17. Аэробное дыхание прокариот

Ответ. Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма) многих прокариот. При аэробном дыхании донором водорода или других электронов являются обычно органические (реже неорганические) вещества, а конечным акцептором электронов – молекулярный кислород. Аэробное дыхание характерно тем, что основное количество энергии при этом процессе образуется в электротранспортной цепи, то ест в результате мембранного фосфорилирования. Аэробное дыхание присуще широкому кругу микроорганизмов. Однако различают микроорганизмы – строгие аэробы и факультативные анаэробы. Последние, способны расти как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Факультативные анаэробы способны синтезировать АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту) при брожении, но при наличии молекулярного кислорода способ получения АТФ меняется и начинается осуществляться процесс дыхания. К факультативным анаэробам относят микробы, у которых анаэробное дыхание происходит при использовании в качестве акцепторов электронов нитратов. Строгими анаэробами считаются микробы, осуществляющее анаэробное дыхание, при котором акцепторами электронов служат карбонаты и сульфаты. Процесс аэробного дыхания подразделяется на две фазы: Серия реакций, благодаря которым органический субстрат окисляется до CO2, а освобождающиеся атомы водорода перемещаются к акцепторам. Эта фаза состоит из цикла реакций гликолиза, приводящих к образованию пирувата (пировиноградной кислоты) и цикла реакций Кребса (цикла трикарбоновых кислот – ЦТК). Окисление освобождающихся атомов водорода кислородом с образованием аденозинтрифосфорной кислоты(АТФ). Обе фазы приводят к окислению субстрата до углекислого газа (CO2) и воды (H2O), и образованию биологически полезной энергии в виде различных соединений: аденозинтрифосфата (АТФ); цитозинтрифосфата (ЦТФ); уридинтрифосфата (УТФ); гуанозинтрифосфата (ГТФ); креатинфосфата; ацетилфосфата.

18. Виды плазмид и их роль.

Ответ. Плазмиды — внехромосомные мобильные генетические структуры бактерий, представляющие собой замкнутые кольца двунитчатой ДНК. Плазмиды способны автономно копироваться (реплицироваться) и существовать в цитоплазме клетки, поэтому в клетке может быть несколько копий плазмид. Плазмиды могут включаться (интегрировать) в хромосому и реплицироваться вместе с ней. Различают трансмиссивные инетрансмиссивные плазмиды. Трансмиссивные (конъюгативные) плазмиды могут передаваться из одной бактерии в другую. Плазмиды – необязательные автономные элементы клетки. Их можно убрать (элиминировать) из бактерии. Количество плазмид в бактериальной клетке может быть от 1 до 200. Выделяют плазмиды, находящиеся в виде отдельной замкнутой молекулы ДНК (эписомы) и встроенные в хромосому бактерии (интегрированные плазмиды). Плазмиды выполняют регуляторные и кодирующие функции. Первые направлены на компенсацию метаболических дефектов, вторые вносят в бактерию информацию о новых признаках. Как составляющая часть генетического материала бактерии плазмиды играют важную роль в ее жизнедеятельности, детерминируя такие характеристики, как способность продуцировать экзотоксины, ферменты или бактериоцины, устойчивость к лекарственным препаратам и т.д. Удвоение ДНК некоторых плазмид индуцирует деление бактерий, т.е. увеличивает их «плодовитость». Такие плазмиды обозначают как F-плазмиды или F-факторы. Плазмиды, детерминирующие устойчивость к лекарственным препаратам, называются R-плазмидами или R-факторами. Многие R-плазмиды являются трансмиссивными и, распространяясь в популяции бактерий, делают бактерию недоступной к воздействию бактериальных препаратов. Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства микроорганизмов, детерминируя синтез факторов патогенности. Так, например, Ent-плазмида определяет синтез энтеротоксина. Конъюгативные (трансмиссивные) плазмиды переносятся от бактерии к бактерии внутри вида или между представителями близкородственных видов в процессе конъюгации. Чаще всего конъюгативными плазмидами являются F- или R-плазмиды. Подобные плазмиды относительно крупные (25-150 млн Д) и часто выявляются у грамотрицательных палочек. Неконъюгативные плазмиды обычно имеют небольшие размеры и характерны для грамположительных кокков, но встречаются также у некоторых грамотрицательных микроорганизмов (например, у Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae). Мелкие плазмиды могут присутствовать в больших количествах (более 30 на клетку), так как только наличие такого количества обеспечивает их распределение в потомстве во время клеточного деления. Функции. Перенос генетического материала при конъюгации — F-плазмида; плазмиды бактериоциногенности контролируют синтез белков, летальных для других бактерий — Col-плазмиды; синтез гемолизинов — (являются конъюгативными); устойчивость к тяжёлым металлам; устойчивость к антибиотикам (R-плазмиды); синтез энтеротоксинов — Ent-плазмиды; устойчивость к УФ-излучению; синтез антигенов, обеспечивающих адгезию бактерий на клетках в организме человека и животных — плазмиды антигенов колонизации.