ГАСТРОЭНТЕРИТ – пищевое отравление, связанное с развитием в организме человека бактерий Salmonella typhimurium после употребления некачественных продуктов.
ГЕЛИОБАКТЕРИИ – строго анаэробные фототрофные бактерии, содержащие специфический и единственный бактериохлорофилл g, отсутствующий у других фотосинтезирующих бактерий. Клеточная стенка Г. сочетает признаки грамположительных и грамотрицательных бактерий. Наряду с бактериохлорофиллом g Г. содержат небольшое количество каротиноидов, которые локализуются непосредственно в цитоплазматической мембране. В качестве источника углерода могут использовать некоторые органические кислоты, усвоение СО2 возможно через неполный восстановительный ЦТК (цикл Арнона). Способны к азотфиксации. В наст. время описаны виды Heliobacterium chlorum и Heliobacillus mobilis. Предполагается, что Г. – древнейшие из фототрофных бактерий, высказывалось мнение, что они являются предками пластид ряда водорослей, содержащих хлорофилл с (бурые, диатомовые, золотистые и др.).
ГЕЛЬ – дисперсная система, обладающая некоторыми свойствами твердых тел (способность сохранять форму, прочность, упругость); обычно Г. имеет вид студенистого тела, напр. питательные среды с желатиной или агаром.
ГЕЛЬ–ХРОМАТОГРАФИЯ, гель–фильтрация – способ разделения веществ по размеру их молекул с использованием так называемых молекулярных сит (сефадексов).
ГЕЛЬ–ЭЛЕКТРОФОРЕЗ – метод анализа или разделения веществ под действием электрического поля, когда в качестве носителя используется гель.
ГЕМОТОКСИНЫ – вещества микробного (токсины стафилококков, стрептококков и др.), растительного или животного происхождения, вызывающие лизис клеток крови (гемолиз).
ГЕН – материальный носитель наследственности, единица наследственной информации, способная к воспроизведению и расположенная в определенном локусе хромосомы. Обеспечивает преемственность в поколениях того или иного признака или свойства организма. В химическом отношении Г. соответствует участку ДНК или РНК (у вирусов), включающему от нескольких десятков до 1–1,5 тыс. нуклеотидов и определяющему структуру одного белка или одной полипептидной цепи.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ – раздел молекулярной биологии, связанный с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов с помощью генетических и биохим. методов. Используется в биотехнологии для получения продуцентов некоторых белков (в том числе гормонов человека – овальбумина, интерферона, инсулина) на основе кишечной палочки, дрожжей и др. микроорганизмов, а также для создания трансгенных растений.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТА – схема, указывающая на число и последовательность расположения генов в хромосомах, сайтов рестрикции геномов. Знание Г. к. позволяет планировать работу по получению организмов с определенным сочетанием признаков, что используется в селекционной практике.
ГЕНОМ – совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом конкретной животной или растительной клетки. Соответственно диплоидные клетки эукариот имеют 2 Г., триплоидные – 3 Г. и т. д. У бактерий под Г. понимают генетическую информацию, заключенную в бактериальной хромосоме. В отличие от генотипа, Г. представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи.
ГЕНОТИП – совокупность всех генов организма (действующих и репрессированных), включая внеядерные (хлоропластов, митохондрий, плазмид). Каждый ген Г. находится в сложном взаимодействии с остальными, что определяет индивидуальность особи.
ГЕНОФОНД – 1) в генетике общий состав и число генов всех особей, составляющих популяцию, вид микроорганизмов или других живых существ; 2) в экологии вся совокупность видов живых существ либо в масштабах планеты, либо в ее отдельных регионах, экосистемах.
ГЕПАДНОВИРУСЫ (Hepadnaviridae) – семейство сложных ДНК–геномных вирусов, паразитирующих в клетках млекопитающих, птиц, пресмыкающихся. Вместе с вирусом мозаики цветной капусты образуют группу ретроидных вирусов. Геном вируса представлен двунитчатой ДНК, одна из нитей которой имеет дефект. Капсид кубо–идального типа, окружен двухслойной липидной оболочкой с белковыми выростами. Репликация генома происходит через одноцепочечную РНК и с участием ревертазы через РНК—ДНК в двухцепочечную ДНК. Размножение вируса может происходить в клетках печени человека, что приводит к развитию гепатита В.
