2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Mikra_Teoria_dlya_2_kolka
.pdfИзменчивость бактерий
Мутации |
Рекомбинации |
|
|
|
|
Мутация – изменение первичной |
Генетическая рекомбинация - это |
|
структуры ДНК, проявляющееся |
взаимодействие между двумя ДНК, |
|
наследственно закрепленной утратой |
обладающими различными генотипами, |
|
или изменением какого-либо |
которое приводит к образованию |
|
признака или группы признаков. |
рекомбинантной ДНК, сочетающей гены |
|
Спонтанные - мутации |
обоих родителей. |
|
|
||
возникающими самопроизвольно, без |
У бактерий нет полового размножения и |
|
воздействия извне. |
||
мейоза, поэтому в процессе |
||
Индуцированные - мутации |
||
рекомбинации бактерии условно делятся |
||
возникают под влиянием мутагенов. |
||
на клетки-доноры, которые передают |
||
Генные мутации возникают в |
||
генетический материал, и клетки- |
||
пределах одного гена, хромосомные |
||
реципиенты, которые воспринимают его. |
||
– в нескольких генах. |
||
В бактерию проникает не вся, а только |
||
Мутации бывают точечными, когда |
||
часть хромосомы другой бактерии, и в |
||
повреждения ограничиваются одной |
||
результате рекомбинации образуется |
||
парой нуклеотидов, и протяженными |
||
только один рекомбинант. Реципрокные |
||
(аберрации), когда наблюдается |
||
рекомбинанты не образуются. |
||
выпадение нескольких пар |
||
|
||
нуклеотидов (делеция), добавление |
При гомологичной рекомбинации |
|
нуклеотидных пар (дупликация) или |
происходит обмен между гомологичными |
|
поворот участка ДНК на 180° |
участками ДНК и обеспечивается REC- |
|
(инверсия). |
системой генов, состоящую из генов recA, |
|
Нонсенс-мутации (бессмысленные |
B, C, D. |
|
мутации) обусловлены включением в |
Сайт-специфическая рекомбинация |
|
кодирующую последовательность |
||
происходит между участками ДНК с |
||
терминального кодона, что вызывает |
||
низкой степенью гомологичности и |
||
преждевременное окончание |
||
обеспечивается специфическими для |
||
транскрипции. Эта мутация приводит |
||
каждого конкретного случая ферментами. |
||
либо к синтезу очень коротких |
||
|
||
нефункциональных белков, либо к |
Незаконная (репликативная) |
|
полному прекращению синтеза |
||
рекомбинация – встраивание отдельных |
||
белка. |
||
генов. Как правило связана с |
||
|
||
|
перемещением подвижных генетических |
|
|
элементов. |
Рекомбинация у бактерий является конечным этапом передачи генетического материала между бактериями, которая осуществляется тремя механизмами: конъюгацией,
трансдукцией (при помощи бактериофага), трансформацией.
Конъюгация:
Перенос одной из цепей трансмиссивной плазмиды обеспечивает белок, кодируемый tra-опероном.
Основные представители трансмиссивных плазмид это:
-R-плазмиды (устойчивость к антибиотикам);
-F-плазмиды (синтез половых пилей).
Трансдукция:
а) Общая (неспецифическая) – ошибочный
перенос бактериофагом части ДНК одной
бактерии в другую с последующей гомологичной рекомбинацией.
б) Специфическая трансдукция отличается
от общей только тем, что бактериофаг по ошибке захватывает и свою ДНК, и ДНК бактерии-донора, а при переносе этих ДНК в бактерию реципиента происходит сайтспецифическая рекомбинация.
Трансформация
Участвовать в трансформации могут только
компетентные бактерии.
Компетентность – способность поглощать ДНК.
ПЦР:
Основу метода составляет
многократное образование копий определённого
участка ДНК, полученного
из материала пациента.
ПЦР позволяет получить
большие количества изучаемого фрагмента ДНК
даже в том случае, если в
распоряжении
исследователя имеется всего лишь одна исходная молекула ДНК. Идентификацию копий ДНК проводят различными методами, например
электрофорезом или ИФА.
