МИКРА ЭКЗ 2019. 1. Предмет и задачи микробиологии
 Скачать 471.08 Kb.
|
|
15. Абортивный тип взаимодействия вирусов с клеткой. 1 – заражение чувствительных клеток дефектными вирусами (напр., в. гепатита D) или дефектными вирионами 2 – заражение стандартным вирусом генетически резистентных к нему клеток 3 – заражение стандартным вирусом чувствительных клеток в неразрешающих условиях 4 - апоптоз Абортивное взаимодействие не приводит к появлению дочерней популяции и происходит при взаимодействии вируса с покоящейся клеткой (стадия клеточного цикла G0) либо при инфицировании клетки вирусом с изменёнными (дефектными) свойствами. Следует различать дефектные вирусы и дефектные вирионы. Первые существуют как самостоятельные виды и функционально неполноценны, так как для их репликации необходим «вирус-помощник» (например, для репликации аденоассоциированного вируса необходимо присутствие аденовирусов). Вторые составляют дефектную группу, формирующуюся при образовании больших дочерних популяций (например, могут образовываться пустые капсиды либо безоболочечные нуклео-капсиды). Особая форма дефектных вирионов — псевдовирионы, включившие в капсид нуклеиновую кислоту клетки-хозяина. Вопросы: 16.Интегративный тип взаимодействия вирусов с клеткой (вирогения).   Интерференция вирусов происходит при инфицировании клетки двумя вирусами. Различают гомологичную (при инфицировании клетки родственными вирусами) и гетерологичную (если интерферируют неродственные виды) интерференцию. Это явление возникает не при всякой комбинации возбудителей, иногда два разных вируса могут репродуцироваться одновременно (например, вирусы кори и полиомиелита). Интерференция реализуется либо за счёт индукции одним вирусом клеточных ингибиторов (например, ИФН), подавляющих репродукцию другого, либо за счёт повреждения рецепторного аппарата или метаболизма клетки первым вирусом, что исключает возможность репродукции второго. 17. Культивирование вирусов в организме лабораторного животного, в эмбрионах птиц и в культуре клеток (тканей). 1)на лабораторных животных. Ограничение метода из-за невосприимчивости животных к вирусам человека, экономических и этических соображений, посторонние микробы. 2)Эмбрионы птиц. Достоинства - накопление вирусов в больших количествах, доступность, отсутствие скрытых вирусных инфекций. Недостаток - многие вирусы не размножаются в эмбрионе. 3) культуры клеток (ткани) - клетки, полученные из различных органов и тканей размножают вне организма на искусственных питательных средах в специальной лабораторной среде (посуде). Культуры клеток: первичные, перевиваемые – размножаются десятки лет, их получают из опухолевых или эмбриональных тканей, полуперевиваемые: используют в течение года, получают из диплоидных клеток эмбриона человека, они не претерпевают злокачественной трансформации и используются в производстве вакцин. Обнаружение репродукции: цитопатическое действие или эффект, образование внутриклеточных структур, образование «бляшек», реакции гемадсорбции и гемагглютинации, «цветная реакция». 18. Морфологические особенности и строение бактериофагов.   -геном представлен либо ДНК, либо РНК; -геном заключен в белковую оболочку – капсид; -структурные субъединицы уложены по типу либо спиральной, либо кубической симметрии; -крупные фаги, имеющие хвостик, устроены по типу бинарной симметрии - размеры фагов от 20 до 200 нм, средний диаметр головки 60-100 нм, длина отростка 100-200 нм -бактериофаги инфицируют строго определенные бактерии, взаимодействуя со специфическими рецепторами клетки. - по спектру действия на бактерии фаги подразделяются на: поливалентные – лизируют родственные бактерии моновалентные – лизируют бактерии одного вида типоспецифические – лизируют отдельные типы (варианты) бактерий внутри вида. - по сравнению с вирусами человека бактериофаги более устойчивы к факторам окружающей среды: инактивируются под действием температуры 65-70оС, УФ-облучения в высоких дозах, ионизирующей радиации, формалина и кислот. Длительно сохраняются при низкой температуре и высушивании. Морфологически бактериофаги подразделяются на 5 типов: 1 тип – нитевидная форма, геном – однонитевая ДНК 2 тип – сферическая форма, геном – однонитевая РНК или ДНК 3 тип – головка с коротким отростком, геном – двунитевая ДНК 4 тип – головка с длинным отростком и несокращающимся чехлом, геном двунитевая ДНК 5 тип – головка с длинным отростком и сокращающимся чехлом, геном – двунитевая ДНК. 19. Продуктивный тип взаимодействия бактериофагов с бактериальной клеткой.   