2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Микробиология_расписанные_билеты_и_задачи_СГМУ

Иммунный ответ включает 2 фазы:

1.индуктивная – происходит распознавание АГ лимфоцитами, стимуляция и дифференцировка эффекторных клеток (на осуществление этих процессов требуется 1 неделя)

2.эффекторная – эффекторными клетками осуществляются непосредственно деструкция и элиминация АГ (эта фаза реализуется в последующие 1-2 недели). В случае гуморального иммунитета эффекторная фаза включает также выработку антител и поэтому называется еще продуктивной фазой ответа.

После реализации иммунного ответа, т.е. элиминации чужеродных антигенов из организма, происходит запуск регуляторных (ограничительных) механизмов, приводящих к устранению морфологических и метаболических последствий иммунного ответа. В иммунной системе сохраняется «след» иммунного ответа в виде клеток иммунологической памяти, носителями которой служат Т- и В-клетки памяти.

3. Брюшной тиф, паратиф

Брюшной тиф, а также паратифы А и В вызывают серовары сальмонелл, строго адаптированные к паразитизму в организме человека: S. Typhy, S. Paratyphi A и B.

БРЮШНОЙ ТИФ – острое антропонозное инфекционное заболевание с фекально-оральным механизмом передачи.

oПротекает в генерализованной форме с поражение лимфатического аппарата кишечника, паренхиматозных органов, с бактериемией.

oКлинически проявляется выраженной интоксикацией с лихорадкой, развитием гепатолиенального синдрома, в ряде случаев с розеозной сыпью и энтеритом.

oМорфология:

Грамм «-», капсул и спор не образуют

Факультативные анаэробы

Хорошо растут на простых питательных средах и желчесодержащих средах (Желчный бульон, селенитовый бульон, среда

Раппопоррт, ВСА, Эндо)

oФакторы патогенности:

Эндотоксин – вызывает тяжёлую интоксикацию, поражение ЦНС и СС системы, участвует в усилении воспалительного процесса в кишечнике; высвобождается при массовой гибели возбудителей

факторы адгезии и колонизации (фимбрии)

факторы инвазии и агрессии (комплекс белков)

Способность проникать в макрофаги и противостоять фагоцитозу, а после их гибели попадать в кровь (Vi – АГ)

o Источником инфекции является больной человек или бактерионоситель, которые выделяют возбудитель во внешнюю среду с испражнениями, мочой и слюной.

oПатогенез:

1. Фаза внедрения – соответствует инкубационному периоду

Попав в тонкую кишку, минуя желудок, возбудители тифа и паратифов инвазируют энтероциты при помощи эффекторных белков, проходят через них транзитом, проникают в собственный слой слизистой, а затем в пейеровы бляшки, где формируют первичный очаг инфекции.

2. Фаза первичной локализации – соответствует продромальному периоду.

В подслизистой оболочке происходит интенсивный синтез Vi-антигена, который увеличивает антифагоцитарную активность возбудителя и подавляет выброс провоспалительных тканевых медиаторов клетками подслизистой оболочки. Сальмонеллы частично гибнут в лимфатическом аппарате и выделяют большое количество эндотоксина, который выделяется в кровь, приводя к эндотоксинемии.

3. Фаза бактериемии – соответствует периоду начала заболевания.

Воспаление пейеровых бляшек и развитие лимфаденита приводит к нарушению барьерной функции кишечника и проникновению сальмонелл в кровь, т. е. развивается бактериемия.

4. Фаза вторичной локализации – соответствует периоду разгара заболевания.

Во время бактериемии, которая сопровождает весь лихорадочный период, возбудители тифа и паратифов с током крови разносятся по организму, оседая в ретикулоэндотелиальных элементах паренхиматозных органов: печени, селезенки, легких, а также в костном мозгу, где они размножаются в макрофагах.

5. Выделительная фаза – соответствует периоду исходов заболевания: реконвалесценции, носительства или летальному исходу.

Способность возбудителей брюшного тифа и паратифов сохраняться и размножаться в фагоцитирующих клетках при функциональной недостаточности последних приводит к формированию бактерионосительства. Сальмонеллы также могут длительное время сохраняться в желчном пузыре, выделяясь с фекалиями в течение длительного времени, и контаминировать окружающую среду.

oКлинические особенности:

1-я неделя: постепенное повышение температуры тела до 39 -40 С, нарастание интоксикации. Из-за угнетающего действия эндотоксина на центральную нервную систему появляются головные боли, наблюдается помрачнение сознания, бред

На 8-9 день появляется розеолезная сыпь на коже груди и живота

Всю 2-ю и 3-ю недели сохраняется высокая температура, держится интоксикация

4-я неделя – спад лихорадки, улучшение состояния. Выздоровление клиническое не всегда совпадает с освобождением

организма от возбудителей; этот процесс затягивается; 5 % переболевших становятся бактерионосителями.

