3. Наличие f-плазмиды (фактор фертилъности, половой фактор)

придает бактериям функции донора, и такие клетки способны передавать свою генетическую информацию другим, F-клеткам. Можно сказать, что наличие F-плазмиды является фенотипиче-ским выражением (проявлением) пола у бактерий: с F-плазмидой связана не только донорская функция, но и некоторые другие фенотипические признаки — наличие F-пилей (половых ресничек) и чувствительность к L-фагам. С помощью F-ресничек устанавливается контакт между донорскими и реципиентными клетками. Через их канал и передается донорская ДНК при рекомбинации. На половых ресничках расположены ре­цепторы для мужских fj-фагов. F-клетки не имеют таких ре­цепторов и нечувствительны к таким фагам.

4. У бактерий различают 2 вида изменчивости — фенотипическую и генотипическую.

Фенотипическая изменчивость — модификация — не затрагива­ет генотип, но затрагивает большинство особей популяции. Модификации 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. В ее осно­ве лежат мутации и рекомбинации.

Мутации бактерий принципиально не отличаются от мутаций эукариотических клеток. Особенностью мутаций у бактерий является относительная легкость их выявления, так как имеется возможность работать с большими по численности популя­циями бактерий. По происхождению мутаиии могут быть:

• спонтанными;

• индуцированными. По протяженности:

• точечными;

• генными;

• хромосомными. По направленности:

- прямыми;

- обратными.

Рекомбинации (обмен генетическим материалом) у бактерий отличаются от рекомбинаций у эукариот:

• у бактерий имеется несколько механизмов рекомбинаций;

• при рекомбинациях у бактерий образуется не зигота, как у эу­кариот, а мерозигота (несет полностью генетическую инфор­мацию реципиента и часть генетической информации донора в виде дополнения);

• у бактериальной клетки-рекомбината изменяется не только качество, но и количество генетической информации. Трансформация — это обмен генетической информацией у бакте­рий путем введения в бактериальную клетку-реципиент готового препарата ДНК (специально приготовленного или непосредст­венно выделенного из клетки-до нора). Чаще всего передача генетической информации происходит при культивировании реципиента на питательной среде, содержащей ДНК донора. Для восприятия донорской ДНК при трансформации клетка-реципиент должна находиться в определенном физиологиче­ском состоянии (компетентности), которое достигается специ­альными методами обработки бактериальной популяции.

При трансформации передаются единичные (чаще 1) признаки. Трансформация является самым объективным свидетельством связи ДНК или ее фрагментов с тем или иным фенотипическим признаком, поскольку в реципиентную клетку вводится чистый препарат ДНК.

Трансдукция — обмен генетической информацией у бактерий пу­тем передачи ее от донора к реципиенту с помощью умеренных (трансдуцирующих) бактериофагов.

Трансдуцирующие фаги могут переносить 1 или более генов (признаков). Трансдукиия бывает:

• специфической — переносится всегда один и тот же ген;

• неспецифической — передаются разные гены.

Это связано с локализацией трансдуиируюших фагов в геноме до­нора:

• в случае специфической трансдукции они располагаются все­гда в одном месте хромосомы;

• при неспецифической их локализация непостоянна. Конъюгация — обмен генетической информацией у бактерий пу­тем передачи ее от донора к реципиенту при их прямом контакте. После образования между донором и реципиентом конъюга-ционного мостика одна нить ДНК-донора поступает по нему в клетку-реципиент. Чем дольше контакт, тем большая часть до­норской ДНК может быть передана реципиенту.

Основываясь на прерывании конъюгации через определенные промежутки времени, можно определить порядок расположе­ния генов на хромосоме бактерий — построить хромосомные карты бактерий (произвести картирование бактерий).

Донорской функцией обладают F⁺-клетки.

21 Молекулярно-генетические методы исследования (молекулярная гибридизация, полимеразная цепная реакция): определение, материал для исследования, этапы проведения, области применения.

I. Молекулярная гибридизация - процесс, в котором одноцепочечная НК исследуемого микроорганизма (мишень) при взаимодействии с комплементарным фрагментом НК., включающей метку (зонд), образует двухцепочечный комплекс.

Назначение метода: выявление степени сходства различных ДНК.

Применяется для идентификации микроорганизмов, особенно тех, которые трудно и медленно растут (микоплазмы. хламидии. вирусы )

Материал для исследования:

гной; кровь; отделяемое из уретры: моча, испражнении, биопунктаты тканей и органов: объекты окружающей среды (вода, почта).

Методы гибридизации:

- в растворе,

- на фильтре,

- на стекле.