ВИРУСЫ:
Вирусы:
-неклеточные микробы (нет клеточной стенки);
-облигатные внутриклеточные паразиты;
-так как не имеют собственной белок синтезирующей системы и аппараты синтеза ДНК/РНК;
-состоят из нулеиновой кислоты и белков;
-содержат только 1 тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК);
-обладают микроскопическими размерами (нанаметры);
Вирион – это сформированный вирус вне клетки хозяина.
Бактериофаг – вирус бактерий.
Классификация вирусов:
1) По типу нуклеиновых кислот:
Плюс-нити РНК - могут выполнять функции мРНК, то есть служить матрицей для синтеза белка.
Минус-нити РНК – не
способны выполнять
функции мРНК, поэтому синтез мРНК по матрице
вируса происходит в клетке хозяина.
2) По типу симметрии капсида.
-Белки вируса образуют капсомеры, которые в свою очередь складываются в симметричную структуру – капсид.
-Капсиды различаются по типу симметрии.
3) По форме:
Поверх капида располагаюся дополнительные белки, придающие форму вирусу.
По форме вирусы отличаются большим многообразием. Здесь представленны лишь некоторые.
4) Также различают просто устроенные или сложно устроенные вирусы:
Шипики – это гликопротеины, которые являются факторами патогенности и антигенами.
Типы взаимодействия с клеткой (Вирусы и бактериофаги могу 3 способами) :
1) Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью
(лизисом) зараженных клеток (цитолитическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма).
2)Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов, поскольку
инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов в основном из-за дефектного
вириона, непермиссивных (неразрешающих) условий или из-за резистентности (невосприимчивости организма).
3)Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация).
Этапы продуктивного типа у вирусов:
Интегративный путь у бактериофагов:
Есть 2 типа бактериофагов: вирулентный (идет по продуктивному пути) и умеренный (идет по
интегративному пути).
Лизогения – прочное встраивание нуклеиновой кислоты бактериофага в нуклеоид бактерии.
Профаг – нуклеиновая кислота бактериофага в составе нуклеоида бактерии.
Фаговая конверсия – профаг придает новые свойства бактерии (устойчивость к антибиотикам, токсинообразование…).
Применение бактериофагов:
-Фаготипирование;
-Препараты для лечения и профилактики инфекционных заболеваний;
-Исследование воды;
-Биотехнологии;
ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА МИКРОБЫ
Виды факторов:
1) ФИЗИЧЕСКИЕ:
Влияние температуры.
-Психрофилы растут при пониженной температуре.
-Мезофилы при средней (около 37 °С) – преобладающее большинство микробов.
-Термофилы при высокой.
Высушивание.
Обезвоживание вызывает нарушение функций большинства микроорганизмов. От высушивая бактерий защищает капсула и споры.
Действие излучения.
Ионизирующее излучение применяют для стерилизации одноразовой пластиковой микробиологической посуды, питательных сред, перевязочных материалов, лекарственных препаратов и др. Однако имеются бактерии, устойчивые к действию ионизирующих
излучений, например Micrococcus radiodurans была выделена из ядерного реактора.
2) БИОЛОГИЧЕСКИЕ:
Метабиоз — взаимоотношение между микроорганизмами, при котором один микроорганизм
использует для своей жизнедеятельности продукты жизнедеятельности другого организма.
Мутуализм — взаимовыгодные взаимоотношения между разными организмами. Примером
мутуалистического симбиоза являются лишайники — симбиоз гриба и сине-зеленой
водоросли. Получая от клеток водоросли органические вещества, гриб в свою очередь поставляет им минеральные соли и защищает от высыхания.
Комменсализм — сожительство особей разных видов, при котором выгоду из симбиоза извлекает один вид, не причиняя другому вреда. Комменсалами являются бактерии,
представители нормальной микрофлоры человека.
Сателлизм — усиление роста одного вида микроорганизма под влиянием другого
микроорганизма. Например, колонии дрожжей или сарцин, выделяя в питательную среду метаболиты, стимулируют рост вокруг них колоний микроорганизмов.