Клинически брюшной тиф и паратифы не различимы. Заболевание развивается остро, протекает тяжело с выраженными

симптомами общей интоксикации. Опасными осложнениями брюшного тифа, связанными с развитием язвенных поражений, являются прободения язв и кишечные кровотечения.

oДиагностика:

БАК-исследование

При диагностике заболеваний, протекающих по типу тифопаратифозных, каждый период болезни исследуется соответствующий материал:

Кровь – 1 неделя, начало 2 недели в период бактериемии

Испражнения – 2 и 3 неделя

Моча – с конца 2 недели

Из дуоденального содержимого – в течении всей болезни или у бактерионосителей

Из розелл – при их наличии

От умерших – материал желчного пузыря, селезенки, кишечника.

Иммуноиндикация

ПЦР

4. Больной А. был поставлен диагноз – гонорея. При бактериоскопии мазков из влагалища гонококки не обнаружены. Может ли врач на основании «-» результата БАК-исследования снять диагноз гонореи?

Утверждать нельзя. При хронической и торпидной форме инфекции возбудитель локализуется в клетках Для его выделения используют посев на среду Игла, а далее пересев на элективные среды, содержащие лизоцим Если ничего не вырастает, то снимаем диагноз гонорея

Билет 11

1. Дисбактериоз. Методы изучения. Терапия

ДИСБАКТЕРИОЗ – это любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормальной микрофлоры человека, возникающие в результате воздействия на макро и /или микроорганизм различных факторов экзогенного и эндогенного характера или являющиеся следствием каких-либо патологических процессов в организме.

Микробиологическими показателями дисбактериоза служат:

уменьшение общего количества бактерий нормальной микрофлоры;

появление или увеличение числа редко встречающихся в норме микроорганизмов;

изменение биохимических свойств штаммов нормальной микрофлоры и приобретение ими некоторых факторов вирулентности;

Ослабление антагонистической активности нормальной микрофлоры

ДИАГНОСТИКА

Диагностика нарушений микробиоценоза проводится с помощью бактериологического метода, ПЦР-диагностики, хроматомассспектрометрии и исследования метаболитов.

Перспективен метод газожидкостной хроматографии, основанный на определении короткоцепочечных жирных кислот — метаболитов, в основном анаэробов.

ПРИЧИНЫ РАЗВИТИЯ ДИСБАКТЕРИОЗА:

В период новорожденности: осложненное течение беременности и родов у матери, бактериальный вагиноз матери, низкая оценка по шкале Апгар, долгое пребывание в роддоме и возможность заселения организма ребенка госпитальными штаммами

У детей раннего возраста: неблагоприятный преморбидный фон, раннее искусственное вскармливание, диатез, рахит, анемия, физиологическая незрелость моторной функции кишечника

У детей дошкольного и школьного возраста: нерациональное питание, нахождение в закрытых коллективах, гормональная перестройка организма.

Клинические проявления дисбактериоза:

Дисбактериоз кишечника может проявляться в виде диареи, неспецифического колита, синдрома малой сорбции, дуоденита, язвенной болезни желудка, гастрита, гастроэнтерита

Дисбактериоз органов дыхания чаще протекает в форме нарушений со стороны дыхательных путей, бронхитов, бронхиолитов, хронических заболеваний легких.

Проявлениями дисбактериоза полости рта являются гингивиты, пародонтит, стоматит.

Дисбактериоз мочеполовой системы женщин протекает как вагиноз.

Взависимости от степени выраженности клинических проявлений выделяют несколько фаз дисбактериоза:

1 фаза. Латентная, компенсированная форма – дисбактериоз не сопровождается какими – либо клиническими проявлениями. Незначительные изменения в аэробной части микробиоценоза (увеличение/уменьшение количества кишечных палочек). Бифидо-/лактофлора не изменены. Кишечные дисфункции не регистрируются

2 фаза. Субкомпенсированная форма. В результате дисбаланса нормальной микрофлоры возникают локальные воспалительные процессы. На фоне незначительного снижения количественного содержания бифидобактерий выявляются количественные и качественные изменения кишечной палочки или других условно-патогенных МО

3 фаза. Значительное снижение уровня бифидофлоры в сочетании со снижением лактофлоры и низким содержанием кишечных палочек. Сопровождаются кишечными дисфункциями.

