Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Фенотипическая изменчивость




Фенотипическая (модификационная, ненаследственная) изменчивость — фенотипические, временные, наследственно не закрепленные изменения у бактерий. Модификации также контролируются геномом бактерий, но в отличие от мутаций не сопровождаются изменениями первичной структуры ДНК. Модификации возникают как адаптивные (лат. adaptatio — приспособление) реакции бактерий на изменения окружающей среды. Это позволяет бактериям быстро приспосабливаться к изменяющимся условиям среды и сохранять численность популяции. После устранения причины бактерии реверсируют к исходному фенотипу.

Фенотип (от греч. phaino— являю) — совокупность экспрессированных (реализованных) генетически детерминированных признаков, т. е. индивидуальное проявление генома. При этом микроорганизм наследует не признак, а потенциальную способность к проявлению этого признака. Условия окружающей среды способствуют проявлению (экс­прессии) генов или, наоборот, подавляют их функциональную актив­ность.

Генотип микроорганизмов проявляется в фенотипе в виде определенных признаков: в способности к образованию жгутиков, капсулы, фер­ментации углеводов, образованию токсинов. При изменении условий существования фенотип бактерий изменяется при сохранении генотипа.

Фенотип бактерий обозначают теми же знаками, что и генотип, но с прописной буквы.

Виды модификаций у бактерий:

1) морфологические — проявляются обратимыми изменениями морфологии (обратимая утрата капсулы, жгутиков, фимбрий, КС, способности к спорообразованию). Напр., образующиеся под действием пенициллина L-формы бактерий, лишенные КС, могут сохраняться и даже размножаться внутри клеток хозяина, а после прекращения действия пенициллина вновь реверсировать к исходной форме. При выращивании многих бактерий на питательной среде с суббактериостатическими концентрациями антибиотиков и антисептиков также можно получить их модификации, характеризующиеся изменением морфологических признаков. Напр., B. anthracis при 42,50С спор не образует, а при 35–370С — образует споры.

2) биохимические — проявляются индуцибельным синтезом ферментов. Напр., кишечная палочка только в присутствии лактозы синтезирует ферменты, необходимые для ее ферментации. Стафилококки только в присутствии пенициллина синтезируют фермент пенициллиназу, раз­рушающий данный антибиотик.

3) антигенные — проявляются сменой антигенов микроорганизмов в ходе инфекционного за­болевания в результате включения «молчащих» генов (без их перестройки). К модификациям такого рода относятся изменения антигенной структуры гонококка, трепонемы си­филиса, боррелий возвратного тифа, холерного вибриона.

Стандартное проявление модификации — распределение однородной популяции на несколько типов — диссоциация. Обычно диссоциации возникают в условиях, неблагоприятных для исходной популяции. Примером диссоциации может служить изменение вида и структуры бактериальных колоний на твердых питательных средах.

Для обозначения диссоциирующих колоний используют первые буквы английских названий: Sколонии (англ. smooth — гладкий); Rколонии (англ. rough — шероховатый); Мколонии (англ. mucoid — слизистый) и Dколонии (англ. dwarf — карликовый).

SRдиссоциация — появление в чистой культуре, образующей S-формы колоний, R-форм колоний как внешнее проявление изменений свойств образующих их бактериальных клеток.

Механизмы SRдиссоциации:

– инсерционная мутация, приводящая к утрате генов, контролирующих синтез полисахаридных звеньев ЛПС наружной мембраны КС (у E. coli);

– лизогенизация фагами (у C. diphtheriae);

– интеграция в хромосому R-плазмиды, транспозонов или IS-последовательностей;

– рекомбинации (у S. pyogenes).

Биологическое значение SRдиссоциации:в процессе диссоциации одновременно с изменением морфологии колоний изменяются другие свойства бактерий:

– R–формы более резистентны к физическим и химическим факторам внешней среды, дольше сохраняются в воде, молоке как факторах передачи инфекций;

– S–формы более резистентны к фагоцитозу и действию антител;

– так как диссоциации сопровождаются изменениями биохимических, морфологических, антигенных и вирулентных свойств возбудителей, это значительно усложняет этиологическую диагностику.

Популяционная изменчивость— изменчивость, возникающая в результате конкурентных отноше­ний в популяции бактерий между особями с различными генотипами. При этом происходит селективный отбор мутантных особей, потомство которых будет состав­лять все увеличивающуюся часть популяции, в резуль­тате чего изменяется генотипический состав и фенотипические свойства популяции в целом.

 

Практическое использование изменчивости

Практическое использование изменчивости:

– получение аттенуированных вакцинных штаммов;

– получение антибиотиков;

– изучение механизмов антибиотикорезистентности;

– биотехнология (получение диагностических, лечебных и профилактических препаратов с помощью генно-инженерных методов);

– разработка биологического оружия (с этой целью отбираются вирулентные штаммы микроорганизмов, резистентные к антимикробным веществам);

– изменчивость патогенных микроорганизмов — основная движущая сила в развитии и совершенствовании систем защиты человека от чужеродной генетической информации. Микроорганизмы — важный фактор естественного отбора в человеческой популяции.

 







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 5811. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия