Микробы

Мутации - наследуемые изменения в последовательности отдельных нуклеотидов, которые приводят к появлению микробов с новыми свойствами. Такой ген кодирует белок, отличаю­щийся от исходного по свойствам и функциям.

Термин мутация введен голландским ученым Хуго де Фризом, 1901) свойственны всем живым существам, в том числе и микроорганизмам.

Спонтанные мутации (без направленного воздействия) очень редки: примерно одна на 100 тыс. Они характеризуются измене­нием какого-нибудь одного признака и обычно стабильны.

Индуцированные, или мутагенные, мутации возникают вслед­ствие воздействия факторов среды. Они встречаются сравнительно часто. Мутагены подразделяются на физические, химические и биологические. К физическим относят различного рода излуче­ния: ультрафиолетовые, рентгеновские, радиоактивные. Они вы­зывают повреждение генетического аппарата, изменение призна­ков, свойств микробов; к химическим — сильнодействующие ве­щества: отравляющие (иприт), лекарственные (йод, пероксид во­дорода), кислоты (азотистая) и др. Примером биологических мутагенов может быть ДНК. Так, при введении в клетки эмбриона дрозофилы некоторых видов онковирусов взрослые особи приоб­ретают новые признаки: на голове возникают необычные выросты или углубления, иногда исчезают глаза. Отрезок вирусной ДНК, который встраивается в одну из хромосом дрозофилы, вызывает дифференцирование клеток, и, как результат, появляются морфо­логические и другие изменения.

Существуют крупные и мелкие (точечные) мутации. К крупным относятся мутации, которые характеризуются выпадением большого участка гена. Точечная мутация происходит внутри гена и представляет собой замену, вставку (дупликация), выпадение (делеция) одной пары азотистых оснований ДНК. В результате точечных мутаций происходит наследственное изменение каких-либо свойств микробной клетки, которая, как правило, остается жизнеспособной.

Доказано мутагенное действие вирусов и живых вирусных вак­цин на млекопитающих. Они повреждают наследственный аппа­рат не только соматических, но и половых клеток. Мутагенное действие вирусов особенно активно проявляется во время эпизоо­тии и эпидемий. Численность мутаций возрастает также при нару­шении метаболизма и старении организма.

Для получения полезных признаков у микроорганизмов при­меняют самые различные мутагены. Таким методом выделены вы­сокоактивные штаммы продуцентов антибиотиков и других ве­ществ. После облучения продуцента пенициллина получены штаммы, которые по своей активности в десятки—сотни раз пре­восходят исходные. В сочетании с другими факторами и при со­здании оптимальных условий роста биосинтез повышался: пени­циллина в 10 тыс. раз, витамина В2 (рибофлавина) в 20 тыс., вита­мина Bi2 (цианкобаламина) в 50 тыс. раз .

Необходимо отметить, что после мутагенеза появляются не только полезные, но и вредные признаки. Микробов с полезными признаками бывает очень мало, а самое главное — для их опреде­ления приходится проделывать огромную работу: не только выде­лять тысячи штаммов в чистую культуру, но и изучать их свойства. Так, длительным и кропотливым трудом удалось во много раз по­высить выход незаменимых аминокислот (лизин, глутаминовая). Действие радиоактивных веществ вызывает глубокие изменения в генетическом аппарате, но среди микробов появляются расы, ус­тойчивые к ним.