4 фаза. Отсутствие бифидофлоры, значительное уменьшение лактофлоры и изменение количества кишечной палочки (снижение/увеличение), возрастание численности условно-патогенных бактерий. Выраженные клинические проявления.

***Коррекция дисбактериоза:

Патогенетическая терапия – нейтрализация и выведение токсинов и условно-патогенных МО (назначение сорбентов)

Селективная деконтаминация

Бактериальная терапия – подавление развития патогенной и восстановление баланса собственной микрофлоры

Применение препаратов (см. ниже)

трансплантация

ПРЕПАРАТЫ КОРРЕКЦИИ ДИСБАКТЕРИОЗА

1)Пробиотики – живые микроорганизмы, обитатели нормальной микрофлоры кишечника (бифидосодержащие препараты, лакто содержащие препараты, коли содержащие препараты).

2)Симбиотики – это пробиотики, включающие в себя два или более штамма живых пробиотических микроорганизмов, оказывающих стимулирующие друг друга эффекты.

3)Пребиотики – препараты немикробного происхождения, способны стимулировать рост и процессы метаболизма представителей нормальной микрофлоры – это олигосахариды.

4)Синбиотики – это пробиотические комплексные продукты, в состав которых введены живые пробиотические микроорганизмы и пребиотические субстанции, стимулирующие их рост.

5)Комбиотики – варианты синбиотических средств, в состав которых помимо пробиотических микроорганизмов и пребиотиков, добавлены другие функциональные пищевые ингредиенты (витаминно-минеральные премиксы, фенолсодержащие растительные соединения).

6)Аутобиотики – это пробиотики и продукты функционального питания на основе аутоштаммов и аутоассоциаций симбиотических микроорганизмов.

2.Клеточный цитотоксический ответ

См. в билете 12 - 2 вопрос

3.Менингококк. Хар-ка, бак. исследование

Зверев 2 часть – стр. 39

4. При БАК-исследовании мочи больного с диагнозом пиелонефрит обнаружена эшерихия коли (кишечная палочка). Может ли врач на основании этих данных выделенный МО считать возбудителем?

Нельзя говорить о возбудителе, поскольку E. coli - условно-патогенный организм. Если соблюдаются критерии этиологической значимости, то выделен возбудитель Кроме того, есть патогенные кишечные палочки, возбудители пиелонефрита, чтобы доказать патогенность, после отбора красных

лактозоположительных колоний, нужно провести реакцию агглютинации с поливалентной ОВ-сывороткой, при «+» результате – это и будет возбудителем.

Билет 12

1. Ядерный аппарат бактерий, его особенности.

Плазмиды бактерий. Бактериоцины – лечебные и профилактические препараты. мобильные генетические элементы

См. билет 13 – вопрос 1

2. Клеточный иммунный ответ. Особенности воспалительного типа иммунного ответа.

ЦИТОТОКСИЧЕСКИЙ И ВОСПАЛИТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕДИНЕНЫ

КЛЕТОЧНЫЙ ИО– направлен на защиту от внутриклеточных патогенов

В зависимости от локализации патогенов в цитоплазме или в фаголизосомах различают 2 варианта (цитотоксический и воспалительный):

• Цитотоксический (в цитоплазме) – участвует преимущественно в защите от вирусных инфекций, а также от некоторых одноклеточных патогенов (простейшие лямблии, трихомонады). Кроме того, ему принадлежит важная роль в противоопухолевой защите.

Цитотоксический иммунный ответ осуществляют Т-лимфоциты, имеющие ко-рецептор CD8.

Отличительной чертой этого вида иммунного ответа является:

антиген презентируется в составе молекул MHC-I. MHC-I локализуются на всех антигенпредставляющих клетках (АПК) организма. Однако, в этом виде иммунного ответа роль АПК могут эффективно выполнять только дендритные клетки

презентация антигена осуществляется непосредственно Т- лимфоциту CD8, который одновременно выполняет функции и антигенраспознающей, и эффекторной клетки.

