Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
заочка / 23_4_87_88_3_57_56_95_50_49_37_28_24_29_38_48.doc
Скачиваний:
45
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
216.06 Кб
Скачать

50 Витамины

Это низкомолекулярные орг. соединения различной химической природы, выполняющие важнейшие функции в живых системах. Витамины требуются организму в очень небольших концентрациях. Витамины делят на водорастворимые (B, C, H и другие) и жирорастворимые (A, D, E, K). Существуют ещё витаминоподобные соединения (флавоноиды, холин, инозит, липоевая кислота). Существует отдельная группа - антивитамины. Они могут вступать в конкурентные отношения с витаминами, занимать их место в структуре фермента. Антивитамины не могут выполнять функции витаминов. Это связано с их строением. Поэтому может возникнуть авитаминоз. К антивитаминам относят также вещества, которые связываются с витаминами или разрушают их (овидин, сульфаниламидные препараты). Авитаминоз - отсутствие витаминов. Гиповитаминоз-недостаток витаминов. Гипервитаминоз - избыток витаминов (может вызвать аллергию и другие проблемы). Витамин Ажирорастворимый витамин (ретинол-А1, ретиналь-А2, ретиноевая кислота-А3). Содержится в основном продуктах животного происхождения(печень, яичный желток, в растениях представлен провитамином- β-каротин. Функции: входит в состав зрительного пигмента – родопсина, необходим для развития эпителия, для нормального роста организма, участвует в борьбе с вирусами. Недостаток витамина приводит к кератозу, куриной слепоте, сухости роговицы глаза. Витамин В1 – тиамин (водорастворимый). Состоит из пиримидина и тиазола. Этот витамин синтезируется растениями и м/о. Участвует в обмене углеводов. Недостаток приводит к нарушениям углеводного обмена, проблемам с пищеварительной, нервной, сердечнососудистой системой. Содержится в злаковых, в хлебе, пивных дрожжах. Витамин В2 состоит из рибитола и азоаллоксазина. Синтезируется растениями, участвует в транспорте водорода, принимает участие в тканевом дыхании. Недостаток витамина приводит к проблемам с кожей, со зрением. Большое количество витамина содержится в бобовых, дрожжах, мясо-молочных продуктах. Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), синтезируется растениями, м/о. Недостаток вызывает анемию, дерматит, судороги. Участвует в реакциях переаминирования и дезаминирования. Витамин В12 участвуют в биохимических процессах не только, как предшественники коферментов, но и могут служить основой для биосинтеза отдельных групп соединений. Холин - донор метильных групп, участвует в биосинтезе метионина. Содержится в яичном желтке и др. Липоевая кислота - используется в медицине против атеросклероза, заболеваний печени, сахарном диабете. Карнитин - участвует в трансмембранном транспорте. Витамин U (метилметионин) - содержится в капустном соке, полезен при язве желудка, гастрите. ПАБК - является составной частью витамина фолиевой кислоты.

95 Закваска – основной источник внесения желаемой микрофлоры в молоко при производстве кисломолочных продуктов. Закваска является чистой посевной культурой микроорганизмов..

В молочной промышленности используются закваски, полученные из чистых культур микроорганизмов, которые готовят в специальных лабораториях. Состав микрофлоры подбирают таким образом, чтобы обеспечить для каждого вида продукта свойственный ему запах, вкус, консистенцию.

Закваски: моновидовые(1 штамм) поливидовые(несколько штаммов). В зав-ти от концентр-ии клеток: жидкие (106-7кл м/к/б в 1мл, ограниченный срок годности, не более 10 суток при Т 0-60 и 5с. при комн. Т). Сухие (108-7кл м/к/б в 1 гм.В молочной промышленности применяют в основном жидкие закваски и закваски, высушенные способом сублимационной сушки; сухие, жидкие и подвергнутые глубокому замораживанию бактериальные концентраты, бактериальные препараты. Срок хранения сухих заквасок, бактериальных препаратов и концентратов составляет 3-4 месяца, жидких заквасок – 10 суток (в условиях холодильника).

