1. Анаэробное дыхание. Аноксигенная фототрофия прокариот
 Скачать 275.4 Kb.
|
50 минутТрансдукция —передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту при участии бактериофага.Различают неспецифическую (общую) трансдукцию, при которой возможен перенос любого фрагмента ДНК донора, и специфическую — перенос определенного фрагмента ДНК донора только в определенные участки ДНК реципиента. Неспецифическая трансдукция обусловлена включением ДНК донора в головку фага дополнительно к геному фага или вместо генома фага (дефектные фаги). Специфическая трансдукция обусловлена замещением некоторых генов фага генами хромосомы клетки-донора. Фаговая ДНК, несущая фрагменты хромосомы клетки-донора, включается в строго определенные участки хромосомы клетки-реципиента. Таким образом, привносятся новые гены и ДНК фага в виде профага репродуцируется вместе с хромосомой, т.е. этот процесс сопровождается лизогенией. Если фрагмент ДНК, переносимый фагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента и не реплицируется, но с него считывается информация о синтезе соответствующего продукта, такая трансдукция называется абортивной. Трансформация заключается в том,что ДНК,выделенная из бактерий в свободной растворимой форме,передается бактерии-реципиенту. При трансформации рекомбинация происходит, если ДНК бактерий родственны друг другу. В этом случае возможен обмен гомологичных участков собственной и проникшей извне ДНК. Впервые явление трансформации описал Ф. Гриффите (1928). Он вводил мышам живой невирулентный бескапсульный R-штамм пневмококка и одновременно убитый вирулентный капсульный S-штамм пневмококка. Из крови погибших мышей был выделен вирулентный пневмококк, имеющий капсулу убитого S-штамма пневмококка. Таким образом, убитый S-штамм пневмококка передал наследственную способность капсулообразования R-штамму пневмококка. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти (1944) доказали, что трансформирующим агентом в этом случае является ДНК. Путем трансформации могут быть перенесены различные признаки: капсулообразование, устойчивость к антибиотикам, синтез ферментов. 61.Химический состав прокариотной клетки. Макроэлементы и микроэлементы. Пищевые потребности микроорганизмов в соединениях углерода и азота. Факторы роста. Микроорганизмам, как и всем другим организмам, необходим набор различных химических элементов. Десять важнейших химических элементов: углерод 50%, кислород – 20%, фосфор – 3%, азот – 14%, водород – 8%, сера – 1%, калий – 1%, кальций и магний по 0,5%, железо – 0,2% Некоторых элементов – C, P, N, H, O, S, Ca, Mg, K, Fe требуется в относительно больших количе- ствах и поэтому их относят к макроэлементам, а других – Zn, Mn, Co, Mo, B, I – достаточно наличия следов, поэтому их называют микроэлементами. Кроме того, микроорганизмам нужны некоторые готовые органические соединения, называемые факторами роста. Микроорганизмы различаются по потребностям в химических элементах и возможностям их использования. Больше всего они различаются между собой попотребностям в источниках углерода и азота. По отношению к источникам углерода микроорганизмы делят на две большие группы — автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы) превращают не имеющую энергетической ценности углекислоту, в которой углерод находится в наиболее окисленной форме, в богатые энергией органические соединения собственной клетки. Для восстановления СО2 до уровня органических компонентов клетки они используют разные источники энергии. Гетеротрофы (от греч. heteros – другой) не способны добывать энергию для ассимиляции углерода из СО2 путем окисления минеральных веществ или солнечного света и поэтому нуждаются в готовых органических соединениях, которые они используют и как источник углерода, и как источник энергии: Источником азота для микроорганизмов могут быть также различные органические и минеральные соединения. Многие организмы могут использовать органические азотсодержащие вещества (белки, аминокислоты), которые в этом случае являются для них одновременно источниками азота и источниками углерода. Поскольку азот входит в состав органических соединений в виде амино- и иминогрупп, т.е. в восстановленной форме, наиболее доступным минеральным источником азота являются аммиачные соли. На восстановление атмосферного азота до уровня аммиака организмы должны затрачивать много энергии. Поэтому усвоение такого азота доступно немногим микроорганизмам, составляющим группу азотфиксаторов. Для многих микроорганизмов нужны в малых дозах еще органические соединения, называемые факторами роста . К ним относятся вещества, способность синтезировать которые утрачена у некоторых микроорганизмов, и поэтому в среду для их выращивания факторы роста добавляются в готовом виде. Все другие организмы синтезируют эти соединения самостоятельно. Такими веществами для микроорганизмов являются отдельные аминокислоты, пурины, пиримидины, жирные кислоты, и др., а также соединения, хорошо известные как витамины для высших организмов; они необходимы микроорганизмам как составная часть простетических групп или активных центров различных ферментов. 62.Хромосома E. coli как репликон. Бинарное деление бактерий. Репликация ДНК начинается с небольшого участка ориджина (origin), где осуществляется инициация процесса, главным моментом которой является различие цепей ДНК. Далее по ходу репликации такой репликативный пузырь разрастается в двух противоположных направлениях. На каждой стороне пузыря существует так называемая репликативные вилка, в основе которой и происходит синтез ДНК. Участок ДНК, где осуществляется репликация, который начинается из одной точки, называют репликоном. Бактериальная хромосома, и в частности в E. coli, часто содержит только один ориджин, представляет собой единый репликон. В каждой репликативной вилке работают две молекулы ДНК-полимеразы, осуществляющие синтез двух полинуклеотидных цепей. Поскольку две цепи являются антипараллельными и синтез происходит только в направлении от 5'-к 3'-концу, синтез только одного из цепей может происходить (и происходит) непрерывно, начинаясь от ориджина Эта цепь называют лидирующим (leading strand), его 3'-конец расположен вблизи от основания репликативной вилки. Синтез другой цепи начинается от репликативной вилки: синтезируются отдельные фрагменты так называемые фрагменты Оказаки, которые позже соединяются между собой. Длина Для синтеза каждого из фрагментов нужно сначала освободить соответствующее пространство на матричной цепи передвинуть репликативную вилку вперед соответственно, фрагментарный цепь называют цепью запаздывает (lagging strand). Средняя скорость репликации на одну репликативную вилку составляет |