в основе его эффекторных механизмов лежит контактный цитолиз – иммунный фагоцитоз, т.к. Т-клетки осуществляют фагоцитоз на основе специфического распознавания конкретных антигенов возбудителя

заканчивается формированием иммунологической памяти

Цитотоксический иммунный ответ проходит в 4 этапа:

I. Презентация антигена, приводящая к их активации CD8 Т-лимфоцитов.

II. Пролиферация CD8 Т-лимфоцитов

III. Дифференцировка CD8 Т-клеток в цитотоксические Т-лимфоциты (CTL), так называемые «прямые» киллеры.

IV. Реализация цитолиза клеток-мишеней

ПРОЦЕССИНГ И ПРЕЗЕНТАЦИЯ АНТИГЕНА.

Иммунный ответ начинается в очаге инфицирования (обычно в барьерных тканях, таких как слизистые оболочки) с поглощения антигена антигенпрезентирующей клеткой (АПК). Поглощение антигена АПК обозначается термином «процессинг антигена».

Затем в ходе переваривания происходит частичная деградация антигена с вычленением эпитопов. После этого в цитоплазме АПК каждый вычлененный эпитоп соединяется с молекулой МНС-I и образуется комплекс «эпитоп + МНС I» – это так называемый «процессированный антиген». Этот этап заканчивается выводом комплекса эпитоп + МНС на поверхность мембраны АПК, где он может быть представлен АРК (антигенраспознающим клеткам). Этот процесс обозначается термином «презентация антигена», а сам комплекс теперь называется «презентированный антиген».

ПРОНИКНОВЕНИЕ В ЛИМФАТИЧЕСКИЙ УЗЕЛ.

Дендритные клетки попадают в тканевую жидкость, а затем - в лимфу. С током лимфы дендритные клетки проникают в региональные лимфатические узлы, где мигрируют в Т-зоны. В Т-зонах дендритные клетки созревают (признак созревания - экспрессия молекул CD83) и начинают привлекать Т-лимфоциты CD8, поступающие в узел в процессе рециркуляции. Процесс рециркуляции непрерывен, поэтому практически все Т-лимфоциты, специфичные к комплексу антиген + МНС I, задерживаются в лимфатическом узле. Описанный процесс называется «рекрутированием» (улавливанием) клонов Т-лимфоцитов. Таким образом, происходит накопление Т-клеток специфичных к антигену в региональном лимфатическом узле.

ИММУННЫЙ СИНАПС.

Комплекс эпитоп + МНС I презентируется Т-киллерам (CD8-лимфоцитам). При этом Т-лимфоциты и дендритные клетки находятся в достаточно тесном контакте и непрерывно взаимодействуют друг с другом с помощью мембранных рецепторов и ко-рецепторов (молекул адгезии). Формируется зона устойчивого межклеточного контакта — иммунный синапс.

СИГНАЛЫ АКТИВАЦИИ T-ЛИМФОЦИТА CD8

Процесс активации Т-лимфоцита начинается с получения им информационных сигналов от антигенпрезентирующей клетки. Под активацией клеток понимают их переход из состояния покоя в функционально активное состояние.

Первый информационный сигнал обусловлен контактом TСR Т-лимфоцита с презентированным антигеном на поверхности АПК.

Второй информационные сигналы обусловлены ко-рецепторными (CD8 Т-лимфоцита), а третий сигнал ко-стимулирующими взаимодействиями Т-лимфоцита с АПК, что обозначают термином «ко-стимуляция».

Т.о. ко-стимуляция Т-клеток — обязательный компонент презентации антигена. Она осуществляется за счет взаимодействия молекулы CD28 Т-лимфоцита с ко-стимулирующими молекулами CD80 и CD86. Однако для развития эффективного ответа CD8 Т-клетки должны получить стимулы от CD4 Т-клеток через костимулирующую молекулу CD40. Исходная численность клеток в каждом клоне Т-лимфоцитов мала и недостаточна для защиты организма. Поэтому следующий процесс, в который вовлекаются активированные Т-клетки, — пролиферация (размножение). Пролиферативная экспансия клонов CD8 Т-лимфоцитов длится 5–7 суток. Пролиферация обеспечивает увеличение численности цитотоксических Т-лимфоцитов в 50 000 раз.

Уже в процессе пролиферации Т-лимфоцитов начинается их дифференцировка в цитотоксические клетки. Цитотоксические Т- лимфоциты мигрируют из лимфоидных органов в барьерные ткани и очаги воспаления, например, в очаг инфицирования вирусами.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПЕРФОРИНА.

