Микроорганизмдердің тыныс алуы

Микроорганизмдердің тыныс алуы

1. 
   Аэробты
   
2. 
   Анаэробты
   

1. 
   Гусев М.В. , Минеев Л.А. Микробиология.- М.: Изд-во Москва ун-та, 1985.
   
1. 
   Cтейниер Р., Эдельберг Э., Ингрем Д. Микр микробов: в 3-х т . М. Мир 1979
   
2. 
   Колешко О.И. Микробиология.-Минск:Бышэйшая школа, 1977.
   
3. 
   Шлегель Г. Общая микробиология М: Мир 1987 567 стр
   
1. 
   Шигаева М.Х. Экология бактерий Учебное пособие А. Наука 2002 170 с.
   
2. 
   Березин В.Э. Основы вирусологии Учебное пособие . А. Наука 2002
   
3. 
   Заварзин Г.А. Колотилова Н.Н. Введание в природоведческую микробиологию Учебное пособие Книж дом Унив 2001 г. – 256 с.
   
4. 
   Мищустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. –М.: Колос, 1878.
   
5. 
   Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.Қ. Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, “Қайнар”, 1982.
   
6. 
   Пименова М.Н. Гречушкина И.Н. Азова Л.Г. Руководства к практическим занятием по микробиологии – М.МГУ 1983 302 стр.
   
7. 
   Құлдыбаев М. Ауыл щаруашылық микробиологиясы. Алматы, “Білім”,1994.
   
8. 
   Генкель П.А. Микробиология с оснсвами вирусологии. Учеб. Пособие для студентов биол. фак. пед. Ин-тов. М., “Просвищение”,1974.271с.
   

10. 
    Бродо П. Плазмиды . М. – Наука 1989 , 688 с.
    
11. 
    Букринская А.Г. Вирусология М. Наука 1986 326 с.
    
12. 
    Готтшалк Г.А. Метобализм бактерий М. Мир 1982 г. 310 с.
    
13. 
    Елинов Н.П. Химимческая микробиология М. Выш школа 1989 г. 448 с.
    
14. 
    Елинов Н.П. Основы биотехнологии – СПб Наука 1995 600с
    
15. 
    Калакуцкий Л.В. Агре Н.С. Развитие актиномицетов – М. МГУ 1983 177с
    
16. 
    Кондратьева Е.Н. Хемолитотрофы и метилотрофы М. МГУ 1983 г.
    
17. 
    Перт С.Дж Основы культивирование микроорганизмов и клеток М.Мир 1978 г.
    
18. 
    Шигаева М.Х. Цзю В.Л. Систематика бактерий – А. КазНУ 140 стр.
    
19. 
    Блохина И.Н., Леванова Г.Ф. Генсистематика бактерии.-М.: Наука, 1976.
    
20. 
    Громов Б.В. Строение бактерий.-Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та,1985.
    
21. 
    Заварзин Г.А. Водородные бактерий и карбоксидобактерия.-М.: Наука,1978.
    
22. 
    Жизнь микробов а экстрмальных условиях.-М.: Мир, 1981.
    
23. 
    Квасников И.Е., Нестренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования.-М.: Наука, 1975.
    

Микроорганизмдердің тыныс алуы энергия бөлінетін органикалық қосылыстар тотығуының биологиялық жолмен жүретін күрделі процесі болып есептеледі.

Тыныс алу түріне байланысты микроорганизмдерді үлкен екі топқа бөледі; аэробты және анаэробты микроорганизмдер. Аэробты микроорганизмдер ортада оттегі болғанда ғана тіршілік ете алады. Ал анаэробты оттегіне мұқтаж емес. Анаэроб микробтар облигат және факультатив деп екіге бөлінеді. Облигат анаэробтар тек оттегі жоқ жерде ғана тіршілік етеді. Молекула күйіндегі оттегі жоқ жерде ғана олар үшін-у. Ал факультативті анаэробтар молекула күйіндегі оттегінің бар не жоғына қарамай тіршілік ете береді. Анаэроб микроорганизмдер де табиғатта кең таралған. Олар ауа енуі қиын терң қабаттарда тіршілік етуге бейімделген.

Энергия алу үшін көбнесе азотсыз заттар жұмсалса, микробтар өз денесін құруға азотты заттарды пайдаланады.

