42. Микроағзалардың көбеюі: микроағзалардың бөліну арқылы көбеюі (сызба нұсқасын көрсету және түсіндіру).

Сурет 14 – Бактерия жасушасының қосжақты тура бинарлы бөліну

1 – вегетативті жасушаның өсуі; 2 – ЦПМ-ның ішке қарй енуі салдарынан көлденең тосқауылдыр немесе мезосомалардың түзілуі; 3 – мезосомалардың тартылуы; 4 – екі жас жасушаның пайда болуы.

43. Микроағзалар генетикасы. Мутация жиілігі, олардың алуан түрлілігі. Мутация типтері. Спонтанды, индукциялық, рациациялық және химиялық мутагенез.Бактериалды геномның өзгерісі  мутациялар нәтижесінде өтеді. Мутация – тұқымқуалау барсында ДНК молекуласындағы нуклеотидтердің орналасуындағы жүретін өзгеріс. Өзгерістердің негізіне репликация кезінде тұқымқуалаушылық хабарды көшіру барысында болатын қателіктер жатады.  Фенотиптік мутациялар – бактерия жасушасы морфологиясының өзгерісі, өсу факторларына қажеттіліктердің пайда болуы (ауксотрофтылық), антибиотиктерге төзімділік қасиеттерінің пайда болуы, температураға төзімділігінің өзгеруі, вируленттіліктің төмендеуі.  Бактериалардағы мутация бағытталмаған сипатта болады. Мутациялар спонтанды, яғни өздігінен туындауы мүмкін, және индуцияланған болады. Спонтанды мутациялар – ДНК молекуласы репликациясы нәтижесінде болған қателіктер нәтижесінде туындайды. Индуциялы мутациялар – сыртқы орта факторларының, мутагендердің әсерінен туындайды.

 

44. Микроағзалар препараттарын дайындау. Фиксацияланған препараттарды немесе мазок дайындау. Препараттарды дайындау үшін қолданылатын микробиологиялық заттарды ата және фиксациялау процесі қалай жүзеге асады. Фиксациялау. Фиксациялау барысында төмендегідей мақсаттар қарастырылады: микробтарды өлтіру, мазоктың заттық шыны бетінде бекуін қамтамасыз етеді, боялуға қажетті мазок дайындау. Фиксациялау үшін құрғақ препаратты бірнеше рет жалдын үстінен өркізеді. Мазок дайындау. Таза заттық шыныға бірнеше тамшы су тамызады, оның үстіне зерттелетін материалды орналастырады және жақсылап араластырып, шыны бетінде жұқалап тегістейді.

45. Бактерия жасушаларының пішіндерінің алуантүрлілігі: шар тәрізді немесе коккалардың алуан түрлілігі. Сыртқы пішініне қарай бактериялар негізінен үш топқа бөлінеді: шар тәрізділер – коккалар, таяқша тәрізділер – бактериялар, бацилдар және спираль тәрізділер – вибриондар, спириллалар (сурет 10). Шар тәрізді бактериялардың жеке – жеке түрлері коккалар делінсе, екі – екіден қосақталған түрлері – диплококкалар (сурет 10,а), өзара тіркескен, моншақ тәрізделгендері – стрептококкалар (сурет 10,б), төрт – төрттен тіркескендері – тетракоккалар, сегіз – сегізден текшеленгендері – сарциналар (сурет 10,г) делінеді. Ал олардың стафилакоккалар деп аталатын бір тобындағы шар тәрізді бактериялардың орналасуы жүзімнің шоқ жемісіне (сурет 10,в) ұқсайды

.

а б в г

д е ж

З и

Сурет 10 - Бактерия жасушаларының пішіні

(а– диплококкалар, б – стрепткоккалар, в – стафилококкалар, г – сарциналар, д-е - таяқша тәрізді бактериялар, ж – спириллалар, з – вибриондар, и – спирохеталар)

46.Микроағзалардың көбеюі: бактериялардағы бүршіктену процестері. 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

.

жас

аналық жасуша

Сурет 15 – Бүршіктену процесі

47. Ашу. Ашу процесі туралы жалпы түсінік. Спирттік ашу. Спирттік ашу процесін жүзеге асыратын микроағзалардың алуантүрлілігі. 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 джглюкоза —> 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. Ашу процесі барысында бірқатар қосымша заттар - этил спирті, сут және сірке қышықылдары түзіледі.