По продуктивному типу с бактериями взаимодействуют вирулентные бактериофаги: Адсорбция происходит только при соответствии фаговых рецепторов, расположенных на конце отростка с рецепторами бактериальной клетки, связанными с клеточной стенкой (КС). На бактериях полностью лишенных КС, адсорбции фагов не происходит. Проникновение фаговой НК в бактерию. В результате активации АТФ чехол хвостового отростка сокращается, и стержень с помощью лизоцима, растворяющего прилегающий фрагмент КС, как бы просверливает оболочку клетки. При этом ДНК фага проходит в форме нити через канал хвостового стержня и инъецируется в клетку, а капсид фага остается снаружи бактерии Репликация фаговой НК и синтез фагоспецифических ферментов транскрипции и репликации происходят как и у других вирусов. Фаговое потомство формируется за 20-40 минут. Пустотелые капсиды головок заполняются НК и соединяются с хвостовыми отростками. Выход зрелых фагов происходит путем «взрыва», во время которого зараженные бактерии лизируются. 20. Интегративный тип взаимодействия бактериофагов с бактериальной клеткой. Умеренные бактериофаги взаимодействуют с чувствительными бактериями либо по продуктивному, либо по интегративному типу. При интегративном типе взаимодействия ДНК умеренного фага встраивается в хромосому бактерий. Реплицируется синхронно с геномом размножающейся бактерии, не вызывая ее лизиса ДНК фага, встроенное в хромосому бактерии называется профагом, а культура бактерии – лизогенной. Сосуществование бактерии и умеренного бактериофага – лизогения. Геном профага может придавать бактерии новые свойства. Это явление называется фаговой конверсией. Профаги могут спонтанно или направленно под действием физических или химических факторов исключаться из хромосомы. Этот процесс заканчивается продукцией фагов и лизисом бактерий. Воздействуя на лизогенную культуру индуцирующими агентами (УФ-лучи, ионизирующее излучение, некоторые химические соединения), увеличивают продукцию фагов. Это явление называется индукцией профага и используется в генной инженерии. 21. Практическое использование бактериофагов.   22) Организация генетического аппарата микроорганизмов Клетки бактерий могут содержать несколько генетических элементов, способных к репликации. Структура бактериальной клетки, способная к самовоспроизведению называется РЕПЛИКОН. Репликоны бактерий представлены бактериальной хромосомой (нуклеоидом), плазмидами и эписомами. Нуклеоид представляет собой замкнутую кольцевидную хромосому бактерий, свободно располагающуюся в цитоплазме, и содержит несколько тысяч отдельных генов. В зависимости от стадии жизненного цикла в бактериальной клетке обычно присутствуют от одного до четырех копий нуклеоида. Длина бактериальной хромосомы в развернутом состоянии составляет приблизительно 1 мм. В состав бактериального генома входят подвижные генетические элементы: вставочные элементы - участки ДНК, способные перемещаться из одного участка репликона в другой или между репликонами. Транспозоны - участки ДНК, обладающие свойствами вставочных элементов и имеющие структурные гены, обеспечивающие синтез веществ, обладающих специфическим биологическим свойством. Подвижные генетические элементы вызывают: инактивация генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются образование повреждений генетического материала (мутации) слияние репликонов, т.е. встраивание плазмиды в хромосому. 23) Плазмиды. Функции. Классификация. Плазмиды - внехромосомные генетические элементы. Это молекулы ДНК, которые или находятся вне хромосомы, в автономном состоянии, в виде колец, прикрепленных к мезосомам, или встроены в хромосому (интегрированное состояние). Плазмиды придают бактерии дополнительные наследственные признаки, но не являются обязательными для нее. Плазмида может быть элиминирована (удалена) из бактерии, что не влияет на ее жизнеспособность. В природе плазмиды обычно содержат гены, повышающие приспособленность бактерий к окружающей среде (например, обеспечивают устойчивость к антибиотикам). Нередко они могут передаваться от одной бактерии к другой того же (вида, (рода, семейства и даже между клетками бактерий и растений, таким образом, служат средством горизонтального переноса генов. Плазмиды могут выполнять различные функции в бактериальной клетке. Наиболее изучены плазмиды, содержащие гены устойчивости к антибиотикам. Их называют R-плазмидами, или R-факторам Многие плазмиды содержат гены, кодирующие белки с антимикробными свойствами, которые, как правило, вредны только для близкородственных организмов. Нередко плазмиды обеспечивают своего обладателя новыми метаболическими путями. Например, способность сбраживать лактозу может передаваться вместе с плазмидами. Гены, содержащиеся в плазмидах, могут давать возможность их обладателям разрушать потенциально токсичные соединения. В настоящее время известно свыше 20 типов плазмид у бактерий. Вот некоторые из них : F-плазмида, фактор фертильности, или половой фактор- определяет способность бактерий к образованию половых ворсинок и к конъюгации. R-плазмиды - определяют резистентность бактерий к лекарственным средствам. Передача R-плазмид от одних бактерий к другим приводит к быстрому распространению лекарственноустойчивых бактерий. Col-плазмиды - кодируют синтез бактериоцинов - антибактериальных веществ, вызывающих гибель других бактерий того же илиродственных видов. Ent-плазмиды - определяют продукцию энтеротоксина. Tox-плазмиды - контролируют токсинообразование бактерий. 