Кейбір организмдердің тыныс алуы органикалық емес қосылыстарды тотықтыру процесінде болады. Мысалы, нитрификациялаушы бактериялар аммияк тұзын алдымен азотты, одан соң азот қышқылынды тотықтырады.

1861 жылы Л.Пастер өзіндік ерекшелігі бар анаэроб бактериялрды тапқан болатын. Оған энергияны тотықтырудан емес, оттегі жоқ жерде органикалық қосылыстарды ыдырату жолы мен қамтиды. Бұл ашу процесі деп аталады. Ол микроорганизмдер үшін оттексіз тыныс алу әдеттегі оттегімен тыныс алатын аэроб микроорганизмдер үшін оттегінсіз тыныс алу әдеттегі оттегімен тыныс алатын аэроб микроорганизмдер сияқты, анаэробтарда органикалық қосылыстарды өзгеріске түсіру кезінде оттегін қамти алады. Органикалық заттар алғашқы ыдырағандаодан сутегі бөлінеді. Ол бірнеше тізбектеле орналасқан ферменттердің көмегімен ауадағы оттегіне жанасады. Сонда су п.б. Су құрамындағы су тегімен оттегінің арқасында, көміртегі атомдарының арасында көміртегі атомдарының арасында тотығу-тотықсыздану реакциясы жүреді.Осы тотықсыздану процесс арасында ортаға энергия бөлінеді. Ол микробтар клеткасының тіршілігіне қажет. Микробтарға арналған қоректік ортаның тотықсыздану қасиеті бар. Мұнда оттегі көп роль атқарады, заттар толық тотыққанда ғана болады. Мәселен, глюкоза осылай тотыққанда ортада су мен көмір қышқыл газы және 674 ккал жылу бөлінеді. Бұл энергия өсімдіктегі хлорофилл көмегімен фотосинтез процесі кезінде қайта жиналған энергия. Аэроб бактериялардың әсерінен ол энергияға айналады.

Микроорганизмдердің тыныс алуы көпшілік жағдайда жоғары сатыдағы организмдердің аэробты тын аэробты тыныс алуына тым ұқсас. Сонымен тыныс алу дегеніміз органикалық заттар электрондарының молекулалық оттегіне берілу процесі, яғни тыныс алу кезінде электрондардың акцепторы ролін оттегі атқарады. Ал ашу процесі кезінде органикалық заттардан бөлінген электрондар басқа органикалық затқа беріледі, яғни мұнда электрондар акцепторының ролін процесс барысында түзілетін бір органикалық қосылыс атқарады.
ХІ-лекция

Микроорганизмдердің ферменттері.

Жоспар

1. 
   Биосинтез және катоболизм
   
2. 
   Амилаза
   
3. 
   Каталаза
   

2. Колешко О.И. Микробиология.-Минск:Бышэйшая школа, 1977.

3. Кратки определитель бактерий Берги.-М.: Мир, 1980.

4. 
   Мищустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. –М.: Колос, 1878.
   
   1. 
      Шлегель Т. Общая микробиология.-М.:Мир,1972.
      
5. 
   Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.Қ. Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, “Қайнар”, 1982.
   
6. 
   Шоқанов Қ.Н. Микробиология. Алматы, “Санат”,1997.
   
7. 
   Құлдыбаев М. Ауыл щаруашылық микробиологиясы. Алматы, “Білім”,1994.
   
8. 
   Генкель П.А. Микробиология с оснсвами вирусологии. Учеб. Пособие для студентов биол. фак. пед. Ин-тов. М., “Просвищение”,1974.271с.
   

9. 
   Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. –Л.: Наука,1980.
   
10. 
    Биотехнология.-М.: Наука,1984.
    
11. 
    Блохина И.Н., Леванова Г.Ф. Генсистематика бактерии.-М.: Наука, 1976.
    
12. 
    Громов Б.В. Строение бактерий.-Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та,1985.
    
13. 
    Заварзин Г.А. Водородные бактерий и карбоксидобактерия.-М.: Наука,1978.
    
14. 
    Жизнь микробов а экстрмальных условиях.-М.: Мир, 1981.
    
15. 
    Квасников И.Е., Нестренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования.-М.: Наука, 1975.
    