Вочагах воспаления происходит цитолиз инфицированных клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами следующими механизмами:

1-й механизм – с участием особого протеина - перфорина, особого протеина, содержащегося в гранулах цитотоксических лимфоцитов. В течение нескольких секунд он вызывает образование поры в мембране клетки-мишени. В результате клеткамишень разрушается под действием осмотического взрыва

2-й механизм – путем контактного киллинга. Его суть состоит в передаче летального сигнала в виде цитотоксинов-гранзимов, включающего механизм индукции апоптоза клеток-мишеней

На организацию сигнала к апоптозу для клетки-мишени цитотоксическому лимфоциту требуется не более 5 минут, после чего он физически переходит к другой клетке-мишени. Т.е. ЦТЛ (цитотоксический лейкоцит) является «серийным киллером»

Клетки, подвергшиеся цитолизу, удаляются макрофагами и дендритными клетками путем фагоцитоза еще до их распада. Поэтому цитолиз не сопровождается развитием гнойной воспалительной реакции и повреждением окружающих тканей.

После успешного завершения цитотоксического иммунного ответа в течение нескольких дней 90–95% цитотоксических Т-лимфоцитов подвергается апоптозу. В то же время завершается формирование популяции CD8 Т-клеток памяти, которые сами по себе лишены цитотоксической активности, но быстро приобретают ее при повторной встрече аналогичного антигена. Это долгоживущие и не до конца дифференцированные Т-лимфоциты, которые при повторном контакте с антигеном обуславливают развития вторичного иммунного ответа. В отличие от первичного (который возникал в ответ на первый контакт с антигеном), вторичный ИО развивается значительно быстрее, т.к. начинается не с одного клона недифференцированных клеток, а со сравнительно многочисленного пула клеток, уже прошедших первые стадии дифференцировки.

• Воспалительный (в фаголизосомах) – эта форма иммунного ответа предназначена для защиты от внутриклеточных патогенов, локализующихся в цитоплазматических гранулах — фаголизосомах… Когда процесс фагоцитоза остается незавершенным.

Типичные представители таких патогенов — различные виды микобактерий, а также многие простейшие (например, лейшмании, плазмодии), риккетсии, хламидии, грибы (кандиды) и др. За реализацию этой формы защиты отвечают (Т-хелперы) Th1клетки (Т - лимфоциты CD4) и макрофаги.

Отличительные черты клеточного иммунного ответа воспалительного типа:

Начальный этап связан с презентацией антигена дендритными клетками

Макрофаги выступают в качестве и антигенпредставляющих и эффекторных клеток

Макрофаги представляют антиген в составе молекулы MHC-II

В качестве хелперных клеток выступают Th1 – лимфоциты, ранее получившие антигенный сигнал от дендритных клеток.

Эффекторные механизмы осуществляют макрофаги и цитотоксические Т-лимфоцитыCD8

Клеточный иммунный ответ воспалительного типа осуществляется в 4 этапа:

I. Презентация дендритными клетками антигена Тh0 – лимфоцитам CD4, приводящая к их двойной активации за счет ко-стимуляции

II. Дифференцировка Тh0 -лимфоцитов в лимфоциты типа Тh1.

III. Распознавание антигена (с участием макрофагов) Тh1-лимфоцитами, их активация и выделение цитокинов, приводящая к активации макрофагов, цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8).

IV. Цитолиз антигена цитотоксическими лимфоцитами и макрофагами.

Разбор каждого этапа!!!

Дендритные клетки процессируют и презентируют АГ аналогичным образом, как и в цитотоксическом ИО.

Попадая в лимфатические узлы, они презентируют антиген Th0 (Т-хелперам 0) CD4 Т-лимфоцитам, которые активизируются, пролиферируют и дифференцируются в Th1, последние мигрируют в очаг инфицирования. Оказавшись в очагах инфицирования, Th1 взаимодействуют с тканевыми макрофагами, захватившими патоген, но при этом процесс фагоцитоза оказался не завершенным. Эти макрофаги презентируют на своей поверхности антиген в составе молекулы MHC-II. В результате взаимодействия генерируются активационные сигналы от комплекса (АГ + рецептор, АГ + ко-рецептор), которые направленны как в Тh1-клетку, так и в макрофаг. Эти сигналы усиливаются за счет молекулы ко-стимуляции - CD28. Кроме того, генерируются активационные сигналы, вызывающие активацию Т-лимфоцитов CD8 и приводящие к их дифференцировке в ЦТЛ.

Т.о. в эффекторной стадии клеточного иммунного ответа воспалительного типа принимают участие:

цитотоксические Т-лимфоциты, которые осуществляют цитолиз клеток-мишеней

активированные макрофаги, что приводит к развитию в зоне нахождения антигена воспалительной реакции

Активированные макрофаги выделяют весь спектр провоспалительных и бактерицидных факторов. Такой вариант воспаления, реализуемый с участием клеток иммунной системы, называют иммунным воспалением.