Основные правила приготовления заквасок

Закваску готовят на цельном или обезжиренном молоке хорошего качества, которое стерилизуют при температуре 121 С с выдержкой 15-20 минут (при приготовлении лабораторной закваски) или пастеризуют при 92-95 С с выдержкой 20-30 минут (при приготовлении производственной закваски). Сразу после термической обработки молоко охлаждают до температуры заквашивания и вносят в него закваску в количестве 1-3 % в зависимости от условий производства. В результате биохимических процессов в молоке происходит образование белого сгустка,

частично расщепляются белки молока, формируется вкус и аромат продукта. При приготовлении лабораторной закваски проводят несколько последовательных пересевов каждые сутки в возрастающие объемы (1:10) до доведения объема, необходимого в производстве.

После каждого пересева и перед выпуском в производство закваску контролируют по органолептическим, химическим и микробиологическим показателям.

Пороки заквасок

В заквасках могут быть различные пороки. Так, в заквасках, состоящих из мезофильных молочнокислых стрептококков, одним из наиболее распространенных пороков является развитие термоустойчивых молочнокислых палочек. Он возникает в результате нарушения режимов пастеризации, неэффективного охлаждения готовой закваски.

Закваски для масла и сыра нередко имеют сниженную способность к образованию аромата, что может быть связано с качеством исходной закваски, содержащей недостаточное количество ароматобразующих стрептококков; качеством молока; нарушением температурного режима сквашивания; недостаточной продолжительностью созревания.

Снижение качества заквасок может быть связано с развитием бактериофагов, наличием в молоке ингибирующих веществ. Иногда в закваске для сметаны, реже – для творога, появляется тягучесть. В случае появления этого порока данную закваску заменяют закваской из другой партии и тщательно следят, чтобы не снижалась температура сквашивания.

В заквасках, состоящих из термофильных молочнокислых стрептококков, чаще всего наблюдается развитие термоустойчивых молочнокислых палочек, а также возникновение излишней тягучести.

В многокомпонентных заквасках пороки, как правило, обусловлены нарушением условий культивирования кефирных грибков. Одним из наиболее распространенных пороков является ослизнение кефирных грибков и появление тягучести в грибковой закваске уксуснокислых бактерий. Распространен порок, выражающийся в снижении активности кефирной закваски. Он возникает в результате накопления в закваске молочнокислых палочек, которые, повышая кислотность, подавляют развитие молочнокислых стрептококков - активных кислотообразователей.

Чрезмерное увеличение дозы вносимой закваски приводит к повышению кислотности молока и получаемого продукта. Недостаточное внесение заквасочных культур может приводить к нарушению биохимических процессов в сырной массе, и активизации посторонней, технически вредной микрофлоры, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха.

При переработке молока с механической загрязненностью, применении молока с низкой первоначальной кислотностью, слабом молочнокислом процессе увеличивают дозы вносимых заквасочных культур. Однако чрезмерное увеличение дозы вносимой закваски не способствует увеличению объема действующей микрофлоры, а приводит к повышению кислотности молока и получаемого продукта. Недостаточное внесение заквасочных культур может приводить к нарушению биохимических процессов в сырной массе, а отсутствие конкуренции – к активизации посторонней, технически вредной микрофлоры, что в результате увеличивает вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха.

56 Контрольно-измерительные приборы.

Температура (в биотехнологической промышленности) – величина, пропорциональная средней кинетической энергии движения молекул, атомов. Приборы – термометры. Принцип их действия основан на изменении какого-либо физического свойства, зависимого от температуры, и легко поддающегося измерению (V, l, g и др.). Для разметки температурных шкал используют расширение тел при нагревании. А постоянные температуры – температура таяния льда и кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

Термометры расширения – измеряют температуру жидкостей. Измерение основано на расширении в-в. Учитывается коэффициент объёмного расширения жидкости и материала капилляра (распространены ртутные и спиртовые термометры). Шкала наносится на капилляр (пластинку из молотого стекла) и заключается в стеклянную оболочку.