24) Фенотипическая изменчивость бактерий. R-S диссоциация. Фенотипическая изменчивость является не наследуемым типом изменчивости, т. е. это различия между микроорганизмами, одинаковыми по генотипу. Эта изменчивость возникает в результате постоянного воздействия на клетку изменяющихся факторов среды обитания. Сходные по генотипу, микроорганизмы могут существенно различаться по фенотипу, т. е. по способу проявления наследственных признаков. На формирование фенотипа существенное влияние оказывают факторы внешней среды. Известно, что генотипически идентичные организмы в различных условиях существования в определенной степени различаются по своим признакам. В качестве примера, можно привести увеличение сальмонелл при добавлении к питательной среде стрептомицина. При переносе таких сальмонелл в питательную среду без стрептомицина бактериальные клетки приобретают типичную для вида величину. Модификации представляют собой изменения, которые поддерживаются пока действует неблагоприятный фактор. Фенотипическое проявление признака под влиянием условий внешней среды возможно в определенных пределах, называемых нормой реакции, которая допустима генотипом организмов. Некоторые признаки характеризуются широкой нормой реакции. В основном, это количественные признаки (масса микробной клетки, ее величина, пигментация колоний). Фенотипическое проявление информации, заключенной в генотипе, характеризуется показателями пенентрантности и экспрессивности. Пенетрантность отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе информации, а экспрессивность характеризует степень выраженности признака. Своеобразной формой изменчивости является R-S-диссоциация бактерий. Она возникает спонтанно вследствие образования двух форм бактериальных клеток, которые отличаются друг от друга по характеру образуемых ими колоний на твердой питательной среде. Различают R- колонии и S- колонии. S-колонии - круглые, влажные, с блестящей гладкой поверхностью и ровными краями. R-колонии - неправильной формы, непрозрачные, сухие, с неровными краями и шероховатой поверхностью. Биологическое значение S-R-диссоциации состоит в приобретении бактериями определенных селективных преимуществ, обеспечивающих их существование в организме человека или во внешней среде. К ним относится более высокая устойчивость S-форм к фагоцитозу макрофагами, бактерицидному действию сыворотки крови. R-формы обладают большей устойчивостью к факторам окружающей среды. Они более длительное время сохраняются в воде, молоке. 25) Генотипическая изменчивость. Мутации. Рекомбинации. Генотипическая изменчивость связана с изменением генотипа бактерий. В основе генотипической изменчивости лежат мутации и рекомбинации. Мутации (от латинского mutatio – изменение) – это изменения структуры ДНК (качественные или количественные), которые возникают под влиянием эндогенных или экзогенных факторов и проявляются наследственно закрепленным изменением одного или многих признаков. В природе мутации возникают без участия экспериментатора и называются спонтанными, а мутации, контролируемые экспериментатором, называются индуцированными. Бактерии с измененными признаками называют мутантами. Спонтанные мутации возникают под влиянием неизвестных причин и лежат в основе эволюции микроорганизмов. Факторы, вызывающие мутации, называются мутагенами. Различают физические, химические и биологические мутагены. К физическим мутагенам относятся такие факторы, как температура, радиация, ультрафиолетовые лучи, ионизирующие излучения и др. К химическим мутагенам принадлежат многочисленные химические соединения и вещества, которые могут изменять структуру генов, взаимодействуя с ДНК бактериальной клетки. Биологическими мутагенами являются бактериофаги и продукты жизнедеятельности клеток, которые накапливаются в питательной среде в результате размножения и роста бактерий. По широте изменений генома бактерий мутации делят на генные – изменения регистрируют в пределах одного гена, хромосомные – в группе генов, точковые – в одном триплете. Кроме мутаций у бактерий известны рекомбинационная изменчивость. Рекомбинация – это передача генетического материала от клетки-донора с одним генотипом к клетке-реципиенту с другим генотипом. В результате такой передачи образуются рекомбинанты – т. е. бактерии, обладающие свойствами обоих родителей. Рекомбинация является важнейшим фактором эволюции, т. к. между разными особями происходит обмен генетической информацией, что повышает уровень их приспосабливаемости к различным внешним факторам окружающей