Эта форма иммунного ответа результативна с точки зрения защиты от внутриклеточных патогенов, но деструктивна для окружающих нормальных клеток организма.

3.Респираторные и урогенитальные хламидиозы. Характеристика возбудителей. Микробиологическая диагностика.

4.В 5 классе школы №41 четверо учащихся заболели дифтерией. Нужно ли проводить мероприятия по специфической профилактике остальных учащихся? Если да, то какое? На основании каких критериев судят о напряженности противодифтерийного иммунитета?

Перед тем, как проводить мероприятия по специфической профилактике, следует определить уровень напряжённости антитоксического иммунитета: определить антитела в сыворотке с помощью РПГА Если титр антител достаточный, то вакцина не нужна. Если недостаточный, то проводят вакцинанацию:

АКДС-вакцина (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина)

АДС-анатоксин (адсорбированный дифтерийно-столбнячный анатоксин)

АДС-М-анатоксин (как предыдущий, только с пониженным содержанием антигенов)

ИМОВАКС ДТ АДЮЛЬТ (французский аналог предыдущего)

Билет 13 (Швиденко)

1.Изменчивость бактерий. Рекомбинации. Или У КОГО-ТО ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КЛЕТКИ

Механизма изменчивости бактерий:

Фенотипическая изменчивость – модификации (изменяются внешние признаки) − не затрагивает генотип.

Модификации затрагивают большинство особей популяции. Они не передаются по наследству и с течением времени затухают, т.е. возвращаются к исходному фенотипу через большее (длительные модификации) или меньшее (кратковременные модификации) число поколений.

Генотипическая изменчивость затрагивает генотип. Связана с изменением генетического аппарата. В ее основе лежат

мутации и рекомбинации.

МУТАЦИИ бактерий – это спонтанные изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК.

По протяженности изменений повреждения ДНК - различают мутации точечные, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов и протяженные или аберрации.

* Мутации могут быть спонтанными, то есть возникающими самопроизвольно и индуцированные.

По локализации различают:

b)гниение – затрагивают один ген;

c)хромосомные – затрагивают группу генов;

d)плазмидные – затрагивают гены плазмид.

Механизмы мутаций:

выпадения нескольких пар нуклеотидов – делеции;

удвоение генетического фрагмента – дупликации;

перемещение фрагментов хромосомы – транслокации;

переворот участка ДНК на 180о – инверсии.

вставка нового гена

Рекомбинации у бактерий, их особенности

РЕКОМБИНАЦИЯ – перераспределение генетического материала родителей в потомстве (обмен генетического материала, приводящий к появлению новых сочетаний генов)

В процессе рекомбинации условно выделяют клетку-донор, которая отдаёт часть своего генетического материала, и клетку-реципиент, которая этот материал воспринимает. В клетку-реципиент попадает часть генетического материала, поэтому говорят о формировании так называемой мерозиготы. В мерозиготе образуется один рекомбинант, большая часть генов которого представлена ДНК клеткиреципиента, а меньшая – гены клетки-донора.

Особенности рекомбинаций у бактерий:

1.У них отсутствует мейоз и образуется не зигота, а мерозигота.

2.Однонаправленность переноса генетической информации (от донора к реципиенту)

3.Рекомбинанты содержат всю генетическую информацию реципиента и плюс часть генетической информации донора.

4.наличие нескольких механизмов рекомбинаций: конъюгация, трансформация, трансдукция, слияние протопластов.

МЕХАНИЗМЫ РЕКОМБИНАЦИЙ:

I.ТРАНСФОРМАЦИЯ – обмен генетической информацией путем введения в бактериальную клетку готового препарата ДНК

* При этом клетки реципиента должны быть компетентными, то есть готовыми воспринимать генетическую информацию. Компетентность реципиента обусловлена наличием особого белка компетентности, который - повышает проницаемость клеточной стенки и ЦПМ для ДНК, -ингибирует ДНК-азы и активирует синтез рестриктаз.

Это состояние наблюдается в процессе деления клетки. Таким образом, деление является оптимальным условием для трансформации.

*происходит при культивировании реципиента на питательной среде, содержащей ДНК донора (передаются единичные признаки)

II.ТРАНСДУКЦИЯ – обмен генетической информации путем передачи ее от донора к реципиенту с помощью умеренных (ТРАНСДУЦИРУЮЩИХ) фагов.

