60. Методы промышленной микробиологии. Суперпродукция лизина.

Одним из наиболее эффективных путей получения необходимых полезных свойств микроорганизмов является отбор штаммов с самопроизвольно возникающими мутациями или искусственный мутагенез. Выделяют 2 способа улучшения промышленных микроорганизмов с помощью мутаций на примере создания продуцентов АК лизина и антибиотиков.

Лизин-необходимый компонент многих пищевых добавок. Но белки растительного происхождения очень бедны лизином. Его получают в больших количествах микробиологическим способом. Отобрали мутантов бактерий BrevibacteriumflavumuCorynebacteriumglutamicum, которые превращают в лизин более 30% сахара культуральной жидкости. У этих бактерий лизин - конечный продукт биосинтетического пути общего для 3АК – лизин, метионин, треонин. Основной способ регуляции их синтеза состоит в том, что при достижении определенной концентрации лизина и треонина в бактериальной клетке они совмесно ингибируют по принципу обратной связи первый фермент - аспартаткиназу. Сверхсинтез лизина, превосходящий собственные потребности бактерии, был достигнут благодаря получению мутантов 2 типов.

В первом случае мутация в гене фермента гомосерин-дегидрогеназы привела к выключению биосинтеза метионина и треонина. Этот мутант требовал добавления в пит.среду метионина и треонина для своего роста, но лизин синтезировался в больших количествах. Такие мутанты называются ауксотрофами. В другом случае мутация привела к изменению аспартаткиназы(Выполняет синтетическую функцию, но перестает взаимодействовать с лизином).

Антибиотики-синтезируются на определенном этапе жизненного цикла ряда плесневых грибов и спорообразующих бактерий. Но не возможно с помощью одной мутации добиться, чтобы синтез антибиотика увеличился от миллиграммов до 20 и более граммов/литр. Именно такие количества пенициллина и тетрациклина вырабатывют используемые промышленные штаммы PenicilliumchysogenumuStreptomycesaureofaciens. Они были получены в результате нескольких циклов мутагенеза и селекции. Культуру клеток обрабатывают мутагеном и исследуют свойства полученных мутантов, перспективные мутанты скрещиваются между собой.

61. Представления о принципах генетической рекомбинации с использованием подвижных генетических элементов.

Генная инженерия, или техника рекомбинантных ДНК – это набор различ. методов молекул.биологии, позволяющий в условиях invitroпереносить наследуемый генетический материал из одного организма – донора в др. организм – реципиент. Перенос генетич.материала в условиях invitro позволяет преодолевать межвидовые различия и передавать только отдельные признаки.

В общем виде процесс встраивания чужеродного фрагмента ДНК связан с использованием генетич.материала реципиентной клетки, который может быть выделен в чистом виде и после рекомбинации снова возвращен в реципиентную клетку. Основные задачи, которые необходимо решать при встраивании и осуществлении экспрессии чужеродных генетических элементов в реципиентных клетках сводятся к следующему:

1)выделение соответ-ей молекулы ДНК реципиента, при этом данная векторная ДНК должна сохранять способность к репликации и транскрипции после рекомбинации;

2)полученная рекомбинантная ДНК должна стабильно наследоваться;

3)в распоряжении исследователя должны быть различные способы соединения отдельных чужеродных генов с вектором и методы введения рекомбинантного вектора в реципиентную клетку;

4)наличие методов и подходов, позволяющих отличать клетки, несущие рекомбинантную ДНК, от всех др. клеток;

5)решение проблемы экспрессии гена, встроенного в вектор, особенно в случае экспрессии генов Э. в реципиентной прокариотической клетке.