Nif–ГЕНЫ – гены фиксации азота. Обусловливают свойственную многим прокариотам способность к азотфиксации.
Nod–ГЕНЫ – гены, кодирующие свойство клубеньковых бактерий образовывать клубеньки на корнях бобовых.
ГЕТЕРОТРОФНАЯ АССИМИЛЯЦИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ – усвоение СО2 организмами, не связанное с автотрофной ассимиляцией углекислоты при фотосинтезе и хемосинтезе. В отличие от нее усвоение углекислоты живой клеткой в этом случае происходит вне циклических механизмов (таких, как циклы Кальвина, Арнона). В биохимии прокариот и эукариот широко известны реакции Г. а. у., связанные с карбоксилированием ацетата, пирувата, α–кетоглутарата и др. органических кислот, которые обеспечивают синтез клетками предшественников аминокислот и др. соединений. Особое значение приобретает Г. а. у. при использовании микроорганизмами в качестве единственного источника углерода и энергии органических соединений с небольшой мол. массой.
ГЕТЕРОТРОФЫ – организмы, использующие для питания органические вещества; в узком смысле слова – организмы, использующие органические соединения в качестве источника углерода. Ср. автотрофы.
ГЕТЕРОЦИСТЫ – специализированные клетки нитчатых цианобактерий, способных к азотфиксации. От вегетативных клеток отличаются многослойной клеточной стенкой, отсутствием способности к оксигенному фотосинтезу, а также наличием нитрогеназы, обеспечивающей восстановление молекулярного азота до аммиака. Г. связаны с соседними вегетативными клетками многочисленными каналами, по которым осуществляется транспорт энергетических веществ в Г. и продуктов азотфиксации в вегетативные клетки. Для Г. характерно запасное вещество полипептидной природы цианофицин.
ГИББЕРЕЛЛИНЫ – ростовые вещества растений, стимулирующие прорастание семян, рост и растяжение клеток. Известно более 60 различных Г. (дитерпеновые полициклические кислоты). Помимо растений, образуются многими микроорганизмами. Первый Г. (гибберелловая кислота) был выделен из культуральной жидкости фитопатогенного гриба Gibberella fuyikuroi, который в наст. время используется для пром. получения Г.
ГИБРИДИЗАЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ – образование комплексов между цепями нуклеиновых кислот в результате взаимодействия комплементарных нуклеотидов. Метод Г. м. используется для индентификации микроорганизмов.
ГИБРИДИЗАЦИЯ СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК – слияние неполовых клеток в единое целое; в биотехнологии так получают гибридные клеточные линии для повышения выхода целевого продукта (напр., у дрожжей). Имеют практическое значение и соматические гибриды растений.
ГИБРИДОМЫ – гибридные клетки, полученные путем слияния опухолевой (миеломной) клетки с нормальными, образующими антитела клетками животного или человека. В биотехнологии используются для получения моноклональных антител.
ГИДРОГЕНАЗЫ – ферменты класса оксидоредуктаз, катализирующие образование/потребление молекулярного водорода. Наиболее важный представитель Г. – ферредок–синдегидрогеназа; коферментом ее служит ферредоксин, претерпевающий обратимое окисление и восстановление. Осуществляя восстановление соединений за счет Н2, этот фермент участвует в реакциях биол. фиксации азота и бактериального фотосинтеза.
ГИДРОЛИЗАТЫ – продукты, получаемые в результате хим. или ферментативного расщепления органических полимеров или биомассы клеток. B микробиол. Г. нередко используются как компоненты питательных сред–дрожжевой Г. (источник витаминов, аминокислот), Г. казеина (источник аминокислот).
ГИСТОНЫ – белки, содержащиеся в ядрах клеток эукариотных организмов. Богаты остатками аргинина и лизина, определяющими их щелочные свойства. Мол. масса – 11–10 тыс. Да. Присутствуют в ядрах в виде комплекса с ДНК, играют важную роль в ее упаковке–в хроматине Г. составляют 25–40 % сухого веса. Г. стабилизируют структурную организацию хроматина, служат одним из звеньев в регуляции синтеза нуклеиновых кислот (как ДНК, так и РНК). В ряду прокариотных организмов Г. обнаружены только у архей.
