Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1. Сообщество хемолитотрофных микроорганизмов, окисляющих Fe , S /S " и сульфидные минералы при низких значениях рН 14
2. Характеристика Acidithiobacillus ferrooxidans 18
2.1. История открытия. Таксономическое положение 18
2.2. Особенности морфологии и структурной организации клетки 19
2.3. Физиология и метаболизм A. ferrooxidans 21
2.3.1. Физиологические особенности 21
2.3.2. Особенности конструктивного и энергетического метаболизмов 23
2.4. Механизмы бактериального окисления Fe2+, S/S2" и сульфидных минералов 25
2.4.1. Участие клеточных структур и метаболитов в процессах окисления Fe2+, S и сульфидных минералов 26
2.4.2. Окисление Fe2+ 27
2.4.3. Окисление элементной серы и её восстановленных соединений 33
2.4.4. Окисление сульфидных минералов 37
2.5. Генетическая система A. ferrooxidans 41
2.5.1. Размер генома и нуклеотидный состав ДНК . 41
2.5.2. Генный состав A. ferrooxidans: характеристика отдельных генов и продуктов их экспрессии 42
2.5.3. Мобильные нуклеотидные повторяющиеся последовательности в геноме A. ferrooxidans 45
2.5.4. Плазмиды A. ferrooxidans 48
3. Фенотипические и генотипические характеристики штаммов A. ferrooxidans . 53
3.1. Штаммовый полиморфизм A. ferrooxidans 53
3.2. Штаммовый полиморфизм структуры хромосомной ДНК
у A. ferrooxidans 55
3.3. Влияние различных факторов среды на генотипическую изменчивость A. ferrooxidans 56
3.3.1. Влияние субстрата окисления 57
3.3.2. Влияние концентрации ионов металлов 58
3.3.3. Влияние рН среды 59
Заключение по обзору литературы 61
Глава 2. Объекты и методы исследований 63
2.1. Штаммы A. ferrooxidans и условия культивирования 63
2.2. Методы исследований 66
2.2.1. Аналитические методы 66
2.2.2. Генетические и молекулярно-биологические методы 66
2.2.2.1. Выделение ДНК 66
2.2.2.2. Анализ ДНК 69
2.2.2.3. Перенос и гибридизация по Саузерну 73
2.2.2.4. Амплификация и секвенирование генов 16S рРНК 75
2.3. Филогенетический анализ 76
2.4. Математико-статистический анализ данных 76
Глава 3. Результаты и обсуждение 78
3.1. Изучение генотипического полиморфизма штаммов A. ferrooxidans и оценка филогенетической гетерогенности вида 78
3.1.1. Экологическое разнообразие штаммов A. ferrooxidans 78
3.1.2. Анализ сходства структуры хромосомной ДНК штаммов A. ferrooxidans методом пульс-электрофореза 81
3.1.3. Нуклеотидный состав ДНК и размер генома у штаммов A. ferrooxidans 83
3.1.4. Анализ сходства тотальных геномов штаммов A. ferrooxidans методом ДНК-ДНК гибридизации 84
3.1.5. Филогенетический анализ генов 16S рРНК и оценка филогенетической гетерогенности вида A. ferrooxidans 87
3.2. Изучение фенотипических особенностей штаммов A. ferrooxidans 90
3.2.1. Штаммы A. ferrooxidans и характеристика субстратов их выделения..„92
3.2.2. Окисление Fe2+ 94
3.2.3. Адаптация штаммов A. ferrooxidans к новым энергетическим субстратам 96
3.2.3.1. Адаптация штаммов A. ferrooxidans к элементной сере 96
3.2.3.2. Адаптация штаммов A. ferrooxidans к пириту 100
3.2.3.3. Адаптация штаммов A. ferrooxidans к сульфидному концентрату 103
3.3. Изучение особенностей структуры хромосомной ДНК у штаммов A. ferrooxidans, адаптированных к разным энергетическим субстратам 109
3.4. Штаммовый полиморфизм плазмидных профилей у A. ferrooxidans 123
3.4.1. Плазмидные профили штаммов A. ferrooxidans, выделенных из природных субстратов 123
3.4.2. Плазмидные профили штаммов A. ferrooxidans с экспериментально повышенной устойчивостью к ионам металлов или токсичных элементов... 126
3.5. Изучение плазмидных профилей штаммов A. ferrooxidans, адаптированных к разным энергетическим субстратам 129
3.6. Изучение взаимодействия хромосомной и плазмидной ДНК у штаммов A. ferrooxidans, адаптированных к разным субстратам окисления 137
3.6.1. Рестрикционный анализ плазмид из штамма A. ferrooxidans TFBk 138
3.6.2. Гибридизация ДНК плазмиды рТЖ2 с хромосомной ДНК штаммов A. ferrooxidans, адаптированных к разным энергетическим субстратам 141
3.6.2.1. Гибридизация ДНК плазмиды pTFK2 с хромосомной ДНК штамма TFBk, адаптированного к разным субстратам окисления 141
3.6.2.2. Гибридизация ДНК плазмиды pTFK2 с хромосомной ДНК других штаммов A. ferrooxidans адаптированных к разным субстратам окисления... 144
Заключение.. 150
Выводы 157
Литература 159
