Малые размеры бактериальной клетки и наличие двух типов нуклеи­новых кислот очень затруднили цитохимическое выявление ядерного материала. Тем не менее классические цитологические методы, а затем и техника ультратонких срезов в сочетании с электронной микроско­пией позволили в конце концов установить, что бактерии содержат ДНК и что эта ДНК не распределена диффузно в цитоплазме, а локали­зована в ограниченных участках, которые делятся перед делением клетки.

Цитологическое выявление бактериального ядра. Способность ДНК к специ­фическому окрашиванию лежит в основе реакции Фёльгена на ядерное вещество. В результате взаимодействия свободных альдегидных групп с бесцветной фук-синсернистой кислотой появляется фиолетовая окраска, свойственная основному фуксину. Для удаления из клеток РНК и освобождения альдегидных групп де-зоксипентозы, входящей в состав ДНК, клетки предварительно обрабатывают горячей разведенной НС1 (4 мин в 1 М НС1 при 60°С). Лучшие результаты полу­чались при окрашивании клеток после такой же предварительной обработки ос-

новным красителем Гимза. В дальнейшем методы фиксации были усовершен­ствованы; РНК стали удалять с помощью рибонуклеазы. Таким способом удалось получить препараты Escherichia coli, Bacillus cereus var. mycoides и В. megaterium, позволившие сделать вывод, что у бактерий существуют особые образования, сходные с ядром. Их называют хроматиновыми тельцами, ну-клеоидами или эквивалентами ядра (рис. 2.7 и 2.8).

К решению вопроса о структуре бактериального ядра удалось при­близиться только благодаря электронной микроскопии ультратонких срезов через бактериальную клетку. Для получения оптимальной кар­тины нативной тонкой структуры клеточного ядра решающее значение имела надлежащая фиксация (с помощью четырехокиси осмия, уранил-ацетата или фосфорновольфрамовой кислоты) в совершенно опреде­ленных условиях. Область ядра (нуклеоплазма) в бактериальной клетке равномерно заполнена очень тонкими нитями (рис. 2.5). В электронном микроскопе она выглядит менее плотной, чем окружающая цитоплазма, содержащая рибосомы. Какой-либо мембранной структуры, отделяю­щей область ядра от цитоплазмы, выявить не удалось.

Радиоавтография. То, что ядерный материал состоит из ДНК и, на­пример, у Escherichia coli представлен единственной нитью длиной около 1 мм, замкнутой в кольцо, впервые удалось показать Кэрнсу с помощью метода радиоавтографии. Для этого были использованы препараты клеток, выращенных на среде с тимидином (предшественник тимина), меченным тритием (³Н). ДНК - единственное вещество в клет-

ке, содержащее тимин. Если клетки, включившие ³Н в тимин, обрабо­тать лизоцимом или лаурилсульфатом на мембранном фильтре с целью вызвать их лизис, то можно получить радиоавтограф развернутой бак­териальной хромосомы. Такие радиоавтографы (рис. 2.9)

убедительно доказывают, что бактериальная ДНК имеет форму нити, замкнутой в кольцо. Эта нить в генетическом смысле соответствует группе сцепле­ния и называется бактериальной хромосомой. Кроме того, радиоавто­графы позволяют представить себе способ деления такой нити. На рис. 2.10 изображена ДНК бактериофага, выявленная другим методом.