Манометрические термометры – основаны на изменении объёма газа (жидкости) в закрытом объёме при изменении температуры. Область измерения – 60 – 600оС при Pср = 6,4 МПа – 250 атм. При нагревании рабочего в-ва в термобаллоне его давление увеличивается, что воспринимается пружинной трубкой, воздействующей на стрелку.

Термоэлектрические термометры – основаны на термоэлектрическом эффекте (в замкнутой цепи, состоящей из нескольких различных проводников, возникает ток, если места стыков различных металлов имеют разную температуру). Горячий спай термопары помещают в среду, где измеряют температуру, холодный спай свободен. Эти спаи последовательно соединены с гальванометром (измерительным прибором). Термопара преобразует тепловую энергию в электрическую.

Термометры излучения – основаны на способности нагретых тел излучать энергию в виде световых и тепловых лучей. Диапазон измерений: 400 – 4000оС.

Давление – основная измеряемая величина любых биотехнологических процессов. Это отношение нормали действующей силы к площади, на которую она действует.

Жидкостные приборы – используются для измерения небольших избыточных давлений, разрежений, давлений атмосферы. Их применяют для градуировки и проверки приборов других систем. Они отличаются простотой измерения и относительно высокой точностью измерения.

Поплавковый манометр – 2-х колен. (1 – расширение, помещается поплавок, связанный со стрелкой вдоль шкалы).

Колокольный прибор (в сосуд с жидкостью помещают колокол на коромысле, на другом конце коромысла – уравновешивающий груз). Перемещение колокола приводит к перемещению стрелки по шкале. Вместо груза может использоваться пружина.

Деформационные приборы – основан на измерении величин деформации различного вида упругих элементов (трубчатых, пружина, мембрана, сильфон). Если в трубке создаётся избыточное давление (разрежение), то кривизна трубки изменяется, её свободный конец перемещается, воздействует на передающий механизм, связанный со стрелкой.

Мембранные приборы – прогиб мембраны под действием силы. Чувствительный элемент сообщает информацию о давлении.

Сильфонные приборы – тонкостенные гофрированные трубки. Под действием осевой нагрузки вращается стрелка. Для увеличения жёсткости внутри помещается винтовой цилиндрический пруток.

Электроманометры: 1) манометры сопротивления – основаны на изменении сопротивления проводника под действием внешнего давления. Чувствительный элемент – однослойная катушка из манганин. проволоки. Для измерений используют Ом-метры (для высоких и средних давлений). 2) тензомер – усиление или деформация в суммарном сопротивлении проводника, накладываемого на поверхность деформированного тела (тонкая проволока на изоляционном основании (бумага), к её концам припаяны выводы. Они накладываются на поверхность детали, подверженной деформации).

3) ёмкостные приборы – основано на изменении ёмкости плоского конденсатора при изменении расстояния между обкладками.

4) пьезометрические манометры – основаны на использовании св-в некоторых кристаллов создавать электрические заряды под действием внешних воздействий.

Приборы для измерения уровня материала: по принципу действия приборы, применяемые для получения информации об уровне оборудования и технологических сред в ёмкостях и аппаратах делятся на группы: 1) линейные, действие которых основано на принципе сообщающихся сосудов (указательная трубка оснащена шкалой в единицах длины).

2) поплавковые (буйковые), основаны на преобразовании изменения положения уровня контролируемого продукта в перемещении плавающего поплавка (к одному концу гибкого троса подвешивается поплавок, к другому груз, к которому прикрепляется стрелка, передвигающаяся по шкале и показывающая положение уровня в единицах длины).

Буйковый уровнемер – измерение выталкивающей силы, действующей на буёк, погружённый в жидкость и удерживаемый в заданном положении внешней силой.