48. Микроорганизмдер генетикасы: Плазмидалар. Плазмидалар туралы жалпы түсінік классификациясы.Генетика — бүкіл тірі ағзаларға тән тұқым қуалаушылық пен өзгергіштікті зерттейтін биология ғылымының бір саласы. Ағзалардың тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылымды генетика деп атайды (грекше “genetіkos” — шығу тегіне тән).     Плазми далар - бактериялардың хромосомадан тыс мобильды генетикалық құрылымы, олар екі жіпшелі ДНҚ-ның түйықталған сакинасы түрінде көрінеді. Көлемі бойынша хромосома ДНҚ-ның 0,1-5 % қүрайды. Плазмидалар автономды көшіруге қабілетті және жасуша цитоплазмасында болады, сондықтан жасушада плазмидалардың бірнеше кошірмелері болуы мүмкін. Плазмидалар хромосомаға тіркеліп (интеграцияланып) сонымен бірге репликацияланады. Плазмвдалар трансмиссивті және трансмиссивті емес болып бөлінеді. Трансмиссивті (конъюгацияльщ) плазмвдалар бір бактериядан екіншісіне тасымалдануы мүмкін.«Плазмада» терминін ең алғаш бактериялардың жыныстық факторын белгілеу үшін американдық ғалым Дж.Ледерберг (1952) енгізді. Плазмидалар жасуша-иесі үшін кажетсіз гендерді тасымалдайды, және бактерияларға қоршаған ортаның арнайы жағдайларында плазмидасыз бактериялармен салыстырғандағы олардын уақытша артықшылығын қамтамасыз ететін қосымша касиеттер береді.Әртүрлі түрлер бактерияларында дәрілік препараттарға (антибиотиктер, сульфаниламидтер т.б.) көптеген тұрактылыққа жауапты гендерді тасымалдайтын К - плазмидалар анықталды, Ғ-плазмидалар ңемесе конъюгация мен жыныстық пили түзуге қабілетін анықтайтын бактериялардьщ жыныстық факторы, Еnt-плазмидалар энтеротоксинлің онімін детерминациялайды (бақылайды).Плазмидалар бактериялардың вируленттігін, мысалы оба, сіреспе, қоздырғыштары, топырақ бактерияларының ерекше кеміртегі көзін қолдану қабілетін анықтайды, ақуызды антибиотикке ұқсас заттардың түзілуін бақылайды - бактериоциногения плазмидаларымен детерминацияланатын бактериоциндер және т.б. Микроорганизмдерде коптеген басқа плазмидалардың болуы осыған ұқсас қүрылымның әртүрлі микроорганизмдерде кеңінен таралғанын болжауға мүмкіндік береді.Плазмидалар рекомбинацияға, мутацияға, бактериялардан элиминациялануға (шығару) ұшырауы мүмкін, бірақ олардың негізгі касиетіне әсер етпейді. Плазмидалар генетикалык материалдьщ жасанды реконструкциясы бойынша экперимент (тәжірибе) үшін қолайлы үлгі болып табылады, рекомбинантты штамдарды алу үшін генетикалық ииженерияда кеңінен қолданылады. Түр ішілік, түр аралык және тіпті іуыс аралық плазмидаларды жылдам езіндік көшіру және конъюгациялық тасымалдау мүмкіншілігіне байланысты плазмидалар бактериялардың эволюциясында маңызды роль атқарады.

49. Препараттарды бояу. Бояудың түрлері. Күрделі бояу әдісі . Күрделі бояу әдісінің сызба нұсқасын түсіндір. Препараттарды бояу. Бояу әдістері жай және күрделі болады. Жай бояу әдістері бактериялардың морфологиясымен танысу үшін қажет. Боялған препараттарды дайындау әдісі бірнеше сатылардан тұрады.Мазок дайындау. Таза заттық шыныға бірнеше тамшы су тамызады, оның үстіне зерттелетін материалды орналастырады және жақсылап араластырып, шыны бетінде жұқалап тегістейді. Кептіру. Препараттарды бөлме температурасында кептіреді. Препараттың кебуін арттыру үшін заттық шыныны жалынның үстінен 1-2 рет өткізеді. Фиксациялау. Фиксациялау барысында төмендегідей мақсаттар қарастырылады: микробтарды өлтіру, мазоктың заттық шыны бетінде бекуін қамтамасыз етеді, боялуға қажетті мазок дайындау. Фиксациялау үшін құрғақ препаратты бірнеше рет жалдын үстінен өркізеді.Бояу. Фиксацияланған препаратқа қандай болмасын бояу ерітіндісін тамызады. Таза препарат алу үшін бояуды препаратты жабатындай етіп сүзгіш қағазға тамызады.Жай бояу әдісінде бір ғана бояу қолданылады, ал күрделі бояу әдісінде екі және одан да көп бояулар қолданылады. Күрделі бояу әдісі микроағзалар құрылысын және олардың жіктелуін анықтау үшін қажет.Бактерияларды Грам әдісімен бояу (1884). Бұл әдіс бактерияларды бір-бірінен ажырату үшін қажет және Грам әдісімен бояу бірнеше сатыдан тұрады.Заттық шыны үстінде мазок дайындалады.Мазокқа 2-3 тамшы генцианвиалет ерітіндісі тамызылады. 2 минуттан кейін бояуды сумен жуады.2-3 тамшы Люголь ерітіндісінің /иодтың иодты калийдегі ерітіндісі/ тамызып, 2 минуттан кейін сумен жуады.Мазоктың үстіне 96 спирттің 1-2 тамшысын тамызып, 30 секундтан кейін сумен жуып тастайды.Препаратты 1-2 мин фуксин ерітіндісінде бояйды, сумен жуады және сорғыш қағазбен кептіреді.

