзгергіштік бейімдеушілік (адаптация), тұқым қуалаушылық және тіршілік үшін күресте жеңіп шығу болып табылады.

Ағзаны қоршаған ортаның өзі өзгеріп құбылып тұтратындықтан, мұнда тіршілік ететін микроағзалар біраз бекіп, ұрпақтан – ұрпаққа біріліп отыруы үшін, орта жағдайлары да бір шама тұрақты болуы мүмкін. Мұның өзі микроағзалардың жаңа ортаға бейімделуін талап етеді. Л. Пастер өз еңбектеріне ағзаның тіршілік ортасын өзгерте отырып, ондағы пайдалы қасиеттерді ұзақ уақыт жоғалтпай, сақтап қалуға болатынын дәлелдеді. Қазіргі кезде микроағзалар жасушасының құрылысы біршама жақсы зерттелді. Оның тұқым қуалаушылық қасиеті жасушада болатын дезоксирибонуклеин қышқылына (ДНК) тікелей байланысты екені анықтайды. Ол жасушада сақина тәрізді көмкерілген жіпшелерден тұратыны да дәлелденеді. Бұл жіпшелерді бактериялар хромосомалары деп атайды. Хромосомдарда жеке бөлшектер болады. Оны ген деп атайды. Міне осы ген жасушадағы болып жатқан барлық процестерге жауапты және ол микроағзалардың тұқым қуалаушылығын анықтайды. Әрбір тұқым қуалашылық касиетті оның гені бақылайды. Ал гендердің жинағы – микроағзалар геномын құрайды.

Бактериялар ядросында ДНК мыңға жуық болады және олардың әрқайсысының ұзындығы түрліше болуы мүмкін. Жасушада болатын гендер тобын өзара байланыстырып ұстап тұру үшін, ДНК бір сызық бойымен, тізбектеле орналасуы керек. Мәселен бактериялар ДНК-сы молекуларының ұзындығы 56-58 микрон. Осындай ірілігіне қарамай ДНК молекуларының құрылысы қарапайым. Олар бұраста жасалған басқыш тәрізді, өз ара байланысқан екі тізбектен құралады. Осы тізбектің ішкі жағында – пурин және пиримидиннен құралған азотты негіздер болады. Ал шеттері фосфорлы – көміртегіндік қосылыстармен көмкерілген.

Генетикалық зерттеулер микроағзалардың нақты белгілері ферменттер көмегімен жасалатынын анықтады. Сонда әр ген ерекше ферменттің түзілуін анықтайды, яғни бір химиялық реакцияның, барысын бақылайды. Ал бұл реакцияны тиісті фермент атқарады.

Тұқым қуалаушылық белгі микроағзалардың бір ұрпағынан екінші ұрпаққа, әр клеткадағы нуклеитидтерде болатын гендер арқылы беріледі. Геннің ішіндегі белгі көрінісі ерекше ақуыз – фермент құрауға қолданады. Фермент - микроағзадағы бір бөлігінің химиялық негізін құрайды. Сайып келген де барлық тұқым қуалаушылық белгі биохимиялық процестердің ақырғы өнімі болып есептеледі.

Микроағзалар жасушасында гендердің толық жиынтығы болса, осы микроағзаның генотипі болып есептеледі. Ал жеке ағзада тұқым қуалаушылықтықтың морфологиялық белгілері мен физиологиялық процестері белгілі болса, ол фенотип деп аталады. Генотипі жөнінен бір-біріне өте жақын микробтардың фенотипі жағынан бір-бірінен айырмашылық модификация деп атайды. Сонда генотиптің сыртқы ортамен әрекетінен барып фенотиптегі айырмашылықтар пайда болуы мүмкін. Бірақ бұл айырмашылықтардың ерекшелігін ағзадағы генотип әрдайым бақылап отырады. Модификация құбылысы, оны туғызған ерекше сыртқы орта жағдайлары әрекет етіп тұрғанда ғана бөлінеді. Олар ұрпақтан – ұрпаққа берілмейді, яғни тұқым қуаламайды. Мәселен, жіпшелері бар бактерияларды фенолмен өңдегенде жіпшелер өспей қалады. Бірақ олардың ұрпағын фенолсыз қоректік ортада өсіргенде бұрынғысынша бірқалыпты жіпшелер пайда болған.

Қазіргі кезде микроағзалардың морфологиялық және физиологиялық белгілері солардың жасушасындағы ДНК-да орналасқан гендердің толық бақылауында болатыны анықталып отыр.

Бактериялар плазмиді. Хромосомнан тысқары орналасқан тұқым қуалаушылық заттарды плазмидтер деп атайды. Оларды хромосомға тәуелді емес екі шынжырлы сақина тәрізді әртүрлі молекулярлық массасы бар репликондық, яғни тәуелсіз түрде репликацияға қабілеті бар ДНК молекулары бар. Сонымен қатар плазмидтер коньюгация кезінде генетикалық материалды (F - плазмидтер) тасымалдаушы, антибиотикьерге, сульфаниламид препаратына төзімді (R - плазмидтер), түрлі уларды синтездеуге қабілеті бар ( Ent – плазмидтер) ішек таяқшалары ішек ұлпаларына бекуге қажетті фимбрийларды түзеуге қатысады. Барлық белгілі плазмидтерді коньюгативті және коньюгативті емес деп ажыратады. Коньюгативті плазмидтер коньюгация кезінде меншікті ДНК-ны донор клеткадан, рецепиент клеткаға тасымалдайды. Ал коньюгативті емес терінде мұндай қасиет болмайды. Коньюгативті плазмидтің молекулярлық массасы 26-дан 75-10⁶ дейтін болса, коньюгатвті еместігі –10 × 10⁶ артық емес. Кейбір плазмидтер, мәселен, плазмид бактериялар жасушасында хромосомға тәуелсіз өз алдына тіршілік ете алады. Бір-біріне туыстас плазмидтер бір бактерия жасушасында тіршілік ете алмайды. Бұлардың осы қасиеті систематикалау кезінде қолданылады.