16. 
    Крю Ж. Биохимия.-М.: Медицина, 1978.
    
17. 
    Лурия С., Дарнелл Дж. И др. Общая вирусология.-М.: Мир,1981.
    
18. 
    Минеральный и биологически азот в земледелии СССР. М: Наука, 1986.
    
19. 
    Мишустин Е.Н. Ассоцация почвеных микроорганизмов.-М.: Наука, 1975.
    
20. 
    Оющая и частная вирусология.-М.: Медицина, 1982. –Т. 1-2.
    
21. 
    Пяткин К.Д., Кривошеин Ю.С. Микробиология.-М.: Медицина, 1980.
    
22. 
    Стейнер Р., Эдельберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов.-М.: Мир, 1979. Т. 1-3.
    
23. 
    Тимаков В.Д., Левашов В.С., Борисов Л.Б. Микробиология.-М.: Медицина, 1983.
    

Биосинтез және катаболизм жайлы түсінік. Микроорганизмдер клеткаларына түскен қоректік заттар ыдырау барысында түрлеше химиялық реакциялардан өтеді. Оларды жинақтап, жалпы атпен метаболизм (зат алмасу) деп атайды. Метаболизмге тіршілікке аса маңызы зор катоболизм мен биосинтез процестері жатады.

Катоболизм (энергетикалық алмасу) - көмірсулар, майлар және белоктар сияқты қоректік заттардың тотығуы есебімен эенергия бөліну процестері. Микробтарда аэробты тыныс алу мен ашу сияқты катоболизмнің негізгі формасы бар.

Катоболизм барысында түзелген энергия клеткада аденозин үш фосфат (АҮФ) түрінде фосфор байланысына айналады.

Биосинтез – сыртқы ортадағы жай қосылыстардан макромолекулалар (нуклеин қышқылы, белоктар, полисаридтер ) синтезделеді. Биосинтез процесі аэробты тыныс алу мен ашу кезінде п.б. энергияны қолданады, яғни АҮФ қосылысынан алады.

Микроорганизмдер ферменті. Клеткада жүретін күрделі процестер, яғни тыныс алу мен қоректену ферменттерінің (энизм) көмегімен іске асады. Өздерінің әсер етуіне қарағанда ферменттер күрделі органикалық катализаторлар болып есептелінеді. Катализатор – дегеніміз химиялық реакциялардың соңғы өніміне кірмейтін, бірақ бұл реакцияларды шапшандадатын заттар.

Амилаза ферментінің бір бөлігі, белгілі бір жағдайда бір тонна крахмалды қантқа айналдыра алатыны дәлелденеді. Ферменттерді алғаш рет орыс ғалымы К.С. Кирхгофор ХІХ ғасырдың бас кезінде ашқан болатын. Ферменттер клеткад түзілетін зат. Бірақ олар клеткадан тыс жерде де заттарды ыдырата алады.

Ферменттер активті бір қатар жағдайларға байланысты болады. Оларға субстрат пен ферменттер концентрациясы, температура, рН т.б. жатады. Әрбір фермент үшін өзіндік температурасы мен рН болады.

Метаболизмге қатысатын ферменттер клетка ішінде орналасады. Сондықтан оларды клетка ішілік, яғни ферменттер деп атайды. Ал кейбір ферменттер клетка ішінде тіршілігі барысында ортаға бөлініп шығады. Оларды клетка сыртындық, яғни экзоферменттер деп атайды. Әдетте бұған сыртқы ортаға микрооргнизмдер клеткасына ене алмайтын молекулалық массасы үлкен органикалық заттарды ыдырататын гидролитикалық ферменттер жатады.

Ферменттер суда, спиртте және глицерин мен түрлі тұз араласқан ортада ериді. Олар-жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің клеткалары синтезделіп шығатын биологиялық катализаторлар. Ферменттер молекулаларының құрлысына қарай 2 топқа бөлінеді:

1.Амин қышқылынан тұратын жай ферментер жатады, оларды аптоферментар деп атайды. Бұларға гидролиз процесін жүргізетін ферменттер кіреді (судың қатысуы мен жүретін реакциялар).