Грам ( + ) бактериялар күлгін түске; грам ( - ) бактериялар қызыл түске боялады.

Сурет 5 – Грам әдісмен бояудың сызбанұсқасы

Бактериялар спораларын бояу. Пешков әдісі. Дайын мазокты от жалынында фиксациялайды.

Фиксацияланған препаратқа Лиффлер метилен көгі ерітіндісін тамызады және оны жалынның үстінде қайнағанша ұстайды (15 – 20 секунд).Сумен жуып, 0,5% нейтралды қызыл бояудың судағы ерітіндісімен бояйды. Дистилденген сумен жуып, кептіріп, иммерсионды май арқылы микроскоппен көреді. Споралар көкшіл немесе көк түске боялады. Жас споралар – қара-көк тусті, ал пртоплазма қызғылт түске боялады. Капсулаларды бояу. Заттық шыны үстіне 1-2 тамшы сұйық тушь ерітіндісін тамызады, оның үстіне зерттелетін объектіні орналастырып, жақсылап араластырады. Заттық шыны үстінде тушты жағып, кептіреді. Дайын препаратты микроскоп арқылы көреді (қараңғы фонда). Заттық шыны үстінде Циль фуксин бояуын сумен араластырып, оынң үстіне зерттелетін объектіні орналастырады. 1 – 2 мин өткеннен кейін сұйық тушьты тамызып, тамшыны заттық шыны бетінде жағып, кептіреді. Препаратты микроскоппен көреді (қарңғы фонда), жасуша қызыл түске боялады, ал капсула түссіз болады.Жасушаның қор заттарын бояу. Волютин (метахроматин дәндері) - бактерия жасушасындағы азоттың қор заты. Нуклеин қышқылының туындысы, жасуша құрамында әртүрлі пішнді жартылай сұйықтық түрінде кездеседі.Фиксацияланған препаратты метилен көгімен бояғанда волютин дәндері – күлгін түске, ал пртоплазма – көкшіл түске боялады.Майлар – жасуша құрамындағй май түйіршіктерін анықтау үшін судан 111 бояуы қолданылады (0,1г судан 111 + 20 мл 95% спирт ). Клетка протоплазмасы түссізденеді, ал май тамшылары сарғыш-қызыл түске боялады. Гликоген (жануар крахмалы). Ашытқыларда, пішіен таяқшасында және клостридий бактерияларында кездеседі. Гликогенді анықтау үшін йодтың тұтқыр ерітіндісі қолданылады (7г йод + 20г йодты калийдің судағы ерітіндісі). Гликоген қызыл-қоңыр түске боялады.

5 0. Бактерия жасушаларының пішіндерінің алуантүрлілігі: Таяқша тәрізді бактериялар, бациллалар. Таяқша тәрізді бактериялар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының пішініне, споралар түзілуіне қарай бірнеше топтарға бөлінеді (сурет 10,д-е). Спора түзуші топтарын – бациллалар, ал түзбейтіндерін бактериялар деп атайды. Таяқша тәрізді бактерияларды жасушаларының орналасу тәртібіне қарай бірнеше топтарға бөледі: диплобациллалар немесе диплобактериялар – екі – екіден қосақтала орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Стрептобактериялар – моншақ тәрізді тізіле орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Кейде пішіні шар тәрізді бактерияларға тым ұқсас таяқша тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Спора түзетін жасушалары тізбектеле орналасқандарын стрептобациллалар деп атайды.

