Microbiology

Всякое живое существо по большинству своих признаков сходно со своими предками. Сохранение специфических свойств, т.е. постоянство признаков в ряду поколений, называют наследственностью.Изучением передачи признаков и закономерностей их наследования занимается генетика. Каждому признаку в качестве носителя информации соответ ствует определенный ген. Еще во времена классической генетики иссле дователи пришли к выводу, что гены находятся в клеточном ядре. Тогда же было установлено, что они должны располагаться в линейном порядке. Долгое время считали, что наследственная информация связа на с белковыми компонентами нуклеоплазмы. Лишь после успешных экспериментов по передаче наследственных признаков с помощью ДНК генетики пришли к убеждению, что именно ДНК, входящая в состав хромосом у всех организмов, служит материальным но­сителем наследственной информации. Сначала на насекомых, а затем на микроорганизмах было показано, что проявление признаков зависит от активности ферментов. У микроорганизмов ферменты можно было свя зать с конкретными признаками, поддающимися точному биохимиче скому определению. Гипотеза один ген-один фермент гласит, что опре деленный ген содержит информацию, необходимую для синтеза определенного фермента (позднее была принята более точная формули ровка: каждый структурный ген кодирует определенную полипептид ную цепь). Изменение гена вследствие мутации приводит либо к утрате фермента, либо к изменению его свойств, а тем самым и к изменению признака. Гены выявляются только благодаря мутациям. Генетический анализ основан прежде всего на изучении различий в признаках, опреде ляемых альтернативными формами (аллелями) того или иного гена. По этому исследование различных генетических проблем ведется на мутан тах.

Репликация ДНК. У бактерий, так же как и у высших организмов, носи телем генетической информации служит ДНК. Рассматривая структуру клетки, мы уже говорили о том, что бактериальная ДНК представляет собой двойную спираль, замкнутую в кольцо. Сразу же возникает во прос: как сохраняется наследственная информация при росте и размно жении клеток? Перед их делением происходит идентичная редупликация,или репликация, генов. Этот процесс можно удовлетворительно объяс нить, исходя из модели структуры ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, и из механизма удвоения ДНК, теперь уже известного. Две цепи двойной спирали ДНК комплементарны друг другу. На каждой цепи из структурных элементов ДНК-дезоксирибонукле-озидтрифосфатов-синтезируется новая цепь; при этом с каждым из ос нований спаривается комплементарное ему основание, так что каждая из двух новых цепей опять-таки будет комплементарна родительской цепи. Обе новые двойные спирали состоят из одной родительской и одной вновь синтезированной цепи. Эта точная репликация ДНК га рантирует сохранение генетической информации.

Представление о том, что и у микроорганизмов возможны скачко образные изменения наследственных признаков-мутации,-утвержда лось лишь с трудом. До разработки метода чистой культуры многие ученые (Нэгели, Цопф) думали, что у бактерий морфология и физиоло гические свойства чрезвычайно изменчивы. Считалось, что большое чис ло бактерий, встречающихся в природе, представляют собой разные стадии жизненного цикла небольшого количества видов (плеоморфизм). Возражая против этого на основании результатов, полученных с по мощью усовершенствованных методов и чистых культур, другие ученые выступили в пользу теории мономорфизма, согласно которой бактерии можно различать и классифицировать, исходя из постоянства их морфо логических и физиологических признаков. Необходимо было научиться различать и у бактерий генотип и фенотип. Генотипом называют сово купность наследственных задатков клетки; ему противопоставляют фенотип - совокупность наблюдаемых признаков. Фенотипическое проявле ние одного и того же генотипа может быть различным в зависимости от условий среды.