2.4. Средства и механизмы управления адаптационной изменчивостью

Получение микроорганизмов – модификантов и их использование в биопроизводстве может быть управляемым, если известны способы регулирования метаболизма и роста. Их чаще связывают с факторами внешней среды. Многообразно обменных процессов, необходимых для синтеза различных веществ и роста клеток требует их хорошей координации /научно обоснованной биотехнологии/.

Каждый метаболический процесс включает несколько ферментативных реакций. Но регуляция клеточного метаболизма происходит на двух уровнях – на уровне синтеза ферментов и на уровне изменения их активности. Цель этой регуляции – обеспечить нужное соотношение между скоростью синтеза суммарного клеточного белка. Эта скорость определяется частотой транскрипции структурных генов.

Многие ферменты образуются непрерывно вне зависимости от условий среды. Такие ферменты называют конструктивным /соответственно, также говорят о конструктивном синтезе ферментов/.

Образование катаболических ферментов регулируется путем индукции субстратом, когда он имеется в питательной среде. Все другие катаболические ферменты, которые клетка способна синтезировать не должны образоваться , пока в них нет надобности . Индукция и репрессия действуют медленно /механизм грубой наводки/, а изменение активности ключевого фермента проявляется мгновенно /тонкая регуляция/.

Образование анаболитических ферментов регулируется путем репрессии конечным продуктом , появившемся в среде при определенном накоплении . Ферменты, необходимые для синтеза основных структурных компонентов бактерий, обычно образуются непрерывно, но их образование появляется если конечный продукт имеется в избытке. В таком случае говорят о репрессии конечным продуктом.

Регуляция на уровне активности ферментов свойственна, как правило, ключевым ферментом клеточного метаболизма под действием положительного или отрицательного эффектора. Оба типа регуляции – индукция и репрессия приводят к почти одинаковому результату: они влияют на пропускную способность того или иного метаболического пути.

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

Модификационная изменчивость может настолько повлиять на морфологические и физиологические признаки микроорганизмов, что их таксономическая принадлежность /родственность/ к исходному фенотипу или типовому штампу вызывает большие сомнения. Более того, в селекционной работе классические ключи классификации и таксономии нередко не дают четкого ответа к какому роду и виду следует отнести те или другие микроорганизмы с почти одинаковыми внешними признаками и физиологическим поведением.

Для этого в таксономию микроорганизмов в последние годы был введен дополнительный метод определения гомологии ДНК как критерий родственности определяемых форм. Действительно, модификационная изменчивость, по существу, не затрагивает наиболее консервативную часть наследственного аппарата клетки – ДНК. В макромолекуле ДНК возможно множество сочетаний пар мономеров, обеспечивающее все мыслимые степени изменчивости структуры гена. Доказательством наличия вариаций набора пар нуклеотидов в ДНК служит тот факт, что при равном количестве аденика /А/ и /T/, гуанина /Г/ и цитозина /Ц/ отношение у разных видов микроорганизмов колеблется от 0,69 до 1,83.

Разные виды микроорганизмов, имея различные генотипы, естественно, имеют и суммарные различия в химическом составе генов, что отражается в колебаниях коэффициента . Этот показатель одинаков как у форм одного вида, так и у близкородственных бактерий. В результате коэффициента соотношения пар комплементарных бактерий и был принят в качестве коэффициента видоспецифичности /критерий родственности, или гомологии ДНК/.