среды. Рекомбинации могут наблюдаться на уровне любых живых организмов – от прокариот до высших эукариот. Различают следующие способы рекомбинационной (комбинативной) изменчивости: трансформация, трансдукция, конъюгация. КОНЪЮГАЦИЯ – обмен генетическим материалом (хромосомным или плазмидным), осуществляется при непосредственном контакте клетки донора и реципиента. После образования между донором и реципиентом конъюгационного мостика одна нить ДНК-донора поступает по нему в клетку-реципиент ТРАНСДУКЦИЯ – это передача генетической информации между бактериальными клетками с помощью умеренных трансдуцирующих фагов, которые могут переносить один или более генов ТРАНСФОРМАЦИЯ – передача генетической информации в виде изолированных фрагментов ДНК при нахождении реципиентной клетки в среде, содержащей ДНК донора 26) Инфекция. Инфекционная болезнь. Факторы, способствующие переходу инфекционного процесса в болезнь. Инфекция или инфекционный процесс – это совокупность биологических процессов, происходящих в макроорганизме при внедрении в него патогенных микроорганизмов •Инфекционная болезнь – это крайнее проявление инфекционного процесса К числу возбудителей инфекционных болезней относятся микроорганизмы растительного и инфекционного происхождения – бакте-рии, спирохеты, низшие грибы, простейшие, вирусы, риккетсии. Инфекцион-ные агенты являются первичной и обязательной причиной развития инфек-ционной болезни, они определяют «специфику» инфекционного заболевания, особенности клинических проявлений патологии. Однако не каждый случай проникновения инфекционного возбудителя в организм заканчивается разви-тием болезни. В ответ на действие инфекционных патогенных факторов ак-тивируются специфические иммунологические механизмы защиты, неспеци-фические факторы резистентности, происходит выброс гормонов адаптации. В случае преобладания механизмов адаптации, компенсации над механизма-ми повреждения инфекционный процесс не развивается в полном объеме, возникает достаточно выраженный преиммунный и иммунный ответ, элими-нация инфекционных патогенных агентов из организма или их трансформа-ция в неактивные формы. Инфекция может развиваться в разных направлениях и принимать различные формы. Форма развития инфекции зависит от соотношения патогенности микроорганизма, факторов защиты макроорганизма от инфекции и факторов окружающей среды. Генерализованная инфекция — инфекция, при которой возбудители распространились преимущественно лимфо-гематогенным путём по всему макроорганизму. Локальная инфекция — местное повреждение тканей организма под действием патогенных факторов инфекто-гена Локальный процесс, как правило, возникает на месте проникновения микроба в ткани и обычно характеризуется развитием местной воспалительной реакции. Общая инфекция — проникновение микроорганизмов в кровь и распространение их по всему организму. Латентная инфекция — состояние, при котором микроорганизм, живущий и размножающийся в тканях организма, не вызывает никаких симптомов. Факторы, влияющие на переход инфекционного процесса в болезнь: •Степень вирулентности микроорганизма •Состояние макроорганизма (иммунитета) •Инфицирующая доза – минимальное количество микробов, способных вызвать инфекционный процесс •Попадание патогенного микроба в «свои входные ворота» – ткани, лишённые физиологической защиты против конкретного вида микроорганизма 27) Динамика инфекционной болезни Любое острое заболевание характеризуется последовательной сменой разных периодов: инкубационный, продромальный, клинический (разгара болезни) и выздоровления (реконвалесценции). Каждому периоду свойственны свои особенности: продолжительность, локализация возбудителя в организме, его распространение и выделение в окружающую среду. Стадии инфекционного процесса Инкубационный период — В этот период возбудитель размножается, происходит накопление как возбудителя, так и выделяемых им токсинов до определённой пороговой величины, за которой организм начинает отвечать клинически выраженными реакциями. Продолжительность инкубационного периода может варьироваться от нескольких часов и суток до нескольких лет. Продромальный период — Как правило, первоначальные клинические проявления не несут каких-либо патогномоничных для конкретной инфекции признаков. Обычны слабость, головная боль, чувство разбитости. Его продолжительность не превышает 24-48 ч. Период разгара болезни — в течение этой фазы проявляются черты индивидуальности болезни либо общие для многих инфекционных процессов признаки (лихорадка, воспалительные изменения и др.). В клинически выраженной фазе можно выделить стадии нарастания симптомов, расцвета болезни и угасания проявлений. Реконвалесценция — Выздоровление может быть полным либо сопровождаться развитием осложнений (например, со стороны ЦНС, костно-мышечного аппарата или сердечно-сосудистой системы). |