Изменчивость генома бактерий.

Изменение генома, а, следовательно, и свойства бактерий может происходить в результате мутации и рекомбинации.

Мутации бактерий – это наследуемые изменения в последовательности

нуклеотидов ДНК, которые приводят к появлению микробов с новыми

свойствами.

Фенотипическим проявлением мутации могут быть:

• Изменение морфологии бактерий;

• Возникновение потребности в факторах роста (аминокислотах, витаминах и т.д.),

• Появление устойчивости к антибиотикам;

• Изменение чувствительности к температуре;

• Снижение вирулентности (степени патогенности).

Мутации бывают спонтанные (т.е возникающие самопроизвольно) и индуцированные (т.е. направленные).

Спонтанные мутации - в результате ошибок репликации ДНК вследствие

перемещения подвижных генетических элементов в процессе роста и размножения

бактерий.

Индуцированные мутации – возникают за счет воздействия на микробов мутагенов.

Различают мутагены:

• физические (УФЛ, ионизирующая радиация)

• биологические (транспортные нуклеиновые кислоты, вирусы, антибиотики).

• химические (азотистая кислота)

Существуют крупные и мелкие точечные мутации.

Крупные мутации – мутации при выпадении большого участка гена.

Точечные мутации – происходят внутри гена, и представляют собой замену, вставку

(дупликация), выпадение (делеция) одной пары азотистых оснований ДНК.

В результате точечных мутаций происходит наследственное изменение свойств микробной клетки, но она остается жизнеспособной.

Рекомбинация бактерий

К этой группе изменчивости относятся рекомбинации генов, которые происходят в результате конъюгации, трансдукции и трансформации.

В рекомбинации участвуют клетки-доноры (передающие генетический материал) и клетки-реципиенты (воспринимающие) его.

В результате их взаимодействия возникают клетки – рекомбинанты, у которых есть признаки обоих родителей - основной набор генов реципиента и минимальный набор генов донора.

I. Конъюгация – передача генетического материала от клетки - донора в клетку- реципиент при непосредственном половом контакте клеток.

Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке – доноре трансмиссивной Р- плазмиды ( фертильности, плодовитости)

Эта плазмида участвует в образовании конъюгационного мостика между клеткой- донором и клеткой-реципиентом, по которому происходит передача плазмидной и клеточной ДНК.

В результате такого переноса клетка-реципиент получает донорские свойства.

II. Трансдукция -передача бактериальной днк посредством бактериофага.

Существует 2 типа трансдукции: общая и специфическая.

Общая трансдукция- перенос бактериофагом фрагмента любой части бактериальной хромосомы.

Специфическая трансдукция-перенос в клетку - реципиент строго определённого участка бактериальной ДНК донора.

III. Трансформация - передача генетической информации с молекулой днк, выделенной из клетки- донора.

Процесс трансформации может самопроизвольно происходить в природе, особенно у грамположительных бактерий, когда ДНК из погибших клеток захватывается реципиентными клетками.

Благодаря трансформации показано, что ДНК из патогенных (имеющих капсулу) пневмококков, может трансформировать непатогенные (некапсулированные) пневмококки в патогенные.

На различных видах микроорганизмов (синегнойная палочка, менингококки, кишечная палочка и другие) установлено, что при трансформации передаются гены, отвечающие за резистентность (устойчивость) к антибиотикам и другие свойства.

С помощью трансформации было впервые доказано, что именно ДНК служит носителем генетической информации. В настоящее время трансформация является приёмом в генной инженерии, используемым при конструировании штаммов с заданным геномом.