2. Молекулаларының құрамына белоктан берік байланысқан басқа активті қосылыстарда кіретін екі компонентті күрделі ферменттер жатады. Екі компонентті ферменттердегі топқа Fe, Co, Cu, Mn металдарының ионы белокпен берік байланысқан, ал K, Ca, Zn, Ci сияқты басқа элементтер әлсіз байланысқан, олар өздерінің қатысуы арқылы көбнесе ферментті активтендіре түседі немесе кіші молекулалы органикалық зат (витаминдер) болуы мүмкін.

Күрделі ферменттерге тотықтырушы және химиялық топтарды тасымалдаушы ферменттер жатады. Күрделі ферменттер тек апоферменттерден, ғана емес, сонымен қатар белок емес заттардан тұрады.

1. 
   Оксидоредуктазалар- бұл тотығу – тотықсыздану реакцияларын катализдейтін ферменттер. Олардың биологиялық жолмен энергия өндіруде зор маңызы бар.
   

Оксидаза-аэробты дегидраза. Олар тотығатын органикалық заттан сутегін бөліп алып, ауадағы оттегіне береді де, ортада су немесе сутегі асқын тотығын түзейді.

Пероксидаза-фенол, полифенол, хош иісті аминдердің сутегі асқын тотығымен тотығуын жеделдетеді. Бұлар жануарлар клеткаларында жоғары және төменгі сатыдағы өсімдіктерде, көптеген микроорганизмдерде кездеседі.

Каталаза-тотығу реакциясына тікелей қатыспағанымен аэробты тыныс алуға байланысты процестерге қатысады. Әсіресе аэробты бактерияларда көп тараған фермент. Сонымен қатар ол сутегінің асқын тотығын оттегіне және суға ажыратады. Бұл оның улы қасиетін жояды.

Трансфераза – қалдық молекулаларды, атомдар тобының немесе жекелеген радикалдардың бір қосылыстан екінші қосылысқа тасымалдануын қамтамасыз ететін ферменттер. Бұл ферменттер өсімдіктерде кең тараған углеводтар биосинтезіне қатысады. Амин қышқылдарының кето қышқылдарға ауысуында осы ферменттің маңызы зор.

Пектидаза-белоктардағы пептидтік байланыстарды үзуге гидролиздену арасында жүреді.

Амилаза-крахмалдарды, гликогенді мальтоза қалпына дейін ыдырататын. Ол көптеген зең саңырауқұлақтары мен бактерияларда кездеседі. Лактаза-сүт қанты лактазаны глюкоза мен галактозаға ажыратады. Көптеген сүт қышқылы бактерияларында кездеседі.

Целюлозаны цитаза деп те атайды. Бұл көптеген анаэробты бактерияларда кездеседі. Ол клетчатканы целобиозаға және жай қантқа глюкозаға дейін ажыратады.

Пектиназа – пектин заттарын гидролиздейді онда галактоза, арабиноза,ксилоза, сірке, галактуран қышқылдары түзіледі. Сонымен бірге бұдан пектин қышқылдары түзіледі. Ол пектиназа ферментінің әсерінен жай өнімдерге ажырайды. Бұл фермент көптеген заң саңырауқұлақтардан табылады.

Липаза-майды гидролиздеу арқылы глицерин мен май қышқылдарына ажыратады. Мұның сүтті ұйытатында қасиеті бар. Бұл фермент көптеген шіріткіш бактерияларда, өсімдіктерде, асқазан сөлінде кездеседі.

Лиаза-атомдар тобын ажыратып полипептид және қосып алу реакцияларына судың немесе фосфор қышқылының қатысынсыз катализдейді, мұнда су, аммияк, көмір қышқыл газы т.б. бөлінеді.

Жалпы микробтық ферменттердің әрекеті күшті болады. Сондықтан оларды өндірісте кеңінен қолданады.

Тақырыбы : Бактериялардың генетикасы.

1. 
   Микроорганизмдердің генетикасына жалпы шолу.
   
2. 
   Бактериялар плазмиды.
   
3. 
   Микроорганизмдер генетикасын практикада қолдану.
   

2. 
   Колешко О.И. Микробиология.-Минск:Бышэйшая школа, 1977.
   
3. 
   Кратки определитель бактерий Берги.-М.: Мир, 1980.
   
4. 
   Мищустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. –М.: Колос, 1878.
   
