Генетические признаки бактерий - Идентификация коллекционных культур бактерий современными масс-спектрометрическими и молекулярно-генетическими методами

В настоящее время в систематике бактерий осуществляется пересмотр сложившихся представлений, который благодаря своему бурному характеру и значению происходящих перемен, справедливо называется революцией, ее результатом является переход таксономических исследований на новый более высокий уровень [Goodfellow, Mordaski, Cross, 1989].

Нуклеотидный состав ДНК-первая характеристика генома, которая стала использоваться в систематике прокариот. Определение процентного содержания гуанина и цитозина в ДНК (моль % ГЦ) является частью обязательного стандартного описания бактериальных таксонов, в том числе и актиномицетов [Goodfellow, O'Donnell, 1994].

ДНК-ДНК гибридизация, этот метод все еще остается основным при определении видовой принадлежности штаммов прокариот. Данные, накопленные в течение нескольких десятилетий, показали высокую корреляцию между результатами ДНК-ДНК гибридизации и фенотипическими характеристиками [Stackebradt, Goebel, 1994]. Уровень ДНК - ДНК гибридизации свидетельствуют о степени, в которой одноцепочечные молекулы ДНК различного происхождения могут реассоциироваться в двойную цепь [Rossello-Mora, Amann, 2001].

Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК продемонстрировал высокую степень разрешения этого метода при рассмотрении родства между организмами на надвидовом уровне. В первую очередь это связано с высокой консервативностью молекулы 16S рРНК. Данные по нуклеотидным последовательностям генов 16S рРНК практически всех представителей родов и большинства видов имеются в соответствующих базах данных - Рибосомальной Базе Данных (RDB II) и Национального Центра Биологической Информации (NCBI) [Stackebrandt, Goebel, 1994].

Методы ДНК-типирования широко используются в различных областях микробиологии. Вместе с фенотипическими подходами, они направлены на выявление разнообразия среди близкородственных организмов в основном на уровне вид-подвид-штамм [Amplified-fragment length..., 1999].

Все методы генотипирования можно объединить в несколько групп. Первая включает методы и подходы, основанные на анализе фрагментов рестрикции целого генома - LFRFA (Low Frequency Restriction Fragment Analysis - анализ низкочастотных рестрикционных фрагментов) [Interpreting...,1995; Polyphasic taxonomy..., 1996].

Вторая группа методов генотипирования связана с использованием полимеразной цепной реакции (ПЦР) и включает:

Методы, основанные на амплификации ДНК с произвольными праймерами - это RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) [DNA polymorphisms..., 1990; Amplified polymorphic..., 2002].

Методы REP-PCR (Repetitive Extragenic Palindromic sequence - повторяющиеся экстрагенные палиндромные последовательности) основаны на использовании праймеров, комплементарных консервативным повторяющимся последовательностям в ДНК. Эти последовательности рассеяны по геному бактерий [Olive, Bean, 1999; Box-PCR fingerprinting..., 2004].

Третья группа методов объединяет как ПЦР, так и рестрикционный анализ ДНК. Эти методы можно использовать для анализа рестрикционных фрагментов определенных генов - RFLP (Restriction Fragment Length Polymorhpism - полиморфизм длины рестрикционных фрагментов ДНК), генов 16S рРНК - ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis - рестрикционный анализ амплифицированных рибосомальных ДНК) [Vaneechoutte, 1996] или целого генома - AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism - полиформизм длины амплифицированных рестрикционных фрагментов ДНК) [AFLP: a new..., 1995].

Проведенные сравнительные исследования показали, что описанные методы генотипирования дают полезную информацию о штаммовых вариациях внутри видов [Ecology..., 2000].

Таким образом, современная систематика прокариот, располагается богатым и мощным арсеналом методов, используемых при решении широкого круга классификационных и идентификационных задач. Проблема заключается в выборе методов в зависимости от конкретных задач исследования, согласовании полученных данных и взвешенности таксономических предложений, сделанных на основе полученных результатов.

Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК продемонстрировал высокую степень разрешения этого метода при рассмотрении родства между организмами на надвидовом уровне. В первую очередь это связано с высокой консервативностью молекулы 16S рРНК. Данные по нуклеотидным последовательностям генов 16S рРНК практически всех представителей родов и большинства видов имеются в соответствующих базах данных - Рибосомальной Базе Данных (RDB II) и Национального Центра Биологической Информации (NCBI).

Методы генотипирования находят все более широкое применение в различных областях биологии, медицины, сельского хозяйства и биотехнологии вследствие и высокой разрешающей способности, простоты анализа, быстроты получения конечного результата, возможности автоматизации процесса, создания банков данных и др.

Похожие статьи




Генетические признаки бактерий - Идентификация коллекционных культур бактерий современными масс-спектрометрическими и молекулярно-генетическими методами

Предыдущая | Следующая