Антагонистический симбиоз - неблагоприятное воздействия одного вида микроорганизма на
другой. Распространенной формой антагонизма является образование антибиотиков — специфических продуктов обмена микроорганизмов, подавляющих развитие микроорганизмов других видов.
При хищничестве микроорганизм, например амеба кишечника, захватывает и переваривает бактерии кишечника.
Когда микроорганизм использует другой организм как источник питания, называется
паразитизмом.
3) ХИМИЧЕСКИЕ: Химические вещества могут:
-служить источниками питания;
-не оказывать какого-либо влияния;
-стимулировать или подавлять рост.
-уничтожать микробы (вещества с избирательным (химиотерапевтические) и неизбирательным действием (антисептики и дезинфектанты)).
Стерилизация, дезинфекция, асептика, антисептика.
Стерилизация – предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергшихся
обработке.
Виды |
Методы стерилизации |
Действующий агент |
стерилизации |
|
|
Физический |
Паровой |
Пар под избыточным давлением |
|
||
|
(автоклавирование); |
- (110-120 0С, давление 0,5 -1 атм) – |
|
|
|
|
|
15-20 минут – некоторые питательные |
|
|
среды; |
|
|
- (130-135 0С, давление 1,5 -2 атм) – |
|
|
20-30 минут – инфицированный |
|
|
материал. |
|
|
|
|
Дробная стерилизация |
Пар: |
|
(уничтожение спор); |
- до 100 0С 3 раза каждые 24 часа; |
|
|
- тиндализация: 60 0С 5-6 дней. |
|
|
|
|
Воздушный; |
Сухой воздух при 180 °С - хирургические, |
|
|
гинекологические, стоматологические |
|
|
инструменты, детали приборов и |
|
|
аппаратов, в том числе изготовленные из |
|
|
коррозионно-нестойких металлов, |
|
|
шприцы с пометкой 200 0С, инъекционные иглы, |
|
|
изделия из силиконовой резины. |
|
Лучевой; |
Ионизирующее излучение 2- 2,5 Мрад – |
|
|
полимерные материалы и лекарственные средства. |
|
Сухожаровая стерилизация |
Температура: |
|
(печь Пастера). |
- 160-180 0С, 45 минут – стеклянная посуда, |
|
|
металлические инструменты. |
Химический |
- Растворы химических соединений (альдегид-, кислород-, хлорсодержащих); |
|
|
- окись этилена в смеси с углекислым газом, бромистым метилом |
|
|
и др.; |
|
|
- пары 20 % пероксида водорода. |
|
Механический |
Фильтрование через бактериальные фильтры. |
|
|
|
|
Дезинфекция (обеззараживание) – это уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (кроме их спор).
|
Методы дезинфекции |
|
|
Физический |
- обработка ультрафиолетовыми лампами или источниками |
|
гамма-излучения, кипячение белья, посуды, уборочного материала, |
|
предметов ухода за больными и др. |
|
|
Химический |
- уничтожении болезнетворных микроорганизмов и разрушении токсин |
|
дезинфицирующими веществами. |
|
|
Механический |
- влажная уборка, вентеляция помещений и др. |
|
|
Асептика – предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану.
Антисептика – уничтожение микробов в ране.
Противомикробные препараты:
1)С неизбирательным действием (антисептики, дезинфектанты).
2)С избирательным действием (химиотерапевтические препараты).
Химиотерапевтические препараты классифицируются:
1) По спектру действия:
-Антибактериальные составляют самую многочисленную группу препаратов. Преобладают в
ней препараты широкого спектра действия. К ним относятся аминогликозиды, тетрациклины и др. Препараты узкого спектра действия эффективны в отношении небольшого круга бактерий.
-Противогрибковые препараты включают значительно меньшее число препаратов.
-Антипротозойные и антивирусные препараты насчитывают небольшое число препаратов.
-Противоопухолевые препараты.
1) По принципу действия:
- Микробоцидное действие – препараты убивают бактерии; - Микробостатическое действие – препараты сдерживают рост и размножение микробов.
2) По составу и способу получения: