Микробиология, понятие микробиологии, статьи по микробиологии, микробиологические процессы

Апрель 2011

Анаболические и катаболические процессы детально изучены на бактериях. Это позволило вскрыть основные закономерности, присущие работе указанных систем.
Примером катаболической системы является система, обеспечивающая утилизацию лактозы у Е. coli. Эта система состоит из трех ферментов, осуществляющих распад лактозы ргалактозидазы, pгалактозидпермеазы и галактозидтрансацетилазы.
Французские исследователи Жакоб и Моно создали схему работы этой системы (50).
Согласно приведенной схеме, структуру ферментов (3галактозидазы и галактозидпермеазы определяют соответственно структурные гены z и у.
Слева от гена z расположен геноператор О, который не определяет структуру фермента, а играет роль пускового механизма в транскрипции структурных генов. Считывание информации с генов z и у начинается сгенаоператора О. Обязательным условием для этого является присутствие в среде лактозы; в отсутствие лактозы в клетке образуется специальный репрессор, контролируемый геном i, который связывается с геномоператором и инактивирует его.

Эта способность живых существ обусловлена наличием сложных генетических регуляторных механизмов, которые реагируют на сигналы (условия внешней и внутренней среды) и соответственно этим сигналам регулируют активность определенных генов, включая или выключая их функции. Регуляторные механизмы обеспечивают ввод в действие или снятие активности определенных генетических сиг. присущих данному организму (клетке). Они позволяют клетке экономно расходовать энергетические ресурсы и строительные материалы и являются примером совершенного механизма, созданного в процессе эволюции.
Основные процессы, совершающиеся в ходе жизнедеятельности клетки, обеспечивают биосинтез биологически важных соединений и использование необходимой энергии.
Ферментные системы, обеспечивающие биосинтез определенных соединений, называются анаболическими, системы, осуществляющие утилизацию энергии, катаболическими.

Описанные выше методы генетического анализа в совокупности с биохимическими экспериментами позволили не только построить карту хромосомы, но и проанализировать тонкую структуру отдельных генетических локусов.
В связи с изучением тонкой структуры генов было введено понятие генетическая область. Оказалось, что в ряде случаев структурные гены, относящиеся к одному биохимическому пути, локализуются в одной области и, как было указано выше, располагаются в порядке, соответствующем контролируемым ими этапам синтеза конечного метаболита. В той же области расположены регуляторные гены, составляющие в совокупности со структурными генами данного биохимического пути оперон, детерминирующий характер соответствующего белка и интенсивность его синтеза.
РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИИ СТРУКТУРНЫХ ГЕНОВ Живым организмам присуще одно из самых замечательных свойств приспособление к изменяющимся условиям существования; которое сопряжено со значительными перестройками клеточного метаболизма и фенотипическими изменениями свойств клеток.

Скрещивая большое число фенотипически эгорозяых мутантов, устанавливают число цистронов (генов), обеспечивающих синтез с киечного метаболита.
Существуют и более сложные методы анализа, в частности так называемый тест 3 точек. В этом тесте, описание мояшо найти в специальной литературе, генетический анализ тределенпя числа перекрестов, необходимых для получения того или из т рода рекомбинантов, которые образуются при взаимных мутацию в одном из трех анализируемых генов, и реципиента, мутировавшего н. двум другим из этой группы генов.
Трансформация с целью генетического анализа используется значительно реже, чем конъюгация и трансдукция. Однако и с опытах трансформации удается установить сцепленность генов при совместной их с помощью трансформирующей ДНК.

Таким образом, если в абортивной трансдукции в качестве реципиента используется мутант по какому либо гену, то образование абортивных трансдуктантов может произойти только в том случае, если привносимый фагом ген, идентичный мутировавшему гену реципиента, будет неповрежденным. Если синтез аминокислоты осуществляется в несколько этапов и соответственно контролируется несколькими генами, то результат теста комплементации будет зависеть от генетических особенностей анализируемых мутантов.
Так, например, если два скрещиваемых триптофанзависимых мутанта несут мутации в одном и том же гене (локусе), например в локусе, контролирующем, синтез антраниловой кислоты, то при скрещивании таких мутантов абортивные трансдуктанты образовываться не будут, т. е. тест митементации будет отрицательным. Абортивные трансдуктанты будут формироваться при скрещивании триптофанзависимых мутантов, несущих мутации в разных генах данного биохимического пути; например, если реципиент несет мутации в гене, контролирующем синтезантраниловой кислоты, а донором является мутант по гену.