*способны переносить 1 и более генов (признаков)

*Трансдуцирующий фаг – это умеренный фаг, который в процессе лизогении захватывает соседние бактериальные гены и при инфицировании новых клеток встраивает эти гены в новый геном. При строгой специфичности фага захватываются и переносятся строго определенные гены.

*трансдукция бывает:

Специфическая – всегда переносит один и тот же ген; располагается в одном месте хромосомы

Неспецифическая – передаются разные гены; их локализация постоянна

III.КОНЪЮГАЦИЯ – обмен генетической информации путем передачи ее от донора к реципиенту при их прямом контакте (конъюгировании)

Передача ДНК осуществляется с помощью половых пилей

Необходима F-плазмида – определяют и контролируют процесс конъюгации

F-плазмиды кодируют образование половых пилей, по которой плазмидная ДНК передается в новую клетку

IV. ТРАНСФЕКЦИЯ – процесс введения нуклеиновой кислоты в клетки эукариот невирусным методом. Трансфецирование клеток — один из ведущих методов генной инженерии, заключающийся в изменения фенотипа путем введения в клетку чужеродной нуклеиновой кислоты.

Основное генетический материал представлен 2-нитевой суперспирализованной молекулой ДНК, замкнутой в кольцо и прикрепленной к ЦПМ – нуклеоид (хромосома)

Внехромосомный набор генов:

Плазмиды – несет доп. Информацию, молекулярная масса меньше нуклеоида

Подвижные элементы: IS-последовательности, транспозоны и интегроны

ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ:

а) ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ:

Основной генетический материал представлен нуклеоидом;

У прокариотов структурно-неоформленное ядро, т.е. без мембраны и ядрышек;

в нуклеоиде одна хромосома, поэтому нуклеоид=хромосома

в бактериальной клетке может быть дополнительное наследственное вещество – плазмида;

молекула ДНК нуклеоида и плазмиды прикрепляются одной нитью к ЦПМ

ДНК находится в цитоплазме

б) МОЛЕКУЛЯРНЫЕ:

хромосома бактерий имеет кольцевую структуру, суперспирализована

хромосома бактерий – чистая двунитчатая ДНК, не содержит гистонов (их роль выполняют полиамины)

в ДНК бактерий повышенное содержание метиллированных (минорных) азотистых оснований, они выполняют защитную функцию гистонов;

ДНК бактерий содержит IS-последовательности, строение которых аналогично таким же участкам ДНК у высших организмов;

отмечается выраженная изменчивость нуклеотидного состава: соотношение гуанина и цитозина (Г/Ц – индекс) у бактерий имеет видовые отличия

ПЛАЗМИДЫ – дополнительные, внехромосомные элементы наследственности

Плазмида, как и хромосома, представлена кольцевой молекулой двунитчатой ДНК, но ее размеры значительно меньше хромосомы

Плазмида содержит структурные гены, кодирующие тот или иной признак, гены автономной репликации, IS-последовательности

У некоторых плазмид есть гены, ответственные за ее трансмиссивность (перенос, передачу). Такие плазмиды называют трансмиссивными (конъюгативными).

Гены плазмид не несут обязательную информацию клетки, сообщают селективные преимущества

Молекулярная масса значительно меньше, чем у хромосомы

Плазмиды способны к автономной репликации ИЛИ их репликация находится под ослабленным контролем хромосомы

для плазмид с низкой молекулярной массой характерно явление амплификации (многокопийности);

молекула ДНК плазмид более подвержена воздействию физических и химических агентов, чем хромосомы; частота плазмидных мутаций выше, чем хромосомных

некоторые физические (УФ, СВЧ и др.) и химические агенты вызывают элиминацию (удаление, потеря) плазмид

плазмиды могут содержать tra-гены и самостоятельно передаваться в процессе конъюгации, это конъюгативные плазмиды

в клетке могут находиться несколько разных плазмид, но некоторые плазмиды несовместимы между собой; по этому признаку различают группы несовместимости плазмид

В клетке могут находится в одном из двух альтернативных состояний:

1.Либо они лежат свободно в цитоплазме и тогда их репликация идет автономно, то есть независимо от репликации хромосом. А так как они значительно меньших размеров, то реплицируются быстрее и в короткое время накапливается большое количество копий плазмид.

2.Если они находятся в интегрированом состоянии, то репликация их синхронна с репликацией хромосомы.

