Современная систематика прокариот. Грабович М.Ю - 3 стр.

                                           3



                                      Введение
       Предлагаемое пособие призвано помочь студентам микробиологам сформировать
целостное представление о состоянии современной систематики прокариот. Долгое
время в микробиологии господствовала фенотипическая систематика бактерий,
основанная на сходстве бактерий по совокупности их морфофизиологических
признаков. Однако этот подход не позволил создать естественную систематику
микроорганизмов. Построение естественной системы классификации микроорганизмов
стало возможно на основе генотипических признаков бактерий.
       Первые исследования по определению специфичности нуклеотидного состава
ДНК бактерий появились в конце 50-х - начале 60-х годов прошлого столетия. Данные о
ГЦ составе – это первая характеристика генома, которая стала использоваться в
систематике прокариот. Было установлено, что организмы с разным % ГЦ относятся к
разным видам, но в то же время у неродственных организмов могут быть сходные
значения нуклеотидного состава ДНК. Поэтому возникла потребность в более
информативном методе. Таким методом стал метод ДНК-ДНК гибридизации. Этот
метод основан на оригинальном подходе: одноцепочечные ДНК двух различных
штаммов будут реассоциировать и сформируют гибридную ДНК. На основании данных
гибридизации зачастую приходилось изменять традиционную классификацию,
построенную на фенотипических характеристиках. Оказалось, что последовательности
ДНК организмов, различающихся более чем на 20 % практически не реассоциируют,
поэтому установление отдаленных родственных связей между организмами этим
методом оказалось невозможным. Однако данный метод позволил решить ряд вопросов,
долгое время существовавших в таксономии видового уровня. В 1965 году Doi и
Iragashi и Dubnau установили, что цистроны рРНК у бактерий весьма консервативны, не
подвержены действию супрессорных мутаций и не вовлекаются в процессы
межвидового генетического переноса. Скорость изменения гена 16S рРНК у различных
бактерий симбионтов составила от 2 до 4 % замен нуклеотидов в течение 60 млн. лет.
Следовательно, молекула 16S рРНК наиболее консервативная молекула, то есть она
менее подвержена изменению в процессе биологической эволюции. Первым шагом в
этом направлении можно считать применение модификации метода молекулярной
гибридизации, где в качестве метки использовали рРНК.
       Следующим этапом в систематике прокариот стало развитие методологии,
определение последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах, то есть сиквенс.
Наиболее распространенным молекулярным объектом стала молекула 16S рРНК, длина
которой составляет 1550-1640 нуклеотидов. Сравнительный анализ секвенированных
последовательностей 16S рРНК является сейчас общеупотребимым, и на его основе
ведется построение филогенетической систематики.
       Долгое время в систематике существовало представление о разделении всех
живых организмов на прокариот и эукариот. В 1970 году Woes и Fox проанализировали
олигонуклеотидные каталоги 16S рРНК и 18S рРНК (аналог эукариот) и показали, что
все прокариоты делятся на 2 домена: Archaea (archaebacteria) и Bacteria (eubacteria). В
1990 году Woes, Kandeler и Wheelis предложили разделить микроорганизмы на 3
доминиона (домена): Archaea, Bacteria, Eucarya, поскольку археи, бактерии и эукариоты