Генетика микроорганизмов

Генетика микроорганизмов – наука о законах наследственности и изменчивости, которая обладает присущими особенностями, отвечающими строению и их биологии. Больше всего исследована генетика бактерий. Бактерии характеризуются малыми размерами и большой скоростью размножения. Эти особенности позволяют отследить генетические изменения за незначительный отрезок времени на максимальном числе популяций. Клетка бактерии обладает одинарным набором генов, то есть отсутствуют аллели. Хромосома у бактерий представляет собой полинуклеотид (две связанные полинуклеотидные цепочки, которые образуют ДНК).

Длина хромосомы составляет 1000 мкм, а молярная масса примерно 1,5.2-10'Д. Она суперспирализована и сомкнута в кольцо, включает 3000 – 5000 генов. В цитоплазме бактерий подобно хромосоме расположены ковалентно замкнутые кольца ДНК, которые называются плазмидами ( или внехромосомные факторы наследственности). Плазмиды обладают значительно меньшей массой, чем хромосомы. Хромосома и плазмида обладают способностью к независимому самокопированию, репликации, поэтому получили название репликоны. Свойства микроорганизмов, как у других организмов, обусловливаются их генотипом, то есть набором генов данной особи. Термин геном касательно микроорганизмов является практически синонимом понятия генотип.

Фенотип – следствие взаимодействия генотипа с окружающей средой, то есть проявление генотипа в определенных условиях обитания. Фенотип микроорганизмов зависит не только от окружающей среды, он так же контролируется генотипом. Характер и степень допустимых для данной клетки фенотипических изменений обусловливаются набором генов, представленный конкретным участком молекулы ДНК.
Основу генетической изменчивости составляет реакция генотипа на обстоятельства окружающей среды или видоизменение самого генотипа как результат мутации генов или их рекомбинации. Вследствие этого фенотипическую изменчивость можно разделить на ненаследственную и наследственную.

Ненаследственная или средовая, модификационная изменчивость определяется влиянием внутренних и внешних клеточных факторов на проявление генотипа. Если убрать причины, вызывающие модификацию, возникшие изменения исчезают. Наследственная или генотипическая изменчивость связанна с мутациями и называется мутационная изменчивость. Так в основе мутации лежит изменение порядка нуклеотидов в ДНК, полная или частичная их утрата, так как идет структурная перестройка генов, которая проявляется фенотипически как измененный признак. Наследственная изменчивость связана с рекомбинациями и называется рекомбинационной изменчивостью.