  1. манометрические – основаны на измерении давления столба жидкости в ёмкостях в зависимости от уровня.

  2. Электрические приборы: для измерения уровня электропроводности, в том числе и у диэлектрических материалов. В качестве чувствительного элемента используют ёмкость, образованную специальным рабочим элементом и металлической поверхностью резервуара, между которыми находится измеряемая среда.

5. Аккустические уровнемеры – для измерения в ёмкостях уровней жидких продуктов, в том числе вязких, кристаллизующихся. Температурный диапазон измерений - -50 – 120оС. Действие прибора основано на испускании звуковых импульсов через контролируемую среду и на их отражении от поверхности раздела фаз между воздухом и контролируемым продуктом. Мера уровня – время распространения звуковых колебаний от источника излучения до контролируемой границы раздела сред и обратно до приёмника.

6. Радиоизотопные приборы – основаны на поглощении или ослаблении средой потока γ-лучей, пронизывающего контролируемую среду. Состоит из 2 частей: источника и приёмника излучений. Радиоактивные элементы – Cs137. Контролируют уровень сыпучих материалов, щелочных, кислых, взрывоопасных жидкостей при рабочих давлениях до 25 Мпа.

Приборы для измерения количества и расхода.

Кол-во в-ва выражают в единицах объёма или массы. Для их контроля и учёта служат весы, весоизмерительные устройства, счётчика и расходомеры. Весы: коромысловые (рычажные), квадрантные, пружинные, комбинированные и др.

Весовой дозатор (ленточный транспортёр, приводимый в движение при помощи электродвигателя) подача сырья до наступления равновесия.

Расходомеры – для измерения объёмного расхода в м3/ч (электромагнитные, турбинные, тахометрические (шариковые), ультразвуковые). Электромагнитные – основаны на явлении электромагнитной индукции. Для отражения информации по расходу продукта служит цифровой индикатор.

57 Оборудование для культивирования м/о.

Поверхностным способом можно выращивать аэробные культуры м/о на твёрдых сыпучих питательных средах или на поверхности тонкого слоя жидкой питательной среды

Кюветный способ: требуется ручной труд и большие помещения. Кюветы изготовляют из оцинкованного железа, S =0,25 – 0,5 м2, h = 20 – 50 мм, кюветы открыты или с крышкой, дно перфорировано узкими щелями длиной 20 мм и шириной 1,5 – 2 мм (в шахматном порядке или рядами). Кюветы заполняют засеянной увлажнённой питательной средой (2 – 2,5 см), помещают в растильные камеры, их располагают на многоярусных подвесных этажерках или стеллажах. Между ярусами 10 – 12 см, 20 – 25 см от пола. Перед загрузкой и после выгрузки камеры моют и стерилизуют формалином. Порядок работы в камере: 1) стерилизация, 2) загрузка, 3) культивирование (20 – 72 ч), 4) подсушивание культуры сухим паром 140 – 145 оС, Wвоздуха – 25 – 30% 3 – 4 часа, 5) выгрузка, 6) уборка, 7) мойка камеры, 8) обработка формалином, 9) проветривание 3 часа. Технологический цикл 36 – 90 часов. Камеры имеют 2 выхода: 1) загрузка, 2) транспортировка кювет с готовым продуктом.

Механизированный способ.

Камера с многоярусным цепным транспортёром с подвешенными к нему лотками. При движении они заполняются засеянной питательной средой. Затем лента останавливается, камера поднимается к кондиционерам – это начало культивирования. После окончания роста включается транспортёр, лотки поочерёдно опрокидываются, культура попадает в бункер. Затем производится разгрузка камеры, затем мойка лотков, затем стерилизация. После этого цикл можно повторять. Производительность: 400 кг/сут.

