Бендик ср 2

Бендик К.Ю. 3 курс 4 група

САМОСТІЙНА РОБОТА 2. Мікроорганізми, як моделі для наукових досліджень.

Мета роботи:  охарактеризувати мікроорганізми, як моделі для наукових досліджень.

Кишкова паличка

E. coli є беззаперечною бактеріальною суперзіркою модельних мікроорганізмів. Кишкову паличку використовують майже для всього, від вивчення життєвого циклу бактерій до експериментів щодо того, як бактерії поводяться за надзвичайно низьких температур. Ця маленька кругла бактерія, відкрита лікарем Теодором Ешеріхом у 1885 році, використовувалася в багатьох експериментах, які допомогли зрозуміти, як працюють бактерії: як вони їдять, як розмножуються, питання про їхні гени та білки — про майже все, насправді. Таким чином, можна сказати, що сучасна мікробіологія побудована на «плечах» кишкової палички. 

Структури деяких бактерій, які використовуються як модель мікроорганізмів.

Зображення зроблені за допомогою мікроскопа, оскільки ці бактерії дуже малі. 

(a) Пофарбовані круглі клітини Escherichia coli . 

(b) Пофарбовані клітини Bacillus subtilis . 

(c) Природно зелена ціанобактерія Nostoc sp., бактерія, яка утворює нитки з кількох пов’язаних клітин.

Bacillus Subtilis

Bacillus відомий своєю легкістю, з якою вчені можуть маніпулювати його генами, що дозволяє досліджувати функції багатьох із цих генів. Ще одна цікава характеристика цієї бактерії полягає в тому, що вона виробляє структури, які називаються ендоспорами, які є особливою клітинною формою, яка дозволяє їй виживати, навіть коли умови не дуже сприятливі для її росту. Незважаючи на те, що Bacillus не єдиний організм, який може створювати ендоспори, більшість досліджень, що досліджують, як утворюються ендоспори, проводилися на Bacillus. Ці бактерії знаходяться в ґрунті та мають паличкоподібну форму, часто з ендоспорами, розташованими на одному кінці.

Мікобактерії туберкульозу

Багато досліджень, проведених з використанням Mycobacterium , навчили, як використовувати хімічні речовини, які можуть вбивати небезпечні бактерії. Хоча туберкульоз далеко не такий смертельний, як колись, зараз існують стійкі до ліків штами. Ці штами небезпечні, тому що можуть виживати в присутності багатьох антибіотиків. В даний час велика частина досліджень, проведених з використанням Mycobaterium , зосереджена на тому, щоб дізнатися, як вони заражають людей, як бактерії взаємодіють з антибіотиками, і як ми можемо захистити себе від них. Інша область досліджень є вивчення бактеріальних спільнот. Бактеріальні спільноти — це групи окремих клітин мікобактерій , щільно прикріплених одна до одної за допомогою спеціальної хімічної сполуки, яку виробляють бактерії, яка називається міколевою кислотою. Ці пучки клітин Mycobacterium виглядають як шнури, де окремі клітини невпорядковано обертаються одна навколо одної.

Streptomyces

Streptomyces є чудовими продуцентами антибіотиків. Близько 20 років ці бактерії інтенсивно вивчалися і використовувалися для виробництва багатьох нових антибіотиків. Завдяки цій роботі ми тепер знаємо набагато більше про те, як виготовляються антибіотики, а також про гени та білки, які беруть участь у цьому. Streptomyces також використовували для вивчення того, як розвиваються бактеріальні клітини. Ці бактерії можуть виробляти спеціалізовані клітини, які називаються спорами, а також довгі розгалужені нитки, які проростають із клітин, які називаються гіфами. Ці структури дають Streptomyces унікальний вигляд — клітини витягнуті, з розгалуженими гіфами, які іноді мають круглі спори навколо них, що робить клітини схожими на кольорові бризки через низку хімічних речовин, які вони виробляють. Streptomyces можна знайти в багатьох наземних середовищах проживання.

Культура Streptomyces coelicolor синього кольору з білими спорами. Вони мають особливий запах, як пшеничне поле після дощу.

Ціанобактерії

Ціанобактерії насправді складаються з цілої групи споріднених бактерій, яка називається типом. У межах типу всі організми мають деякі спільні характеристики, а у випадку ціанобактерій спільною характеристикою є їх яскравий зелений колір. Їх чудовий зелений вигляд викликаний білком під назвою хлорофіл, який дозволяє ціанобактеріям здійснювати фотосинтез. Вчені досліджували білки та гени ціанобактерій, які дозволяють їм здійснювати фотосинтез, і в останні роки інтерес до ціанобактерій став ще більшим, оскільки люди почали думати про відновлювані джерела енергії. Зараз існує багато досліджень, спрямованих на те, як використовувати фотосинтетичний потенціал ціанобактерій для промислового застосування. Ціанобактерії можна знайти майже всюди, і багато видів ціанобактерій мають унікальну структуру, але всі вони зелені завдяки своєму хлорофілу.

T . thermophila — це інфузорійний модельний організм, дослідження якого призвело до фундаментальних біологічних уявлень, що охоплюють центральну догму та не тільки. Дійсно, цей одноклітинний рухливий еукаріот забезпечує інструменти та методи не лише для відкриття нових генів, але й для розкриття важливих молекулярних механізмів, що стоять за функціями цих генів. Таким чином, корисність як генетичної моделі організму виявляється в його короткому життєвому циклі, легкому та економічно ефективному лабораторному поводженні та його доступності як для прямої, так і для зворотної генетики. Незважаючи на ласкаве посилання на нього як на «ставкову покидь», краса Tetrahymena як генетичної моделі організму демонструється у багатьох світлах.

Дріжджі, що брунькуються, S. cerevisiae, широко використовувалися як модельний організм для вивчення клітинних процесів у еволюційно віддалених видів, включаючи людей. Проте різні тканини людини, успадковуючи подібний генетичний код, виявляють відмінні анатомічні та фізіологічні властивості. Специфічні біохімічні процеси та пов’язані з ними біомолекули, які диференціюють різні тканини, до кінця не зрозумілі, як і ступінь, до якої одноклітинний організм, такий як дріжджі, можна використовувати для моделювання цих процесів у кожній тканині.