Зонд - это двухцепочечные или одноцепочечные фрагменты ДНК меченые затонной, флюорисцентной или ферментной.

II. ПЦР (полимеразная цепная реакция) - что способ быстрого получения множественных копий специфической последовательности ДНК бактерий, грибов, вирусов до количества, достаточного для идентификации другими молекулярно-биологическими методами Назначение:

• индикация микроорганизмов в объектах внешней среды, пищевых продуктов, материале от больных,

• идентификация микроорганизмов.

• генетическое типирование,

• выявление генов вирулентности.

Материал для исследования: тот же.

Основные компоненты:

• исследуемая проба ДНК;

• смесь ДНТФ (дезоксинуклеотидтрифосфат),

• достраивание с помощью ДНК - полимеразы:

• праймеры - синтетические фрагменты ДНК;

• специфический буфер;

• минеральное масло;

• мембрана.

22 Экология микроорганизмов. Экологические понятия. Типы экологических связей микроорганизмов. Роль микробов в возникновении и развитии биосферы (концепция микробной доминанты). Распространение микробов в природе.

Экология микроорганизмов - раздел общей экологии, изучающий место обитания микроорганизмов и их взаимоотношения друг с другом, c биогенными и абиогенными

факторами внешней среды.

Понятия из области экологии:

Популяция – совокупность особей того или иного вида, обитающих в определенном биотопе

Биотоп – территориально ограниченный участок с одинаковыми условиями жизни

Биоценоз – совокупность популяций разных видов, обитающих в том или ином биотопе.

Микробиоценоз – совокупность популяций микроорганизмов, обитающих в том или ином биотопе.

Экосистема – система, состоящая из биотопа и биоценоза. Основная единица в экологии.

Биосфера – сумма всех экосистем, живая оболочка планеты.

Характеристика популяций:

Статические показатели:

-Численность

-Плотность

Динамические показатели:

-Рождаемость (прирост в ед. времени)

-Смертность (гибель)

Взаимодействие популяций (экологические связи):

Внутривидовые – направлены на сохранение вида, увеличение его численности и ареала и поэтому носят в основном симбиотический характер

Межвидовые:

1. (00) – взаимодействие, или нейтрализм

2. (0+) – взаимодействие, или комменсализм

3. (0–) – взаимодействие, или аменсализм

4. (++) – взаимодействие:

Мутуализм – не могут существовать друг без друга

Протокооперация – не является остро необходимым

5. (+–) – взаимодействие:

Хищничество

Паразитизм

6. (– –) – взаимодействие, или конкуренция

Основное положение экологии микроорганизмов - концепция о доминировании

микроорганизмов в создании биосферы и её жизнедеятельности (концепция микробной доминанты).

Количество биомассы прокариотов в природных субстратах планеты – 74,5 млрд. т.,

других «живых» организмов – 57,05:

55,0 – растения

0,55 – животные

1,5 – водоросли и простейшие

Экологические среды:

- Гидросфера – водоемы

- Гео(лито)сфера – почва

- Атмосфера – воздух

- Антропогенные среды:

-Жилище

-Одежда

-Продукты

-Химические препараты, в.т. лекарственные и т.д.

23 Нормальная микрофлора тела человека, её значение и методы изучения.

Микрофлора тела человека:

- Интегральная часть организма хозяина

- Формируется в организме в процессе его развития

- Основа нормальной микрофлоры – облигатно анаэробные бактерии (более 400 видов)

- Количественный и качественный состав нормальной микрофлоры большинства биотопов специфичен и обладает тенденцией к аутостабилизации

Микрофлора человека:

- Специфические для данного биотопа виды (аутохтонная)

- Виды – иммигранты их других биотопов хозяина (аллохтонная)

- Виды – иммигранты из биотопов среды (заносная микрофлора)

Значение норм. микрофлоры:

Эволюционно сложившиеся отношения человека и его нормальной микрофлоры играют важную роль в функционировании организма:

- Антагонистическая роль (большинство аутохтонных МИО)

- Синтез витаминов группы В и К, рибофлавина, никотиновой кислоты

- Способствует всасыванию ионов кальция, железа и витамина D из кишечника

- Участие в обмене липидов, нейтральных жиров, жирных кислот, разложении желчных кислот

- Активация перистальтики кишечника (участие в отдельных процессах сложного обмена белка с образованием индола, скатола, фенола)

- Участие в детоксикации попадающих ксенобиотиков и образующихся токсических продуктов метаболизма путем биосорбции или трансформации

- Иммунизирующие свойства – способствует организации и созреванию иммунной системы.