   1. 
      Шлегель Т. Общая микробиология.-М.:Мир,1972.
      
5. 
   Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.Қ. Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, “Қайнар”, 1982.
   
6. 
   Шоқанов Қ.Н. Микробиология. Алматы, “Санат”,1997.
   
7. 
   Құлдыбаев М. Ауыл щаруашылық микробиологиясы. Алматы, “Білім”,1994.
   
8. 
   Генкель П.А. Микробиология с оснсвами вирусологии. Учеб. Пособие для студентов биол. фак. пед. Ин-тов. М., “Просвищение”,1974.271с.
   

9. 
   Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. –Л.: Наука,1980.
   
10. 
    Биотехнология.-М.: Наука,1984.
    
11. 
    Блохина И.Н., Леванова Г.Ф. Генсистематика бактерии.-М.: Наука, 1976.
    
12. 
    Громов Б.В. Строение бактерий.-Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та,1985.
    
13. 
    Заварзин Г.А. Водородные бактерий и карбоксидобактерия.-М.: Наука,1978.
    
14. 
    Жизнь микробов а экстрмальных условиях.-М.: Мир, 1981.
    
15. 
    Квасников И.Е., Нестренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования.-М.: Наука, 1975.
    
16. 
    Крю Ж. Биохимия.-М.: Медицина, 1978.
    
17. 
    Лурия С., Дарнелл Дж. И др. Общая вирусология.-М.: Мир,1981.
    
18. 
    Минеральный и биологически азот в земледелии СССР. М: Наука, 1986.
    
19. 
    Мишустин Е.Н. Ассоцация почвеных микроорганизмов.-М.: Наука, 1975.
    
20. 
    Оющая и частная вирусология.-М.: Медицина, 1982. –Т. 1-2.
    
21. 
    Пяткин К.Д., Кривошеин Ю.С. Микробиология.-М.: Медицина, 1980.
    
22. 
    Стейнер Р., Эдельберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов.-М.: Мир, 1979. Т. 1-3.
    
23. 
    Тимаков В.Д., Левашов В.С., Борисов Л.Б. Микробиология.-М.: Медицина, 1983.
    

Барлық организмдер өздерінің ата – тектеріне ұқсас болады. Ал микроорганизмдер де осындай жалпы биологиялық заңдылыққа бағынады. Бұл әрине ұрпақтан сол ата-тектеріне тән ерекше құрылысымен қасиетін сақтау және оларды ұзақ уақыт бойына тұрақтандыру болып табылады, яғни басқаша айтқанда тұқым қуалаушылық. Тұқым қуалаушылық белгілердің ұрпақтан-ұрпаққа берулуін және оның заңылықтарын зерттейтін ғылым-генетика болып табылады.

Организмде болатын эволюцияның басты факторлары: өзгергіштік бейімдеушілік (адаптация), тұқым қуалаушылық және тіршілік үшін күресте жеңіп шығу болып табылады.

Организмді қоршаған ортаның өзі өзгеріп құбылып тұтратындықтан, мұнда тіршілік ететін микроорганизмдер біраз бекіп, ұрпақтан – ұрпаққа біріліп отыруы үшін, орта жағдайлары да бір шама тұрақты болуы мүмкін. Мұның өзі микроорганизмдердің жаңа ортаға бейімделуін талап етеді.

Л. Пастер өз еңбектеріне организмнің тіршілік ортасын өзгерте отырып, ондағы пайдалы қасиеттерді ұзақ уақыт жоғалтпай, сақтап қалуға болатынын дәлелдеді. Қазіргі кезде микроорганизмдер клеткасының құрылысы біршама жақсы зерттелді.

Оның тұқым қуалаушылық қасиеті клеткада болатын дезоксирибонуклеин қышқылына (ДНК) тікелей байланысты екені анықтайды. Ол клеткада сақина тәрізді көмкерілген жіпшелерден тұратыны да дәлелденеді. Бұл жіпшелерді бактериялар хромосомалары деп атайды. Хромосомдарда жеке бөлшектер болады. Оны ген деп атайды. Міне осы ген клеткадағы болып жатқан барлық процестерге жауапты және ол микроорганизмдердің тұқым қуалаушылығын анықтайды. Әрбір тұқым қуалашылық касиетті оның гені бақылайды. Ал гендердің жинағы – микроорганизмдер геномын құрайды. Қазіргі кезде генетикалық заттардың шоғырланған жері эукорит клеткаларда нуклеотидтер болып есептеледі.