Установки для выращивания в толстом слое: вертикальный цилиндр секционирован перфорированными пластинами, укреплёнными на поворотных осях. Внутри перемешивающий аппарат. Верх герметично соединён со стерилизатором. Стерильный воздух для аэрирования поступает снизу в каждую секцию с заданной t, w, v. Выхлопной воздух подвергается бактериальной очистке. Отвод биол. тепла – установка в корпусе. Выращенная культура поступает в нижнюю часть аппарата и выгружается в приёмный бункер сушилки. Выращивают культуру в герметичных условиях. Лабораторные и промышленные ферментёры.

Ферментёр – герметичная цилиндрическая ёмкость со сферическими днищем и крышками. При глубинном культивировании сокращаются производственные площади, исключается ручной труд. Лабораторные ферментёры малой ёмкости (до 30 л), корпус аппарата стеклянный, внутренние детали (мешалка, барботер, отбойники) – из нержавеющей стали.

Лабораторные металлические ферментёры малой ёмкости: батарейные, переносные (до 10 л). Батарейные – одновременно на большом количестве аппаратов проверяют влияние факторов на процесс биосинтеза. Стационарные – имеют рубашку (змеевик) для поддержания температурного режима подачи пара (воды) при стерилизации (охлаждении).

В промышленности используют стальные ферментёры: закрытые цилиндрические сосуды со сферическим днищем, снабжены мешалками (лопасти устанавливают на разном уровне), барботерами, отбойниками, змеевиками, рубашками, запорной арматурой, контрольно-измерительными приборами. Используют аппараты различной ёмкости (0,5 – 200 м3). Конструкция ферментёра предотвращает проникновение посторонних м/о, унос пены и брызг, аэрацию, перемешивание, регулирование t. На крышке имеются смотровые стёкла, люк, датчики дистанции, контроль ввода питательной среды, воздуха, посевного материала, пеногасителя, реагента для регулирования pH. В аппаратах меньшей ёмкости – рубашки, большей ёмкости – змеевики. Существуют ферментёры типа барботажной колонны (h>>d), перемешивание за счёт потока восходящего газа (подаётся под давлением). Равномерное распределение газовых пузырьков, биомассы, твёрдых взвешенных в-в в питательной среде, массопередача О2, вывод продуктов метаболизма обеспечивают мешалки (лопастные, дисковые, закрытые, турбинные). Сальниковые уплотнения для герметичности аппарата. В качестве уплотнителя используется фторопласт. Во время культивирования необходима аэрация. По принципу действия: 1) воздух подаётся в жидкость через пористый материал (керамика), 2) воздух подаётся в жидкость через барботеры, 3) вихревая система, 4) воздух подсасывается жидкостью через специальные приспособления. Барботажное аэрирование – трубка устанавливается под мешалками на уровне начала кривизны днища (увеличивается кол-во всплывающих пузырьков). 3 типа барботеров: 1) лучевой, 2) открытая труба под мешалкой, 3) квадратный. 1. 8 – 12 радиальноперфорированных труб-лучей, крепящихся на резьбе к небольшому кольцу для чистки отверстий. 2. применяются в сочетании с дисковыми мешалками, создающими интенсивное перемешивание. 3. перфорированные трубы на болтах (для чистки). Аэраторы инжекторного типа: образуют высокоразвитые поверхности фазового контакта. Интенсивное перемешивание воздуха и жидкости производится за счёт кинетической энергии жидкой фазы. Инжектор может быть помещён на линии подачи воздуха или в небольшом вспомогательном аппарате (где жидкость смешивается с воздухом).

Пеногашение. При аэрационном перемешивании образуется пена. При сильной пене возможен выброс культуральной жидкости из аппарата через трубопровод для выхода воздуха. Для снижения пенообразования используют: растительные (соевое, касторовое, подсолнечное) масла и животные жиры (свиной, говяжий, костный, китовый). Синтетические пеногасители: п/эфировый пропенол 5400 (расход 0,02 – 0,3%) – не токсичен, не взрывоопасен. Адсорбенты (активированный уголь, ионит, коллоидная глина). Механическое пеногашение: лопасти, укреплённые на верхней части вала мешалки, вращают над поверхностью жидкости перфорированные диски. Пеногасители: конструкции с вращающимися лопастями, разбивающими пену. Комбинированные методы пеногашения: жиры + механический способ. Ввод пеногасителей и периодическая их подача регулируются автоматически. Распространено устройство контакта пены с электродами, в результате электрическая цепь замыкается, реле приводит в действие соленоидный клапан (на линии трубопровода) соединённого с ёмкостью пеногасителя. Если пена продолжает нарастать, то мешалка автоматически выключается и процесс останавливается.