ГИСТОНЫ – белки, содержащиеся в ядрах клеток эукариотных организмов. Богаты остатками аргинина и лизина, определяющими их щелочные свойства. Мол. масса – 11–10 тыс. Да. Присутствуют в ядрах в виде комплекса с ДНК, играют важную роль в ее упаковке–в хроматине Г. составляют 25–40 % сухого веса. Г. стабилизируют структурную организацию хроматина, служат одним из звеньев в регуляции синтеза нуклеиновых кислот (как ДНК, так и РНК). В ряду прокариотных организмов Г. обнаружены только у архей.
ГИФОМИКРОБЫ – почкующиеся бактерии, у которых дочерняя клетка образуется на конце гифы (простеки). Отделившаяся почка подвижна благодаря одному или многим жгутикам; приступает к размножению только после остановки и образования новой гифы. Г. обладают сложной системой внутриклеточных мембран. Разнообразны по метаболизму: метилотрофы (Hyphomicrobium), фототрофы (Rhodomicrobium), органотрофы (Hyphomonas). Обитатели почвы, водоемов.
ГИФЫ – микроскопические ветвящиеся нити, образующие вегетативное тело гриба – таллом. Вся совокупность Г. грибного таллома называется мицелием. Толщина Г. от 0 до 30 мкм. Обладают верхушечным (апикальным) ростом. У «низших» грибов Г. не имеют поперечных перегородок и мицелий представляет собой одну крупную клетку. Хим. состав оболочек Г. различен в разных систематических группах–хитин, целлюлоза, глюкан. Среди прокариотных организмов Г. образуют гифомикробы и актиномицеты, у последних формируется субстратный или воздушный мицелий, подобный грибному.
ГЛИКОГЕН – разветвленный полисахарид, молекулы которого построены из остатков a–D–глюкозы. Мол. масса – 105—107 Да. Быстро мобилизуемый энергетический резерв многих живых организмов, накапливается у позвоночных в печени, мышцах. Нередко называется животным крахмалом. Г. – запасное вещество дрожжей, некоторых водорослей, редко бактерий. При обработке клеток раствором Люголя гранулы Г. окрашиваются в красновато–коричневый цвет.
ГЛИКОЛИЗ, фруктозобисфосфАтный путь, путь эмбдена–мейергофа–парнаса, гликолитический путь – процесс анаэробного ферментативного расщепления углеводов (главным образом глюкозы) клетками растений, животных и микроорганизмов. Конечным продуктом у животных является молочная кислота, у растений и микроорганизмов – пировиноградная кислота. Г. сопряжен также с синтезом АТФ (субстратное фосфорилирование) и восстановительных эквивалентов (НАД Но). У аэробных организмов Г. – стадия, предшествующая полному разложению углеводов (при участии цикла Кребса и дыхательной цепи) до углекислоты и воды. У анаэробов, осуществляющих брожение, является единственным механизмом регенерации АТФ в клетке.
ГЛИКОЛИТИЧЕСКИЙ ПУТЬ – см. гликолиз.
ГЛИОКСИЛАТНЫЙ ЦИКЛ – см. цикл глиоксилатный.
ГЛИЦЕРИН, глицерол – простейший трехатомный спирт, структурный компонент жиров и др. липидов. В клетках образуется как при распаде жиров и глицерофосфолипидов, так и при анаэробном распаде глюкозы (напр., у дрожжей), являясь связующим звеном жирового и углеводного обмена. Г. применяется как криопротектор для сохранения живых систем в условиях низких температур, так как, проникая в клетку, ослабляет эффект кристаллизации воды.
ГЛОБУЛИНЫ – белки глобулярной природы, в отличие от фибриллярных белков их полипептидные цепи свернуты в компактные сферические или эллипсоидные глобулы. Входят в состав растительных и животных тканей, составляют почти половину сывороточных белков крови животных. Определяют иммунные свойства организма (антитела, комплемент), свертываемость крови (протромбин, фибриноген), участвуют в транспорте железа, меди и т. д.
ГЛЮКОГЕНЕЗ, ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ – процесс образования организмами глюкозы из соединений, отличных от углеводов. Обычно рассматривается при росте микроорганизмов на низкомолекулярных соединениях (напр., органических кислотах) в качестве единственного источника углерода. Г. реализуется путем обращения большинства стадий гликолиза.