Бактериялар ядросында ДНК мыңға жуық болады және олардың әрқайсысының ұзындығы түрліше болуы мүмкін. Клеткада болатын гендер тобын өзара байланыстырып ұстап тұру үшін, ДНК бір сызық бойымен, тізбектеле орналасуы керек. Мәселен бактериялар ДНК-сы молекуларының ұзындығы 56-58 микрон. Осындай ірілігіне қарамай ДНК молекуларының құрылысы қарапайым. Олар бұраста жасалған басқыш тәрізді, өз ара байланысқан екі тізбектен құралады. Осы тізбектің ішкі жағында – пурин және пиримидиннен құралған азотты негіздер болады. Ал шеттері фосфорлы – көміртегіндік қосылыстармен көмкерілген.

Генетикалық зерттеулер микроорганизмдердің нақты белгілері ферменттер көмегімен жасалатынын анықтады. Сонда әр ген ерекше ферменттің түзілуін анықтайды, яғни бір химиялық реакцияның, барысын бақылайды. Ал бұл реакцияны тиісті фермент атқарады.

Тұқым қуалаушылық белгі микроорганизмдердің бір ұрпағынан екінші ұрпаққа, әр клеткадағы нуклеитидтерде болатын гендер арқылы беріледі. Геннің ішіндегі белгі көрінісі ерекше белок – фермент құрауға қолданады. Фермент - микроорганизмдегі бір бөлігінің химиялық негізін құрайды. Сайып келген де барлық тұқым қуалаушылық белгі биохимиялық процестердің ақырғы өнімі болып есептеледі.

ДНК молекуласының құрылысын үстіміздегі ғасырдың 50- жылдарында американдық ғалымдар Уотсон мен Креек ашқан болатын.

Микроорганизмдер клеткасында гендердің толық жиынтығы болса, осы микроорганизмнің генотипі болып есептеледі. Ал жеке организмде тұқым қуалаушылықтықтың морфологиялық белгілері мен физиологиялық процестері белгілі болса, ол фенотип деп аталады. Генотипі жөнінен бір-біріне өте жақын микробтардың фенотипі жағынан бір-бірінен айырмашылық модификация деп атайды. Сонда генотиптің сыртқы ортамен әрекетінен барып фенотиптегі айырмашылықтар пайда болуы мүмкін. Бірақ бұл айырмашылықтардың ерекшелігін организмдегі генотип әрдайым бақылап отырады. Модификация құбылысы, оны туғызған ерекше сыртқы орта жағдайлары әрекет етіп тұрғанда ғана бөлінеді. Олар ұрпақтан – ұрпаққа берілмейді, яғни тұқым қуаламайды. Мәселен, жіпшелері бар бактерияларды фенолмен өңдегенде жіпшелер өспей қалады. Бірақ олардың ұрпағын фенолсыз қоректік ортада өсіргенде бұрынғысынша бірқалыпты жіпшелер пайда болған.

Қазіргі кезде микроорганизмдердің морфологиялық және физиологиялық белгілері солардың клеткасындағы ДНК-да орналасқан гендердің толық бақылауында болатыны анықталып отыр.

Микроорганизмдердің тұқым қуалаушылығындағы кенет өзгерісті – мутация деп атайды. Ол латынның Mytatio - өзгеріс деген сөзінен шыққан. Бұрын ғылымда ұрпақтан ұрпаққа берілетін тұқым қуалашылық өзгерістерінің барлығы дерлік мутацияға жатады деген пікір басым болды. Қазір мутацияға хромосомдар структурасында және олардың химиялық құрамында болатын молекула дәрежедегі өзгерістерді жатқызады.