4.Спонтанные и индуцированные мутации.

Мутации – наследуемые изменения генетического материала. О них появлении судят по изменениям признаков. До 1925-27гг. имели дело только со спонтанными мутациями. Думали, что мут. процесс не зависит от окр. среды. Впервые повышение частоты наследственной изменчивости под влиянием внешних агентов обнаружили в 1925г. Надсон и Филлипов. Им удалось получить мутацию плесневых и дрожжевых грибов под воздействием радия и рентгеновских лучей. В 1927г. Меллер предложил методику количественного учета рецессивных летальных мутаций в Х-хромосомах дрозофилы, за что получили Нобелевскую премию. Стадлер (1928г.) описал влияние рентг. лучей на мутационный процесс у ячменя. В 30-х годах открыт химический мутагенез у дрозофилы: Сахаров (1932), Лобашов и Смирнов (1934) показали, что йод, уксусн. к-та, аммиак индуцируюр регрессивные летали в Х-хромасоме. Мощные хим. мутагены открыты в 1946г. Раппопортом (этиленин) и Ауэрбах и Робсоном (азотистый иприт). С тех пор в арсенал мутоген. факторов вошли разные хим. соединения: аналоги оснований, включающихся в ДНК (этиленметансуфат и др.) и мн. др. Одна из первых попыток объяснить причины спонтанных мутаций сводилась к тому, что их индуцирует естеств-й фон радиации. Но таким путем можно объяснить возникновение ~0,1% всех спонтанных мутаций у дрозофилы. Современная точка зрения на причины спонтанных мутаций сформировалась в 60-е гг. благодаря выяснению механизмов воспроизведения, репарации, рекомбинации генов. Генные мутации стали объяснять как ошибки в работе ферментов матричного синтеза ДНК. Эта гипотеза позволяет рассматривать и индуц-й мутац-й процесс, как результат вмешательства внешних факторов в нормальное воспроизведение носителей генетич. информации, т.е. дает единое объяснение причин спонтанных и индуц-х мутаций. Были открыты гены мутации, которые могут повышать или понижать частоту спонтан. или индуц. мутаций. Первое объяснение мутац-х изменений (генных мутаций в хромосомах аберрации) предложил в 1935г. Тимофеев-Рисовский, Циммер на основании анализа радиац-го мутагенеза у высш. организмов (прежде всего дрозофилы) мутация - результат мгновенной перестройки атомов в сложной молекуле гена, причиной перестройки считали попадание в ген кванта или ионизирующ. частицы (принцип попадания) или же случ-е колебания атомов. В 1946г. Лобашов высказал гипотезу физиологич-го мутац-го процесса. Согласно ей, появлению мутации должно предшествовать потенциальное изменение, которое может быть устранено (тождественная репарация), либо реализуется в виде мутации (не тождеств. репарация). Для док-ва этой гипотезы Лобашова, его ученики Тихомиров и Ватти в опытах с дрозофилой, облученной рентг-ми лучами дополнительно воздействовали высокой температурой, которая сама по себе мутаций практически не вызывала. Мухи, подвергнутые такому комбинир-му воздействию, обнаруживали более высокую мутабельность, чем после возд-я только рентг-ми лучами. Исслед-е мутац-го процесса как часть генетич-го анализа ставит 2 задачи: 1.изучение мех-мов спонтанного и индуц-го мутагенеза и 2.получение мутантов для маркирования генетич. материала или для получения полезных форм организмов. Частота мутац-го процесса служит критерием присутствия в окр. среде генетически активных факторов. Осн. метод изучения мутац-го процесса – опред-е его частоты. При этом следуют правилам сформулир-м Тихомировым-Рисовским:1) Работа возможна только с чистыми линиями, гомозиготными по исследуемым генам;2) Большая численность как в контроле, так и в опыте;3) Анализировать полученные изменения, чтобы установить наследственны ли они (цитоплазматич. или ядерные или генные).;4) Требуется знание способа действия мутагена на зародышевые кл. обраб-го организма. Эти правила касаются изучения индуц. мутац. процесса, и его частоту опред-ют вычитая частоту мутаций, возникающих в контроле, из частоты мутаций в опыте. Метод Меллера, открывший действие рентг-х лучей на мутац процесс у дрозофилы наиболее удобный. Мутации делят: 1)физиологические;2)морфологические;3)мутации стерильности. Макромутации затрагивают внутри видовые признаки, но иногда из-за них появл-ся признак, который нет у рода, вида, семейства – это системные мутации. Малые мутации – в фенотипе вызывают незначит-е отклонения от нормы. Баур обнаружил, что они затрагивают колич-е признаки урожайности и др. По признаку фенотипич. выраж-ти провести четкую грань между макро- и микромутациями невозможно, между ними есть все степени перехода.

