БАКТЕРІЯ ESCHERICHIA COLI ЯК ВАЖЛИВИЙ ОБ'ЄКТ ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Кишкова паличка {Escherichia coli) - бактерія, яка зазвичай мешкає в кишечнику людини і тварин. У сучасних дослідженнях з молекулярної генетики вона займає одне з перших місць. Це палочковидний організм близько 2 мкм завдовжки і 0,8-1 мкм завтовшки. Зовні клітина кишкової палички одягнена твердою оболонкою, зберігає свою форму навіть у тому випадку, якщо в силу тих чи інших причин втрачається її вміст. Під клітинною оболонкою лежить еластична тонка цитоплазматична мембрана. Якщо видалити клітинну оболонку дією на неї ферменту, то клітина разом зі своїм вмістом приймає форму кульки, званого протопластом, або сферопласти. Вміст клітини бакгеріі представлено протоплазми, що складається з цитоплазми і включених в неї молекул ДНК. Клітка гаплоидное і містить одну хромосому, що представляє собою довгу кільцеву нитка ДНК. Її довжина близько 1 300 мкм, т. Е. Вона більш ніж в 600 разів довше самої бактеріальної клітини. Однак в клітці ДНК багаторазово згорнута і щільно «упакована». Щонайменше в одній точці хромосома фіксована на утвореннях, що відходять від цитоплазматичної мембрани в глиб клітки і званих Мезосоми.

Хромосома у кишкової палички реплицируется від однієї строго певної точки, в якій вона прикріплена до цитоплазматичної мембрани. «Хвилі реплікації» йдуть в обох напрямках від стартової точки і зустрічаються один з одним посередині хромосомного кільця. На реплікацію хромосоми у кишкової палички витрачається близько 20 хв. Потім синтезовані хромосоми відходять один від одного, і між ними починає формуватися перегородка з цитоплазматичної мембрани. Деякий час розмежовані перегородкою протопластів залишаються під одним клітинної оболонкою, потім клітина ділиться.

Дослідження показали, що у бактерії існує і статевий процес, що веде до об'єднання і подальшої рекомбінації генів різних батьківських типів. В основі статевого процесу у бактерій лежить кон'югація - поява тимчасової зв'язку між клітинами бактерій за допомогою освіти цитоплазматичного містка. Такий зв'язок створює умови для проникнення генетичного матеріалу з однієї клітини бактерії в іншу.

У 1952 р В. Хейс виявив, що при явищах рекомбінації у бактерій одна з ліній служить донором, а інша - реципієнтом. Донорні клітини (чоловічі клітини бактерій) характеризуються наявністю у них особливого фактора F * - не пов'язаної з хромосомою ДНК, здатної до самовідтворення. При кон'югації бактерій фактор F може переходити в реці- піентную жіночу клітку F ~, перетворюючи її в чоловічу.

Статевий фактор бактерій (F⁴} Містить 10⁵ пар нуклеотидів, що відповідає за кількістю одному геному фага. Бактерії т. Е. Позбавлені статевого фактора, є реципієнтами. При кон'югації клітин F⁴ і F ~ в останню часто переходить тільки статевий фактор. Однак, коли фактор F⁴ в клітці донора з'єднується з се хромосомою, кінець останньої проникає через цитоплазматичний місток в клітку реципієнта, обумовлюючи появу клітин, здатних до особливо високій частоті рекомбінації. Ці клітини були позначені символом Hfr (Від англ. High frequency of recombination - висока частота рекомбінації).

На прикладі фактора F у бактерій було показано, що окрема ДНК може як існувати самостійно, так і бути включеною в хромосому бактерії у вигляді її частини. Такі молекули ДНК отримали назву Епіс.

Спочатку наявність кон'югації клітин бактерій постулировалось на основі генетичних експериментів, в яких демонструвалося явище рекомбінації, потім факт кон'югації бактерій був підтверджений за допомогою електронного мікроскопа. На рис. 5.8 ясно видно цитоплазматичний місток, який служить для переходу фактора F * і хромосоми бактерій з однієї клітини в іншу при їх кон'югації.

Мал. 5.8. Електронна мікрофотографія кон'югації між бактеріальними клітинами Hfr і F ~

1. Біосинтез антитіл - біохімія частина 2.
   Величезна різноманітність антитіл неадекватно числу генів, локалізованих в лімфоцитах. Наприклад, в клітинах людини міститься не більше 105 генів, а число вироблюваних антитіл на 1-2 порядки більше. Імуноглобуліни є білками, отже, вони кодуються відповідними генами. Таким чином, розгадку феномену
2. Біосинтез (анаболізм) жирних кислот - біохімія людини
   У біосинтезі ліпідів de novo (ли погенез) використовується значна частина жирних кислот, моногліцеридів і гліцерин, який звільняється при гідролізі жирів, що надходять з їжею. Це пов'язано з тим, що ліпіди кожного організму, так само як білки і вуглеводи, мають індивідуальний склад і будова
3. Біологічні функції білків, каталітичні білки, транспортні білки - біохімія
   Безліч хімічних зв'язків, характерних для білкових макромолекул, зумовлює їх функціональне різноманіття. І дійсно, білки мають безліч різних біологічних функцій. Найбільш різноманітний клас білків відноситься до біологічних стимуляторів, які називають ферментами або ензимами. Щомиті в клітинах
4. Біологічне значення генного рівня організації спадкового матеріалу - біологія. Частина 1
   Дискретність спадкового матеріалу, припущення про яку висловив ще Г. Мендель, має на увазі подільність його на частини, які є елементарними одиницями, - гени. В даний час ген розглядають як одиницю генетичної функції. Він являє собою мінімальну кількість спадкового матеріалу, яка необхідна
5. Біохімія нервової і гуморальної регуляції життєдіяльності організму - біохімія людини
   Швидкість, темп різних процесів в організмі, в тому числі виконання фізичних вправ, визначається в кінцевому рахунку швидкістю процесів метаболізму в відповідних тканинах, т. Е. Ферментативної кінетики. Реакції в різноманітних метаболічних шляхах повинні бути узгоджені між собою за допомогою
6. Біохімічні компоненти організму людини, основні біохімічні компоненти організму людини - біохімія людини
   Методами якісного і кількісного хімічного аналізу (див. Гл. 3) визначають, які речовини і елементи і в якій кількості входять до складу організму людини. Встановлено, що склад різних органів, тканин і організму в цілому залежить від статі, віку, раси і змінюється від індивідуума до індивідуума
7. Білки - нервова система: анатомія, фізіологія, Нейрофармакологія
   Білки (протеїни) (від грец. То лреото - головний, перший) представляють собою високомолекулярні органічні полімерні речовини, побудовані з хімічно подібних мономерів, званих амінокислотами. Клітини містять від 10 до 20% білків, хоча в деяких клітинах їх набагато більше - 50-80%
8. Базальні ганглії, розвиток базальних гангліїв - вікова анатомія і фізіологія
   базальні ганглії (Підкіркові ядра) занурені в білу речовину великих півкуль і оточені волокнами, що зв'язують їх з корою і таламуса (див. Рис. 4.18, б). До них відносяться блідий кулю, шкаралупа, хвостате ядро і мигдалина. Перші три пов'язані з руховими ядрами стовбура мозку і є вищими підкірковими