ГЛЮКОЗА, ВИНОГРАДНЫЙ САХАР – один из наиболее распространенных моносахаридов группы гексоз, важнейший источник энергии в живых клетках. Существует в двух основных формах–α–D–и β–D–глюкопираноза. Входит в состав различных олигосахаридов (лактозы, мальтозы, сахарозы), многих полисахаридов (гликогена, крахмала, целлюлозы), некоторых гликопротеидов и т. д. В свободном виде Г. содержится в плодах, цветках и др. органах растений. Участвует во многих реакциях энергетического и конструктивного обмена веществ в клетке. У автотрофов образуется из СО2 и Н2О в результате фотосинтеза и хемосинтеза, у других организмов – в процессе глюкогенеза.
ГЛЮКОЗАМИН – аминосахар, производное глюкозы. В свободном виде не встречается. В виде N–ацетилглю–козамина широко распространен в природе, в частности входит в состав капсульных полисахаридов пневмококков, полисахаридов клеточной стенки (муреин) и тейхоевых кислот ряда бактерий. Полисахарид, содержащий Те–ацетил^–глюкозамин – хитин, образует наружный скелет насекомых и ракообразных, является важнейшим компонентом клеточной стенки грибов (базидиомицетов, аскомицетов и зигомицетов).
ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ – см. глюкогенез.
ГНИЕНИЕ – разложение азотсодержащих органических соединений (преимущественно белков) микроорганизмами. Осуществляется аэробными и анаэробными бактериями, некоторыми микроскопическими грибами. При участии протеолитических ферментов микроорганизмы расщепляют белки до аминокислот. Дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот приводят к образованию NH3, СО2, органических кислот, аминов и др. соединений, среди которых имеются ядовитые (агматин, кадаверин, путресцин) и неприятно пахнущие (индол, скатол, меркаптаны). Г. происходит в почве, водоемах, в кишечнике человека и животных. Играет важную роль в круговороте биогенов в природе.
ГНИЛИ РАСТЕНИЙ – обобщенное название болезней растений, вызываемых фитопатогенными грибами и бактериями. Поражаются все части растения, особенно сочные органы. Органические вещества клеток больных растений разлагаются и частично минерализуются.
ГНОЕРОДНЫЕ БАКТЕРИИ – см. бактерии гноеродные.
ГНОЙ – масса желто–зеленого или сероватого цвета; образуется при гнойном воспалении тканей. Состоит из «гнойной сыворотки», содержащей растворенные в ней альбумины, глобулины, белки–ферменты микробного и лейкоцитарного происхождения, холестерин и др. соединения. Наряду с живыми (см. синегнойная палочка) и дегенерированными микроорганизмами массу Г. составляют также лейкоциты и продукты распада пораженных тканей. Нагноение вызывает большая группа гноеродных бактерий–стафилококки, стрептококки, кишечная палочка, протей, гнилостные анаэробные клостридии (Clostridium perfringens, С sporogenes, С putrificum и др.), а также сальмонеллы, шигеллы, бруцеллы, актиномицеты и др.
ГНОТОБИОТЫ – животные, свободные от микроорганизмов, получаемые и выращиваемые в стерильных условиях для экспериментальной работы. Г. называют также стерильных животных, специально зараженных определенными видами микроорганизмов. Первые работы по получению Г. проводились еще Л. Пастером в 1885 г., но масштабные исследования начались только в 40—60–х гг. XX в. Трудности в получении Г. заключаются в сложности создания искусственных условий стерильного содержания животных (стерильные полноценные диеты, стерильный воздух и т. д.). Г. первого поколения получают путем стерильного извлечения плода из матки или путем инкубации обеззараженных яиц насекомых, птиц и др. с последующим выращиванием в специальных изоляторах. Они отличаются от обычных животных (с нормальной микрофлорой) характерными особенностями строения и функциональной активности некоторых органов и тканей, прежде всего тех, которые в естественных условиях находятся в прямом контакте с микроорганизмами. Знание особенностей Г. важно для изучения формирования иммунитета, механизмов взаимодействия микро–и макроорганизмов, физиологии пищеварения, инфекционной патологии и др. в строго контролируемых условиях. Использование Г. (морских свинок, мышей, кроликов, поросят, телят, овец и др. животных) в различных областях экспериментальной биол. и мед. привело к формированию самостоятельного направления – гнотобиологии. Гнотобиологические методы используют в клинической мед., микробиол., вирусологии, иммунологии, а также в производстве высокоспецифичных диагностических сывороток. См. также аксеничная жизнь.