3. Молекулярные основы наследственности.

Первым доказательством генетической роли ДНК послужила её способность переносить клетке в-ва из другой. Обнаружена у пневмококков. Трансформацию пневмококков Diplococcus pheumonial открыл бактериолог Ф. Гриффитс (1928) У пненмоккоков два типа штаммов различающихся по характеру роста на плотных средах и свойству патогенности по отношению к подопытным мышам. S-форма образует гладкие блестящие колонии потому что клетки заключены в полисахаридную капсулу. S -форма патогенна для .мышей, мыши, которым вводили живые клетки S-фсрмы пневмококка погибали. По антигенным свойствам капсулы различают несколько типов S-форм: IS, IIS, IIIS и т.д. Другая форма R форма не имеет капсулы, образует шероховатые колонии и непатогенна для мышей Известны редкие мутационные взаимопревращения S и R форм: IS↔IR, IIS↔IIR и тд. Гриффитс обнаружил, если мышам ввести убитые нагреванием до 65 С формы IIIS и одновременно живые клетки формы IIR ; то мыши погибают, а из трупов выделяются формы IIIS. В контрольных экспериментах мыши, зараженные только убитой формой IIIS или только живой IIR не заболевали. Сл-но, живые клетки IIR трансформируются в присутствии убитых нагреванием клетокток IIIR, тем самым приобретая свойства патогенности. Таким образом было до показано, что клетки бактерий, обладающие определенным признаком. под влиянием какого-то в-ва, выделявшегося из клеток с противоположными признаками преобразовывались, трансформировались свойства, приобретаемые клетками, при трансформации признаки передавались из поколения в поколение. Природа трансформации была не ясна до 1914 г. Когда О. Эверт, К. Маклеод, И. Мак-Карти показали, что за трансформацию у пневмококков ответственна ДНК, второе доказательство роли ДНК в наследственности было получено при изучении размножения Бактериофага Т2, инфицирующего E. сoli. Бактериофаги – вирусы бактерий. Частица бактериофага заражает клетку. Внутри неё образуются новые частицы бактериофага, Через 20 минут при 37оC клетка лизируется и примерно 100 дочерних частиц выходят наружу. Бактериофаг состоит только из 2-х компонентов – ДНК и белка. В эксперимиенте белок фага метили радиоактивным изотопом 35S, т.к. серу содержат только аминокислоты метионин и цистеин. ДНК метили изотопом 32Р примерно 99% фосфора фага Т2 заключено в его ДНК. Мечеными фагами заражали клетки кишечной палочки, не содержащие радиоактивные серу и фосфор. После периода адсорбции фага на клетках последнего отмывали. Из культуры бактерий удаляется 80% радиоактивной серы и это не влияет на дальнейшее размножение фага. В то же время основная масса радиоактивного фосфора не может быть удалена, так как проникает внутрь бактерий и в дальнейшем при размножении фага радиоактивный фосфор передаётся потомству, то есть именно ДНК, а не белок определяет размножение фага в заражённых клетках.

