- •1. История развития микробиологии: описательный, физиологический этапы.
- •2. Современная классификация микроорганизмов. Домены: Bacteria, Archaea, Eukaria.
- •3. Размеры микроорганизмов.
- •4. Систематика прокариот, для представителей домена Bacteria.
- •5. Морфология микроорганизмов, на примере представителей домена Bacteria.
- •6. Ядерная зона и генетический аппарат прокариотной клетки.
- •Генетический аппарат кишечной палочки
- •Разнообразие типов генетического аппарата прокариот
- •7. Плазмиды.
- •8. Клеточная стенка грамположительных бактерий.
- •Особенности химического состава клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий
- •10. Необычные клеточные стенки прокариот. Прокариоты без клеточной стенки.
- •11. Функции клеточной стенки прокариот.
- •12. Цитоплазматическая мембрана, строение, функции.
- •13. Внутрицитоплазматические мембраны прокариот. Включения и запасные вещества.
- •Запасные вещества прокариот
- •14. Цитозоль и рибосомы.
- •_________________ Строение рибосом
- •Синтез белка
- •Рнк малой субъединицы
- •Рнк большой субъединицы
- •Рибосомные белки
- •Низкомолекулярные компоненты
- •15. Капсулы, слизистые слои, чехлы.
- •16. Покоящиеся формы прокариот.
- •2. Другие покоящиеся формы бактерий
- •17. Процесс споруляции у прокариот.
- •18. Поверхностные нежгутиковые структуры прокариот.
- •19. Жгутики. Расположение и функции.
- •20. Строение жгутика у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Синтез жгутика.
- •21. Скольжение, как тип движения бактерий.
- •22. Таксис. Виды таксиса у бактерий.
- •Механизм репликации бактериальной днк
- •Размножение грамотрицательных бактерий
- •Размножение грамположительных бактерий
- •Множественное деление цианобактерий
- •Почкование как частный случай бинарного деления у фото- и хемотрофов, независимо от источника пищи (автотрофы или гетеротрофы), обнаруживается возможность размножения организма почкованием.
- •24. Разделение бактерий на группы в зависимости от температурных и pH оптимумов роста, от наличия кислорода в среде.
- •25. Питательные и селективные среды для роста бактерий.
- •26. Количественная оценка роста микроорганизмов. Чистые и смешанные культуры микроорганизмов.
- •27. Получение музеев микроорганизмов.
- •28. Периодическое культивирование микроорганизмов.
- •29. Проточное культивирование микроорганизмов.
- •30. Контроль роста микроорганизмов.
- •31. Вирусы. Репродукция вирусов.
- •Строение вирусов.
- •Заражение
- •Проникновение вируса
- •Репликация вируса
- •Выход вируса
- •Трансляция
- •32. Бактериофаги. Морфология и химический состав.
- •1) Палочковидные или нитевидные фаги;
- •2) Фаги, состоящие из одной головки, без отростка;
- •3) Фаги, состоящие из головки, на которой имеется несколько небольших выступов;
- •4) Фаги, состоящие из головки и весьма короткого отростка;
- •5) Фаги, имеющие головку и длинный отросток, чехол которого не может сокращаться;
- •33. Взаимодействие бактериофагов с бактериальной клеткой. Вирулентные и умеренные бактериофаги.
- •34. Грибы. Строение, бесполое размножение грибов.
- •Бесполое
- •35. Половое размножение грибов. Распространение грибов.
- •Мейоз 1 / 2 Распространение спор грибов
- •36. Водоросли: среда обитания, использование водорослей человеком.
- •37. Простейшие: группы микроорганизмов в деятельности человека.
Генетический аппарат кишечной палочки
Классическим примером организации генетического аппарата прокариот считается генетический аппарат кишечной палочки и родственных ей бактерий.
Основу генетического аппарата кишечной палочки составляет бактериальная хромосома, входящая в состав нуклеоида.
Бактериальная хромосома представляет собой кольцевую двуспиральную правозакрученную молекулу ДНК, которая свернута во вторичную спираль. Длина бактериальной хромосомы составляет примерно 3,8 млн. нуклеотидных пар (п.н.). Вторичная структура хромосомы поддерживается с помощью гистоноподобных (основных) белков и РНК. Точка прикрепления бактериальной хромосомы к мезосоме (складке плазмалеммы) является точкой начала репликации ДНК (эта точка носит название OriC). Бактериальная хромосома удваивается перед делением клетки, и сестринские копии распределяются по дочерним клеткам с помощью мезосомы. Репликация ДНК идет в две стороны от точки OriC и завершается в точке TerC. Молекулы ДНК, способные себя воспроизводить путем репликации, называются репликоны.
Одна бактериальная хромосома содержит до 1000 известных генов. Обычно это гены «домашнего хозяйства», то есть необходимые для поддержания жизнедеятельности клетки.
Все множество известных генов делится на 10 групп, контролирующих следующие процессы (в скобках указано количество изученных генов):
1. Транспорт различных соединений и ионов в клетку (92). 2. Реакции, поставляющие энергию, включая катаболизм различных природных соединении (138). 3. Реакции синтеза аминокислот, нуклеотидов, витаминов, компонентов цепей переноса электронов, жирных кислот, фосфолипидов и некоторых других соединений (221). 4. Генерация АТФ при переносе электронов (15). 5. Катаболизм макромолекул (22). 6. Аппарат белкового синтеза (164). 7. Синтез нуклеиновых кислот, включая гены, контролирующие рекомбинацию и репарацию (49). 8. Синтез клеточной оболочки (42). 9. Хемотаксис и подвижность (39). 10. Прочие гены, в том числе с неизвестной функцией (110).
В лаг–фазе в клетке имеется одна бактериальная хромосома, но в фазе экспоненциального роста ДНК реплицируется быстрее, чем происходит деление клетки; тогда число бактериальных хромосом на клетку увеличивается до 2...4...8. Такое состояние генетического аппарата называется полигаплоидностью.
При делении клетки сестринские копии бактериальной хромосомы распределяются по дочерним клеткам с помощью мезосомы.
Кроме бактериальной хромосомы в состав генетического аппарата прокариот входит множество мелких репликонов – плазмид – кольцевых молекул ДНК длиной в тысячи п.н. Плазмиды такого размера содержат несколько десятков генов. Обычно это «гены роскоши», обеспечивающие устойчивость к антибиотикам, тяжелым металлам, кодирующие специфические токсины, а также гены конъюгации и обмена генетическим материалом с другими особями. Известны также мелкие плазмиды длиной 2...3 тпн, кодирующие не более 2 белков. У многих бактерий открыты мегаплазмиды длиной порядка миллиона пн, то есть немногим меньше бактериальной хромосомы. Плазмиды могут быть прикреплены к мезосомам, могут находиться в автономном состоянии и в интегрированном состоянии. В последнем случае плазмида включается в состав бактериальной хромосомы в определенных точках att B. Таким образом, одна и та же плазмида может включаться в состав хромосомы и может вырезаться из нее. Существуют плазмиды, представленные одной копией – они реплицируются синхронно с ДНК бактериальной хромосомы. Другие плазмиды могут быть представлены многими копиями, и их репликация происходит независимо от репликации бактериальной хромосомы. Репликация свободных плазмид часто протекает по принципу «катящегося кольца» – с одной кольцевой матрицы ДНК считывается «бесконечная» копия.
Репликация плазмид может быть синхронизирована с репликацией бактериальной хромосомы, но может быть и независимой. Соответственно, распределение плазмид по дочерним клеткам может быть точным или статистическим.