Бұл өзгерістер морфологиялық қасиеттердің өзгеруіне, демек зат алмасуының қажетті бөлімінің өзгеруіне әкеліп соқтырады. Мұндай өзгерістер сәуле энергиясы (ренген, ультракульгін сәулелер) түрлі химиялық заттардың арқасында генетика тілмен айтқанда мутагендер жатады. Мәселен, ультракүлігін сәулемен әсер ету арқылы пенициллум саңырауқұлағының жаңа формасы алынды. олар бастапқы формаға қарағанда пенициллинді мың есе артық түзеді. Сол сияқты ренген және басқа да күшті сәулелермен әсер етіп, мукор, ашытқыш саңырауқұлақтардың (ашытқылар), азотобактердің тұқым қуалаушылық қасиетіне берілетін және ол қасиеттер біржолата бекінген жаңа топтары алынды. 1963 жылы тек Жапонияның өзенінде ғана микробиологиялық жолмен 48000 тонна кристалл күйіндегі глютанин қышқылы өндірілді. Жалпы бақылауға көнетін химиялық немесе физикалық агенттердің көмегімен жүзеге асырылатын мутацияларды индукциялық мутация деп атайды. Алғаш рет 1825 жылы Г.А. Надсон мен Г.С.Филиппов ашытқылардың осындай мутантын алды.

Диссосация барысында микроорганизмдерді қатты қоректік ортада өсіргенде морфологиялық жағынан бір –бірінен айырмашылығы бар екі типті колония түзіледі.

1 S- типті (ағылшынша smoth – тегіс) – мөлдір, ептен шырышталған, ығалды және жиектері тегіс дөнгелек колониялар.

2 R-типті (ағылшынша – Rough – қыртысты) – құрғақтау, пішіні және шеттері тегіс емес, қатпарлы колониялар).

Диссоциация бактериялардың қолайсыз орта жағдайларына байланысты беретін жауабы деп түсіндіріліп жүр. Бұған орта қышқылдығы, температура, радиациялық әсерлер, мутагендік заттар әсері және т.б. жатады. Мәселен аэробты бактерияларды ет- пептонды сорпада өсіргенде, оның бет жағындағы бактериялар аса қолайлы жағдайда болса, түбіндегілріне қолайсыз.

Өзгергіштіктің мутациядан басқа да түрлері бар. Оған адаптация, яғни жаңа жағдайда микроорганизмдердің бейімделуі жатады. Бұл өзгерістер бейімделеушілікті қамтамасыз етіп қана қоймайды. Сонымен бірге қуашалыққа , өтіп онда бекиді.

Ал осы өзгерістерді туғызған жаңа жағдайлар микроорганизмдардің тіршілігі үшін ең қажетті факторға айналады. Бұған ауруларды емдеуге қолданылып жүрген антибиотиктерге төзімді микробтар тобының болуы айқын мысал бола алады.

Клеткадағы гендердің өзара алмасуы нәтижесінде микроорганизмдерде тұқым қуалайтын өзгерістерді алу үшін трансформация, трансдукция және коньюгация әдістерін қолдануға болады.

Трансформация кезінде ДНК бір клеткадан бөлініп шығып, екінші бактерия клеткасына енеді. Мұны қолдан жүзеге асыруға да болады. Мәселен, антибиотикке төзімді бактериялардан бөлініп алынған ДНК көмегімен антибиотикке шыдамсыз бактерияларға осы қасиетті беруге болады. Сонда басқа клеткаға енетін ДНК, оның болашақтағы тұқым қуалаушылық қасиетін анықтай алады екен.

Трансдукция немесе оны конверсия деп те атайды. Бұл бактериофаг көмегімен бактериалар клеткаларының бірінен екіншісіне генетикалық материалдардың ауысуы. Бактериофагтар енуі үшін бактериялар клеткаларын зақымдайды.

Қазір трансдукцияның басты-басты екі типі белгілі:

А) Жалпы немесе ерекше емес трансдукция :

Б) Локалданған яғни бір жерге жинақталған ерекше трансдукция. Бірінші жағдайда ДНК бөлшектерін бір клеткадан екінші клеткаға бір қалыпты фагтар тасымалдайды. Ал екінші жағдайда олар тек белгілі бір ғана гендерді екінші клеткаға жеткізеді.

Бактерияларда ген заттарының (ДНК) бір клеткадан екінші клеткаға цитоплазмалық көпіршелер арқылы берулуі де мүмкін. Сонда пайда болған клеткада ата-аналардың екеуінің де касиеті байқалады. Бұл құбылысты коньюгация деп атайды. Мұны ішек таякшасы клеткаларының бір- біріне жансуынан анық байқауға болады.