Генетическая роль РНК у ВТМ (вирус табачной мозаики) доказана в экспериментах Гирера и др в 50-х годах 20 века. Известны штаммы ВТМ различающиеся по способности инфицировать различные формы растения-хозяина. Если отделить белок от РНК ВТМ, то РНК теряет инфекционность (на 99,9%). При реконструировании вирусных частиц (смешивании РНК и белка ВТМ) они вновь инфекционны. Реконструированные вирусные частицы были получены из РНК стандартного штамма и белка штамма HP. Стандартный штамм не содержит гистидина и метионина. Вирусные частицы-потомки, образовавшиеся в результате инфекции растений по аминокилотному составу белка оболочки соответствовали тому штамму ВТМ, от которого брали РНК. Таким образом, показана роль РНК как носителя генетической информации у ВТМ. Итак, свойство наследовать оказалось связано с нуклеиновыми кислотами, прежде всего с ДНК.

Модель структуры ДНК Уотсона и Крика (1953) давала объяснение кодирования генетической информации. В 1957 Мезельсон и Сталь подтвердили представления Уотсона и Крика о полуконсервативном механизме воспроизведения (репликации) ДНК в клетках бактерий.. При этом механизме новая молекула представлена одной родительской и одной вновь синтезированной цепями. Мезельсон и Сталь (1958) брали кишечную палочку (у неё одна молекула ДНК). Бактерии выращивали в течение многих поколений на среде, содержащей тяжёлые изотопы азота, которые включались в цепь ДНК (в состав азотистого основания) Клетки меченой ДНК переносили на среду с обычным изотопом 14N и выращивали на этой среде в течение промежутка времени, соответствующего времени одной генерации этой клетки (т.е. был один митоз). Брали пробы клеток, выделяли из них ДНК и центрифугировали в градиенте плотности хлористого цезия и обнаруживали 2 пика, один из которых по плотности соответствует денатурированной лёгкой (14N) и тяжёлой (15N) ДНК. Так доказали полуконсервативный механизм репликации ДНК. У бактерий ДНК уложена в несколько десятков петель (доменов), в пределах каждого домена ДНК суперспирализована. Бактериальная «хромосома» практически не содержит белков в качестве компонентов. Сложнее организованы хромосомы эукариот. Основная единица хроматина – нуклеосома. Ядро нуклеосомы составляют 5 типов особых белков – гистонов ( Н2А, Р2В, Н3, НН, Н1). Гистоны – белки массой 10 – 15 кДа. Нуклеосома – диск, внутри него находится белковая глобула, которая образована 8-ю молекулами гистонов (по 2 молекулы каждого из гистонов, кроме Н1. Вокруг глобулы накручена ДНК длиной примерно 146 пар оснований.

Уровни компактизации хроматина: 1) двойная спираль ДНК, 2) нуклеосомная нить – компактизация 1 : 6, 3) хроматиновая фибрилла 30 нм (1 : 30 – 40, т.е. в 30 – 40 раз, ДНК стала более свёрнутой. 4) Серия петельных доменов – 1 : 1000, 5) Метафазная хромосома (1 10000 – 100000). Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК представляетгенетический код, посредством которого записана информация о синтезе белков. Код триплетный, т.е. каждая аминокислота кодируется сочетанием из 3-х лишних нуклеотидов, называемых кодоном, генетический код носит вырожденный характер, то есть характеризуется избыточностью генетической информации, Каждое свойство кодируется несколькими триплетами, что обеспечивает устойчивост информации.

Соседние файлы в папке заочка