6. Ферментация углеводов как дифференциально-диагностический признак бактерий.

Среды Гисса. принципы их конструирования. Оценка результатов роста бактерий на средах Гисса.

Ферментативный спектр является таксономическим признаком, характерным для семейства, рода и — в некоторых случаях — для видов. Поэтому определением спектра ферментативной активности пользуются при установлении таксономического положения бактерий. Наличие экзоферментов можно определить при помощи дифференциально-диагностических сред.

Для многих микроорганизмов таксономическим признаком служит способность разлагать определенные углеводы с образованием кислот и газообразных продуктов. Для выявлении используют среду («пестрый ряд»):

Первые 4 пробирки-среды Гисса(МПБ+1%соответсвующего углевода(глюкоза,сахарозы, лактозы,манит)+индикатор Андребе(карболовый фуксин Цилля нейтролизует NaOH до обесцвечивания)+попловок. При расщепление У с образованием кислоты цвет из желтого в красный,если к-та +газ-среда красная в попловке пузырьки газа.

5 пробирка-МПБ, изучает хар-р роста, изучает протеолитические св-ва.(изучают газы:сероводород(используют фильтровальную бумагу пропитанную ацетатом свинца)при + реакции, образуется сульфид свинца-цвет черный),эндол-фильтровальная бумала с щавельевой к-той, при +-краснеет; аммиак-лакмусовая бумга, при +- синеет

6 пробирка-среда Пешкова, для определения подвижности.

7 пробирка-молоко,для определения молочного сочужного фермента, при +- створаживается

8 пробирка-скошенный агар-для поддержания чистой культуры

Генетика микроорганизмов

1.Ядерный аппарат у бактерий и его особенности. Механизм репликаиии бактериальной хромосомы.

Генетическая система бактерий имеет по крайней мере четыре особенности, при¬сущие только этим организмам.

1. Хромосомы бактерий (и соответственно плазмид) располагаются свободно в цитоплазме, не отграничены от нее никакими мембранами, но связаны с определенными рецепторами на цитоплазматической мембране. Поскольку длина хромо¬сомы (у Е. соli около 1,6 мм) во много раз превышает длину бактериальной клетки (1,5—3,0 мкм в среднем), хромосома особым компактным образом в ней упакована: молекула хромосомной ДНК находится в суперспирализованной форме и свернута в виде петель, число которых составляет 12—80 на хромосому. Петли в центре нуклеоида объединяются за счет связывания ДНК с сердцевинной структурой, пред¬ставленной молекулами особого класса РНК — 4,55 РНК. Такая упорядоченная упа¬ковка обеспечивает постоянную транскрипцию отдельных оперонов хромосомы и не препятствует ее репликации. Возможно, что петли упакованной хромосомы способствуют компартментализации рибосом.

2. Хотя бактерии являются гаплоидными организмами, т. е. имеют один набор генов, содержание ДНК у них непостоянно, оно может при благоприятных условиях достигать значений, эквивалентных по массе 2, 4, 6 и даже 8 хромосомам. У всех прочих живых существ содержание ДНК постоянное, и оно удваивается (кроме ви¬русов и плазмид) перед делением.

3. У бактерий в естественных условиях передача генетической информации проис¬ходит не только по вертикали, т. е. от родительской клетки дочерним, но и по горизон¬тали с помощью различных механизмов: конъюгации, сексдукции, трансдукции, трансформации.

4. У бактерий очень часто помимо хромосомного генома имеется дополнительный плазмидный геном, наделяющий их важными биологическими свойствами, неред¬ко — специфическим (приобретенным) иммунитетом к различным антибиотикам и другим химиопрепаратам.

Содержание ДНК у бактерий зависит от условий их роста: при благоприятных условиях оно возрастает до величин, соответствующих массе нескольких хромо¬сом. Это уникальное свойство бактериального генома. Биологическое значение его состоит в том, что, регулируя содержание копий своих генов (а оно будет опре деляться количеством копий синтезируемых хромосом), бактерии одновременно приспосабливают скорость своего размножения к условиям роста. Наряду с увели¬чением содержания ДНК у бактерий в этом случае существенно возрастает и коли¬чество рибосом. Благодаря этому создаются необходимые условия для транскрип¬ции и трансляции (а у бактерий они происходят одновременно) нескольких копий генов одновременно, возрастает суммарная скорость биосинтеза всех субклеточ¬ных и клеточных структур и соответственно скорость размножения бактерий. Время клеточного цикла бактерий сокращается от нескольких часов до 20—30 мин. Скорость размножения определяет возможность накопления в окружающей среде большого запаса клеток данного вида. Это и является причиной существования бактерий в природе многие миллионы лет. Возможность регулировать ско¬рость собственного размножения — одно из главных условий, обеспечивающих выживание бактерий в окружающей среде, а следовательно, и сохране¬ние вида в природе.

Репликация ДНК у бактерий начинается со строго фиксированного сайта хромосомы — оriС. Он включает в себя участки с так назы¬ваемыми ДНК-боксами и расположенными между ними короткими последова-тельностями. Оба элемента примыкают к гену dnaА. Это и служит сигналом для действия ДНК-хеликазы. Репликация имеет полуконсервативный характер, идет одновременно в двух направлениях и заканчивается также в строго фиксиро¬ванной точке - terminus. Поскольку цепи ДНК антипараллельны (если одна нить начинается с 5'-конца, другая — с З'-конца), а ДНК-полимераза III осуществляет синтез ДНК только в направлении 5'>3', репликация происходит своеобразно: на одной из расплетенных нитей — «прямой», или лидерной, или веду¬щей, — она идет непрерывно, а на другой — отстающей — ДНК-полимераза III долж¬на возвращаться, чтобы наращивать нить тоже в направлении 5'>3', прерывисто, че¬рез образование сегментов Оказаки, длиной у бактерий около 1000 нуклеотидов (у эукариот - около 200—300 нуклеотидов).