54. Методы пенициллиновой селекции и отпечатков

Метод пенициллиновой селекции.

Mетод выделения ауксотрофных мутантов в культуре бактерий дикого типа: заключается в добавлении пенициллина в минимальную среду <minimal medium> на 1 час, в результате чего выживают только нерастущие ауксотрофные мутанты, для выделения которых (с одновременным удалением пенициллина) используют фильтрацию (или добавление фермента пенициллиназы).

Метод отпечатков (реплик).

Mетод оперативного выявления биохимических мутаций у микроорганизмов; предложен Дж.Ледербергом в 1952, его суть состоит в “перепечатывании” бархатной “печаткой” колоний микроорганизма (в оригинале метода - E.coli), выросших на нормальной среде, в чашки Петри со средой, содержащей селективный агент, например, стрептомицин, - частота мутаций устойчивости к стрептомицину определяется по числу выросших “перепечатанных” колоний.

50. Синтрофизм и хищничество

Синтрофизм (син- + греч. troph питание) —особый случай симбиотической кооперации между метаболически разными типами бактерий, при котором продукты обмена одного вида микроорганизмов создают необходимые условия для развития других и один организм продолжает процесс, вызванный другим, освобождая его от продуктов метаболизма и тем самым создавая условия для его дальнейшего существования. Зависят друг от друга при разрушении субстратов.

В это понятие входят и такие формы сообществ микроорганизмов, как ассоциация и смешанная культура.

Например, порча сахарсодержащих субстратов (плодово-ягодных соков, поврежденных плодов, ягод), когда на них сначала развиваются дрожжи, превращающие сахар в спирт, затем уксуснокислые бактерии, окисляющие спирт до уксусной кислоты и, наконец, мицелиальные грибы, окисляющие уксусную кислоту до Н2О и СО2.

Так, гнилостные микроорганизмы, расщепляющие белковые вещества, способствуют накоплению в среде аммонийных соединений и создают благоприятные условия для роста и развития нитрифицирующих бактерий. А развитие анаэробов в хорошо аэрируемой почве было бы невозможно без аэробов, поглощающих свободный кислород. Отношения метабиоза способствуют быстрой порче квашеных и соленых овощей, кисломолочных продуктов, если они хранятся открытыми. Молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, ее потребляют плесневые грибы и подготавливают, таким образом, субстрат для гнилостных бактерий.

Синтрофную ассоциацию образуют, например, Desulfuromonas acetoxidans с Chlorobium или Desulfovibrio с Chromatium. В обоих случаях партнёр, названный первым, поставляет второму донор водорода, а второй первому – акцептор водорода. Синтрофия может касаться и снабжения витаминами и их предшественниками. Гриб и дрожжи нуждаются в витамине В1 (тиамине). Первый из этих видов может синтезировать пиримидиновый компонент, но не способен к синтезу тиазола; второй продуцирует тиазол, но не способен к синтезу пиримидина. Если оба организма выращивать в смешанной культуре, то первый будет выделять пиримидиновый, а второй – тиазоловый компонент, так что потребности обоих будут удовлетворены.

В рубце жвачных животных близкие к клостридиям неспорообразующие бактерии, осуществляющие маслянокислое и уксуснокислое (ацетатное) брожение, выделяют много молекулярного водорода и углекислого газа, таким образом создавая метаногенным бактериям условия для образования метана.

Метабиоз - наиболее распространенный вид ассоциативных взаимоотношений. Метабиотические взаимоотношения широко распространены среди почвенных микроорганизмов и лежат в основе круговорота веществ в природе.Хищничество среди бактерий встречается редко, и причина очень проста: бактерии не способны заглатывать объекты крупнее отдельных молекул. В этом состоит одно из принципиальных отличий бактерий от более крупных и сложно устроенных одноклеточных организмов, таких как амебы или инфузории. Не умея ни проглотить жертву, ни откусить от нее кусок, бактерии-хищники весьма ограничены в выборе способов охоты и поедания добычи. Тем не менее, отдельные виды бактерий нашли оригинальные решения этой проблемы. Большинство из них убивает свои жертвы, выделяя во внешнюю среду токсины (по сути дела, те же самые антибиотики), а потом всасывает органические вещества, освобождающиеся при распаде погибших клеток. Так поступают, например, почвенные бактерии Bacillus subtilis (Подробнее об этом: Бактерии-альтруисты помогают своим сородичам-каннибалам себя съесть) и многие миксобактерии – микробы, добившиеся самых выдающихся успехов в «изобретении» разнообразных антибиотиков.