Зат алмасу барысында тұқым қуалаушылық қасиеті жоқ өзгерістерді де микроорганизмдерден байқауға болады.

Бұл клетканың жартылай зақымдануынан пайда болады да, ұрпақтан ұрпаққа беріледі. Мұны модификация өзгеріштігі деп атайды. Мәселен топалан микробы орташа температурасы 45^о және одан да жоғарырақ болғанда спора түзуін тоқтатады, ал температура 35-37^о болғанда спора түзу қайтадаг байқалады. Демек бұл қасиет тұқым қуалаушылыққа берілмеген, бекімеген қасиет болып есептеледі.

Индуциялық жолмен микроорганизмдің өзгерген формаларын алудын өнеркәсіп, ауыл шаруашылығы және медицина салалары үшін зор маңызы болып отыр. Мұнда көбінесе түрлі мутагендерді қолдана қасиеті пайдалы бағытта өзгерген микроорганизмдерді алу, еі негізгі бағыт болып саналады. Ондай мутанттарды бұрынғы ата-тегіне қарағанда бір затты (антибиотикті, амин қышқылдарын, витаминді т.б. ) ондаған және жүздеген есе көп береді.

Бактериялар плазмиді.

Хромосомнан тысқары орналасқан тұқым қуалаушылық заттарды  плазмидтер деп атайды. Оларды хромосомға тәуелді емес екі шынжырлы сақина тәрізді әртүрлі молекулярлық массасы бар репликондық, яғни тәуелсіз түрде репликацияға қабілеті бар ДНК молекулары бар. Сонымен қатар плазмидтер коньюгация кезінде генетикалық материалды (F - плазмидтер) тасымалдаушы, антибиотикьерге, сульфаниламид препаратына төзімді (R- плазмидтер), түрлі уларды синтездеуге қабілеті бар ( Ent –плазмидтер) ішек таяқшалары ішек ұлпаларына бекуге қажетті фимбрийларды түзеуге қатысады. Барлық белгілі плазмидтерді коньюгативті және коньюгативті емес деп ажыратады. Коньюгативті плазмидтер коньюгация кезінде меншікті ДНК-ны донор клеткадан, рецепиент клеткаға тасымалдайды. Ал коньюгативті емес терінде мұндай қасиет болмайды. Коньюгативті плазмидтің молекулярлық массасы 26-дан 75-10⁶ дейтін болса, коньюгатвті еместігі –10  10⁶ артық емес. Кейбір плазмидтер, мәселен,- плазмид бактериялар клеткасында хромосомға тәуелсіз өз алдына тіршілік ете алады. Бір-біріне туыстас плазмидтер бір бактерия клеткасында тіршілік ете алмайды. Бұлардың осы қасиеті

Систематикалау кезінде қолданылады.

Плазмидтер бактерияларда кеңінен тараған. Оларды сыртқы ортада және иесінің организмде бактериялардың тіршілікке қабілеттілігін арттырушы деп қарастырады.Микроорганизмдер генетикасы практикада қолдану.

Тұқым қуалаушылық қасиеті өзгерген микроорганизмдердің жаңа формаларын алуда генетика жетістіктерін кеңінен қолдануға жол ашылып отыр. Әсіресе бұл тәсіл ауыл шаруашылығы өндірісінде, түрлі өнеркәсіптерде қолданылуда. Бұл әдістің негізгі бір тірегі әр түрлі заттармен, яғни мутагендермен (жарық және химиялық заттар) табиғатта кездесетін, жабайы микроорганизмдерге әсер ету арқылы жүзеге асады. әрине мол өнімді микроорганизмдердің штамдарын алу процесі оңай емес және бірнеше кезеңдерден тұрады. Алдымен микроорганизмдер культурасына мутаген заттармен әсер етеді де, одан әрі ең өнімді деген формаларды сұраптап алады.

Соңғы жылдары радияциялық және химиялық мутаген әдісімен өнеркәсіпте өнімді мол беретін (антибиотиктер, ферменттер, витаминдер бағалы тамақтық амин қышқылдары, өсуді қолданушы заттар) микроорганизмдердің көптеген формалары алынады. Бұл бағытта генетикалық инженерия әдісінің тұқым қуалаушылықты қайтадан құруға зор болашағы бар дей аламыз.