Изменчивость и наследственность микроорганизмов
Как и весь мир живых организмов, микробы в процессе эволюции постоянно изменяют свои свойства.
Простота строения, быстро протекающие жизненные процессы и быстрая сменяемость поколений являются причинами высокой приспособляемости (адаптации) и изменчивости микроорганизмов. Приспособление к различным факторам у микроорганизмов протекает неодинаково. Адаптация, например, к изменениям температуры, особенно повышенной, происходит медленнее, чем к использованию новых источников питания.
Способность микроорганизмов сравнительно легко приобретать новые свойства используется в практике для получения особо ценных, высокопродуктивных их разновидностей (штаммов), применяемых в пищевой промышленности, производстве медицинских препаратов и для других целей.
Путем селекции, т. е. многократного отбора, получены штаммы спиртоустойчивых дрожжей и кисло-устойчивых уксусно-кислых бактерий. В результате неоднократно повторенного отбора выделены улучшенные расы дрожжей, применяемые в производстве шампанских вин. Путем направленного изменения свойств получены авирулентные (неспособные вызывать заболевание) расы многих болезнетворных бактерий — сибиреязвенных бацилл, чумной палочки, бруцеллеза и др. Такие штаммы используются для производства вакцин.
Согласно теории, объясняющей механизм наследования признаков, сформулированной в середине прошлого века И. Г. Менделем, в клетках живых организмов находятся особые наследственные задатки, или факторы. С ними новым поколениям передается вся наследственная информация о’программе развития от родительского организма.
Установлено, что первичная наследственная информация сосредоточена в особых структурных элементах ядра клетки — хромосомах. Главной составной частью хромосом является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК всех организмов содержит всего четыре нуклеотида, образованных соответствующими азотистыми основаниями — аденином (А), гуанином (Г), тимином (Т) и цитозином (Ц). Нуклеотиды, помимо азотистого основания, содержат дезоксирибозу (сахар) и остатки фосфорной кислоты. Повторяясь множество раз и в разной последовательности, они образуют бессчетное количество различи ных сочетаний в молекуле ДНК. Эти особенности структуры ДНК и являются шифром, с помощью которого закодированы свойства и признаки каждого организма.
ДНК построена в виде двух цепочек нуклеотидов,. спирально закрученных навстречу одна другой и соединенных через пары нуклеотидов. Строение ДНК принято сравнивать со спиральной лестницей. Молекулы ДНК очень велики, в их состав входят тысячи и даже миллионы нуклеотидов. Молекулярный вес ДНК бактерий достигает 5000000—8000000. Отдельные участки цепочки ДНК, или так называемые гены, ответственны за то или иное конкретное свойство, признак организма.
В процессе размножения организмов двойная спираль ДНК расщепляется, и на каждой половинке «лестницы» достраивается точная копия отщепившейся части. Так удваивается набор ДНК. Половина набора, т. е. уже целая молекула ДНК, попадает во Вновь образовавшуюся клетку и обеспечивает ее соответствующее развитие, строение, свойства.
Помимо селекции, возникновение измененных форм микроорганизмов может происходить путем мутации, адаптации и диссоциации.
Мутация — это изменение в химической структуре того или иного участка хромосом (гена) и возникшие в связи с этим изменения свойств организма, наступающие внезапно. Иногда под мутацией понимают любое изменение в наследственном механизме клетки.
Pages: 1 2