Содержание

18. Изменчивость микроорганизмов. Понятие о модификации и мутации. Использование изменчивости микроорганизмов в пищевой и микробиологической промышленности 2

21. Сущность основного биохимического процесса, протекающего при квашении овощей и получении кисломолочных продуктов. Возбудители, их характеристика. Условия развития 7

51. Состав микрофлоры баночных консервов. Баночные консервы как возможный источник отравлений. Мероприятия по предупреждению 12

Содержание 1418. Изменчивость микроорганизмов. Понятие о модификации и мутации. Использование изменчивости микроорганизмов в пищевой и микробиологической промышленности.

Как и весь мир живых организмов, микробы в процессе эволюции постоянно претерпевают изменения свойств.

Изменчивость, характерная для всех живых организмов, бывает двух типов. Прежде всего это наследственная изменчивость, которая связана с изменением самих генов или возникновением их новых комбинаций. Второй тип – модификационная изменчивость. В отличие от наследственной изменчивости она не связана с изменениями генотипа и в последующие поколения не передаётся.

Разнообразие фенотипов, возникающих у организмов одинакового генотипа под влиянием условий среды, называют модификационной изменчивостью. Спектр модификационной изменчивости определяется нормой реакции. Примером модификационной изменчивости может служить изменчивость генетически сходных (идентичных) особей.

Иногда модификационная изменчивость называется ненаследственной. Это верно в том смысле, что модификации не наследуются. Следует помнить, однако, что сама способность живых организмов к адаптивным модификациям – приспособительным изменениям – генетически обусловлена, выработана в результате естественного набора. [5]

Простота строения, быстро протекающие жизненные процессы и быстрая сменяемость поколений являются причинами высокой приспособляемости и изменчивости микроорганизмов. Приспособление (адаптация) 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.

Путём селекции, т. е. многократного отбора, получены штаммы спиртоустойчивых дрожжей и кислотоустойчивых уксуснокислых бактерий. В результате неоднократно повторенного отбора выделены улучшенные расы дрожжей, применяемые в производстве шампанских вин. Путём 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 XIX века И. Г. Менделем, в клетках живых организмов находятся особые наследственные задатки или факторы. Новым поколениям с ними передаётся вся наследственная информация о программе развития от родительских организмов. 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 бессчётное количество различных сочетаний в молекуле ДНК. Эти особенности стуктуры 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 соединённых 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 5 – 8 млн. Отдельные участки цепочки ДНК, называемые генами, ответственны за то или иное конкретное свойство, признак организма.

В процессе размножения клеток 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 её соответствующее развитие, строение, свойства. [2]

Возникновение изменённых форм микроорганизмов может происходить также путём 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.

Мутации микроорганизмов могут происходить естественным путём и вызываться искусственно с помощью, например, химических воздействий, ультрафиолетового и рентгеновского облучений, действия хлористого марганца, перекисей, минеральных масел. В результате таких воздействий на клетки у некоторых из них возникают повреждения, перестановки отдельных нуклеотидов в цепочке ДНК и др.

При одном и том же воздействии мутанты, т. е. клетки с изменённой наследственностью, могут приобрести совершенно различные свойства. В большинстве случаев приобретённые мутантами свойства невыгодны для самих микробов и не нужны для человека. Но среди множества мутантов могут находиться особи с более полезными в хозяйственном отношении свойствами, чем у исходных форм.

Наиболее перспективным методом для получения мутантов и