Микробиология с основами эпидемиологии и методами микробиологических исследований. Виктор Сбойчаков
принадлежит гену rec A. Его продукт – белок Rec A (молекулярная масса 38 кД) обладает уникальными функциями: прочно связывается с одиночными нитями ДНК; способствует высвобождению разорванной нити из двойной спирали ДНК; удерживает вместе одиночную нить ДНК и двойную спираль ДНК; обладает свойством ДНК-зависимой АТФазы. Ген rec A участвует не только в процессе рекомбинации. Его продукт необходим для пострепликативной репарации, индукции профага, клеточного деления и других важных функций бактерий. Рецессивные мутации в таком гене отражаются на всех этих функциях, поэтому они получили название SOS-функций, а их совокупность представляет единую SOS-систему. Выражение любой SOS-функции зависит от активности продукта гена rec A. SOS-система срабатывает после любых повреждающих воздействий на ДНК, поэтому ген rec A играет основную роль в самозащите генетической системы бактерий.
5.4. Прикладные аспекты генетики микроорганизмов
Применение методов генетики для изучения генома бактерий позволило создать геносистематику бактерий. На ее основе существенно уточнена действующая классификация бактерий и созданы предпосылки для разработки естественной систематики и классификации. В интересах систематики используют ряд методов. Метод гибридизации ДНК-ДНК выявляет уровень гомологии ДНК. Считается, что показатель 60 – 100 % гомологии ДНК указывает на родство на уровне вида. Метод гибридизации ДНК с рРНК выявляет генетические связи между участком ДНК, контролирующим синтез рРНК, и нуклеотидами рРНК. Цистроны, ответственные за синтез рРНК, консервативны и позволяют выявить родственные связи на уровне рода, семейства.
Наиболее надежным является метод секвенирования ДНК, выявляющий последовательность нуклеотидов в отдельных фрагментах ДНК или всей ДНК хромосомы. Лучшим (наиболее консервативным) объектом исследования является участок ДНК, контролирующий синтез 16S рибосомальной РНК бактерий. ДНК этого фрагмента клонируют, затем секвенируют. Метод секвенирования ДНК является основным в геносистематике; он позволяет выявить родство бактерий на уровне царства, класса, семейства, рода, но недостаточно эффективен для установления вида. Этот метод также помогает установить эволюционные связи бактерий.
Раскрыт генетический механизм весьма важной для медицины проблемы приобретенной лекарственной устойчивости бактерий. Установлено, что основную роль в быстром формировании устойчивости бактерий к антибиотикам играют R-плазмиды, несущие гены устойчивости к 10 антибиотикам в любых сочетаниях. Они могут передавать гены антибиотикорезистентности чувствительным бактериям за несколько минут, превращая в устойчивую всю популяцию бактерий в организме. До сих пор не существует эффективных средств удаления R-плазмид или блокады их передачи. Пока реальным достижением является применение препаратов, блокирующих активность ферментов, разрушающих антибиотики, которые контролируются R-плазмидами. Например, для инактивации бета-лактамазы используют