52 Ашу. Ашу процесі туралы жалпы түсінік. Сүт қышқылдық ашу. Сүтқышқылдық ашу процесін жүзеге асыратын микроағзалардың алуантүрлілігі. Сүт қышқылдық ашу процесі. Сүт қышқылы ашу процесінде лактоза қанты ерекше сүт қышқылы бактерияларының, көмегімен сүт қышқылына айналады. Бұл процесс мына реакция бойынша жүреді: С₆Н_І2О₆=2СзН₆Оз+18 ккал қант сүт қышқылы энергия.Сүт қышқылы ашу процесі көбінесе сүтте кездеседі және бұл процеске қатынасатын бактерияларды сүт қышқылы бактериялары деп атайды. Бұл процестің нәтижесінде негізгі продукт ретімде қышқыл түзіледі.Сүт қышқылы ашу процесі табиғатта, тұрмыста кең таралған. Ол өндірісте, ауыл шаруашылығында қолданылады. Өнер-кәсіпте таза сүт қышқылын алу, түрлі тағамдар даярлау(сүзбе, қаймақ, айран т.б.) жемшөпті сүрлеу, овощтарды ашыту негізінен осы сүт қышқылы бактерияларының қасиетіне негізделген. Сүт қышқылы ашу процесінің ішкі сыры соңғы кездерде анықталды. Қант ашығанда бірден сүт қышқылы пайда бола қоймайды. Алдымен аралық өнім ретінде пирожүзім қышқылы түзіледі. Егерде ашытқы саңырауқұлақтарда осы пирожүзім қышқылын сірке альдегидіне дейін ажырататан карбоксилаза ферменті болса, сүт қышқылы бактерияларында ол жоқ. Соның нәтижесінде пирожүзім қышқылы одан әрі ажырамайды, сутегінің әсерінен тотығу процесіне ұшырап, сүт қышқылына айналады.Ал тіршілігі нәтижесінде қанттан тек сүт қышқылын ғана емес, сонымен бірге басқа да өнімдер түзетін сүт қышқылы бактериялары да бар. Бұларды гетероферментативті сүт қышқылы бактериялары деп атайды . Бұл бактериялар қатысқанда қант мына төмендегіше ажырайды:

С₆Н₁₂О₆ — СНзСНОН • СООН + СООНСНа • СООН +

Қант сүт қышқылы янтарь қышқылы

+ СН₃ СООН + СН ₃ СН ₂ ОН + СО ₂ + Н₂ + ккал

Сірке қышқылы спирт көмір сутегі энергия

қышқылы

газыГетероферментативті сүт қышқыл бактериялары кейде ауасы мүлде жоқ жерде де тіршілік ете береді. Олардың бір ерекшелігі ортадағы азоттың минералды түрлерімен де қоректене береді. Бұл бактериялардың тағы бір ерекше қасиеті — жасушасында карбоксилаза ферментінің барлығы. Осының арқасында ауасыз (анаэробты) жағдайда олар әжептәуір мөлшерде спирт те түзе алады.Гетероферментативті сүт қышқылы бактерияларының ішінде пентоза қантын жақсы ашытатындары да бар. Пентозаның ыдырауы барысында сүт және сірке қышкылдары пайда болады:

С₅ Н1₀ О₅= CH ₃CHOH COOH+ CH₃ COOH

Пентоза қанты сүт қышқылы сірке қышқылыАнаэробты жағдайда ыдырайтын пентоза қантының 90 проценті сүт және сірке қышқылдарына айналады. Бұл процесс топырақта жүрсе органикалық қалдықтардың тез ыдырауына мүмкіндік туғызады.

53. Микроорганизмдер генетикасы: плазмидалардың биологиялық қызметі, хромосомалардағы интеграция.Микроорганизмдердің генетикасы тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ілімі ретінде құрылысы мен биологиясына сәйкес өзіне тән ерекшеліктері бар. Бактериялардың генетикасы көбірек зерттелген, олардың ерекшелік сипаты бактериалды жасушаның ұсақ өлшемі және көбеюінің жоғары жылдамдығы, мұның нәтижесі популяцияның үлкен санында кысқа уақыт аралығында генетикалық өзгерістерді анықтауға мүмкіндік береді. Бактериалды жасушада гендердің біртекті жиынтығы бар (аллелдер жоқ). Бактерияның хромосомасы ұзындығы 1000 мкм және молекулалык салмағы 1,5-2 10⁹ Д полинуклеотид (ДНҚ-ның екі полинуклеотидтті тізбегі) болып табылады. Ол суперспиралданған және сақинаға тұйыкталған: ЗООО-5000-ға дейін геннен тұрады. Хромосомаға үқсас бактериялардың цитоплазмасында плазмида (хромосомадан тыс түқымқуалаушылық факторлары) деп аталатын ДНҚ-ның ковалентті түйыкталған сақинасы орналасады. Плазмвд салмағы хромосома салмағынан аз. Хромосома мен плазмида автономдық өздігінен көшіруге-репликацияға кабілетті, сондықтан оларды репликондар деп атайды. Микроорганизмдердің қасиеті кез-келген басқа организмдер сияқты олардың генотипімен анықталады, яғни берілген дараның гендер жиынтығы. Микроорганизмдерге қатысты «геном» термині - «генотип» ұғымына синоним болып келеді.