Функции плазмид:

регуляторная – в случае повреждения хромосомы, могут взять на себя ее функции

кодирующая – помогает выжить в определенных условиях; содержит структурные гены, отвечающие за устойчивость к АБ; отвечают за синтез экзотоксинов (энтеротоксинов в толстой кишке)

Плазмиды могут детерминировать разные свойства бактерий:

1.R-плазмиды – кодируют лекарственную устойчивость (АБ-устойчивость);

2.F-плазмида – определяет пол бактерий (передача генетической информации);

3.Col-плазмиды – синтез колицинов;

4.Hly-плазмиды – кодируют синтез гемолизинов;

5.Ent-плазмида – синтез энтеротоксинов;

6.Плазмиды биодеградации – расщепление органических и неорганических соединений

Наличие F-плазмиды (фактор фертильности, половой фактор) придает бактериям функции донора, и такие клетки способны передавать свою генетическую информацию другим, F – клеткам.

Таким образом, наличие F-плазмиды является генетическим выражением пола у бактерий.

С F-плазмидой связана не только донорская функция, но и некоторые другие фенотипические признаки. Это, в первую очередь, наличие F-пилей (половых ресничек), с помощью которых и устанавливается контакт между донорскими и реципиентными клетками. Через их канал и передается донорская ДНК при рекомбинации. На половых ресничках расположены рецепторы для мужских fi-фагов. F – клетки не имеют таких рецепторов и не чувствительны к таким фагам.

Особое значение в медицинской микробиологии занимают R-плазмиды, которые содержат набор генов, определяющих синтез ферментов, разрушающих антибиотики.

Такая плазмида делает бактериальную клетку невосприимчивой (резистентной) к определённому набору антибиотиков.

Многие R-плазмиды являются трансмиссивными, и они передаются между бактериальными клетками. Часто это приводит к появлению популяций, очень устойчивых к различным препаратам, что лежит в основе развития внутрибольничных инфекций.

_______________________________________________________________________________________________

К мобильным генетическим элементам относят:

IS-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ – нуклеотидные последовательности, не кодирующие вырезку белка, а ответственные за выделение транспозонов в молекулу ДНК.

ТРАНСПОЗОНЫ – участки ДНК, способные к перемещению внутри молекул и от одной к другой, могут быть переданы из клетки в клетку.

ИНТЕГРОНЫ — генетические элементы, которые содержат в себе ген интегразы, специфический сайт и рядом с ним промотор, что придает им способность интегрировать в себя мобильные генные кассеты и экспрессировать присутствующие в них беспромоторные гены.

IS-последовательности - короткие фрагменты ДНК

Они не несут структурных (кодирующих тот или иной белок) генов, а содержат только гены, ответственные за транспозицию (способность IS-последовательностей перемещаться по хромосоме и встраиваться в различные ее участки)

* IS-последовательности одинаковы у разных бактерий

Отличительной особенностью IS элементов является наличие на концах вставочной последовательности инвертированных повторов. Эти инвертированные повторы узнает фермент транспозаза.

Транспозоны

–функционируют подобно IS-элементам, однако содержат не только гены перемещения, но и некоторое количество структурных генов (в среднем транспозон содержит от 1500 до 3000 п.н.). Это могут быть, например, гены устойчивости к антибиотикам; гены, определяющие продукцию факторов вирулентности и т.д.

ИНТЕГРОНЫ

Помимо плазмид и подвижных генетических элементов у бактерий существует еще одна система, способствующая распространению генов - система ИНТЕГРОНОВ. Интегроны являются системой захвата малых элементов ДНК, называемых генными кассетами.

Важное свойство мобильных генетических элементов: они не являются самостоятельными генетическими структурами! То есть они не способны к автономной репликации, а реплицируются только в составе ре-пликона!!!

Роль мобильных генетических элементов:

1.Могут «выключать» ген при перемещении в новый участок;

2.Нередко приводят к мутациям: делеции или вставки новых последовательностей;

3.Определяют эволюцию микробных клеток.

2.Гуморальный иммунный ответ. Этапы.

3.Гепатит А. Характеристика, профилактика, диагностика.

ГЕПАТИТЫ – группа специфических инфекционных заболеваний, характеризующихся воспалительными заболеваниями печени.

Инфекционными агентами вирусных гепатитов являются гепатотропные вирусы, для которых гепатоциты – являются мишенью.

Выделяют гепатиты А, В, С, Д, Е, F, G, ТТV, SENT.

Всоответствии с механизмом передачи все гепатиты делят на 2 группы:

энтеральные гепатиты А и Е;

парентеральные гепатиты В, С, D, G