Контрольные вопросы и задания

1. Что представляет собой геном прокариот?

2. Какова структура бактериальной хромосомы?

3. Какова роль внехромосомных факторов наследственности?

4. Что такое плазмиды? Какую структуру они имеют и какие функции выполняют?

5. Как происходит репликация у прокариот?

6. В каких формах может выражаться генотипическая изменчивость?

7. Какие типы генетической рекомбинации известны у бактерий? Охарактеризуйте их.

Список рекомендуемой литературы

1. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский и др.; Под ред. А.А. Жученко. – М.: КолоС, 2004. – 480 с.

2. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. – Пер. с англ. – М.: Мир, 2002.– 589 с.

3. Гусев М.В. Микробиология: Учебник для студ. биол. спец. вузов / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 464 с.

4. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та: Сиб. унив. изд-во, 2002.– 459 с.

5. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: Учебник для вузов. – М.: Дрофа, 2005. – 445 с.

6. Коничев А.С. Молекулярная биология. – М.: Изд. Центр «Академия», 2003.– 400 с.

7. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для вузов. – СПб.: СпецЛит, 2002. – 591 с.

8. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. – М.:ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 768 с.

9. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. высших учебных заведений / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова и др.; Под ред. А.И. Нетрусова. – М: Издат. центр «Академия», 2005. – 608 с.

10. Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2 т. – Т. 1. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1998.– 373с.

11. Чемерилова В.И. Основы генной инженерии. – Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1998. – 140 с.

12. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 556 с.

13. Эллиот В. Биохимия и молекулярная биология / В. Эллиот, Д. Эллиот; Под ред. А.И. Арчакова, М.П. Кирпичникова, А.Е. Медведева, В.П. Скулачева. – Пер. с англ. О.В. Добрыниной, И.С. Севериной, Е.Д. Скоцеляс и др. – М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. – 446 с.

Глава V. Питание микроорганизмов

Микроорганизмы, как и все другие живые существа, нуждаются в пищи. Питательные вещества могут поступать в микроорганизмы либо непосредственно сразу, усваивая их из окружающей среды, или предварительно преобразуя их в доступную форму.

Известны два способа питания живых существ – голозойный и голофитный. При голозойном способе питания живой организм захватывает или заглатывает плотные частицы пищи и переваривает их. Такой способ питания характерен для животных (от простейших до высших). При голофитном способе живые существа утилизируют питательные вещества в виде относительно простых молекул из водных растворов (присущ растениям, бактериям).

V.1. Транспорт питательных веществ

Между клеткой и окружающей средой постоянно происходит обмен различными веществами. Клеточная стенка прокариот не является существенным барьером для небольших молекул и ионов, но задерживает макромолекулы. Барьером, обеспечивающим избирательное поступление веществ в клетку, является ЦПМ.

Перемещение осуществляют различные транспортные системы. Вещества (вода, кислород некоторые ионы) могут поступать в клетку пассивно, без энергетических затрат, по градиенту концентраций (пассивная диффузия). Транспорт большинства растворенных веществ осуществляется через мембрану при действии специальных механизмов переноса. Специальные мембранные белки – пермеазы способствуют прохождению различных молекул через ЦПМ. Транспорт веществ, осуществляемый переносчиками, может быть в виде облегченной диффузии и активного транспорта.

Движущей силой облегченной диффузии служит разница в концентрации какого-либо вещества по обе стороны мембраны (например, глицерина). Молекула вещества соединяется с молекулой-переносчиком у наружной поверхности мембраны, и образовавшийся комплекс диффундирует через мембрану к ее внутренней стороне. Там он диссоциирует, вещество оказывается внутри клетки, а переносчик диффундирует к наружной поверхности и может присоединять новую молекулу.

Многие сахара, белки и другие вещества поступают в клетку путем активного транспорта, против градиента их концентраций. Активный транспорт осуществляется с помощью специфических белков-переносчиков (пермеаз, транслоказ и др.) и требует расхода молекул АТФ.

Для переноса веществ бактерии могут использовать энергию протонного потенциала. В процессе дыхания в локализованной мембране дыхательной цепи осуществляется вывод протонов. В результате перемещения протонов через мембрану, за счет энергии дыхания, создается градиент электрохимического потенциала (протонный потенциал) между наружной и внутренней мембранами. Протонный потенциал обуславливает фосфорилирование, т.е. синтез АТФ, или используется непосредственно транспортными системами. Для поддержания протонного потенциала микроорганизм непрерывно выкачивает за пределы своей клетки протоны и другие ионы. В этих целях используются специфические транспортные белки. Способность белка катализировать одновременный и однонаправленный транспорт одного протона и одной молекулы субстрата (например, сахара) называют симпортом. Унипорт наблюдается, когда белок осуществляет перенос только одного субстрата (без протона), антипорт – когда белок осуществляет перенос двух разных субстратов (обычно ионов) в противоположных направлениях.

У некоторых микроорганизмов вещества (например, сахара) могут транспортироваться в клетку при помощи фосфотрансферазной системы. Внутри ЦПМ сахар связывается с фосфорилированным ферментом, образующийся в итоге фосфорный эфир освобождается и поступает в цитоплазму.