курс микробиологии. Билет Морфология и ультраструктура бактериальной клетки
 Скачать 133.82 Kb.
|
|
Питательная среда — вещество или смесь веществ, применяемая для культивирования макро- и микроорганизмов. Простые жидкие (ПВ, МПБ) и плотные (МПЖ и МПА). Сложные Специальные: сахар. МПА (Рис. 1), МПБ, сывороточный. МПА, кровяной МПА,асцитический МПА. Обогащения, накопления: селенитовый МПБ, среды Мюллера, Кауффмана, Китта-Тароцци. Элективные: Ру, 1% щелочная ПВ. Диференциально-диагностические: 1) для определения сахаролитических свойств (среды Гисса, Эндо, Левина, Плоскирева) 2) для определения протеолитических свойств (свернутая сыворотка, МПЖ, кусочки мышц, белка куриного яйца) 3) для определения пептолитических свойств (МПБ, ПВ) 4) для определения гемолитических свойств (кров.МПА) 5) для определения редуцирующих свойств (среды с разными красителями) Требования к питательным средам: прозрачная, стерильная (не должно быть ассоциаций), полноценная, забуференная (определённый рН), влажная (вода для формирования клетки), соответствующий рдокс-потенциал (влияние на окисл-восст). Биохимические свойства бактерий определяются составом ферментов: сахаролитические – расщепление углеводов; протеолитические – расщепление белков, липолитические – расщепление жиров. Посев на среды Гисса (пестрый ряд). Билет 12. Типы питания бактерий. вещества для питания: H2, O2, C2, N2. По происхождению клеточного углерода бактерии делятся на автотрофные и гетеротрофные. Автотрофия. Пищевые потребности некоторых бактерий ограничены, для их роста достаточно внесения в среду NaCl, K2HPO4, FeCl2, MgSO4и (NH4)2SO4. Автотрофные бактерии в качестве источника углерода используют двуокись углерода или карбонаты и не нуждаются в углеводах и белках. Они способны синтезировать все необходимые соединения из простых веществ. Гетеротрофия. Некоторые бактерии неспособны обеспечить собственный метаболизм за счет своих синтетических резервов и нуждаются в наличии органического соединения в окружающей среде. Гетеротрофные бактерии в качестве источника углерода используют углеродсодержащие соединения – гексозы, многоатомные спирты, аминокислоты, органические кислоты и углеводороды. Сапротрофы – деструкция, паратрофы – паразиты – инфекции, некропаратрофы – хищники. Гипотрофия является крайней степенью утраты метаболической активности. Гипотрофные бактерии обеспечивают свою жизнедеятельность, реорганизуя клеточные структуры или метаболиты хозяина. Некоторые бактерии, особенно патогенные, нуждаются в факторах роста; наиболее часто это витамины, пурины и пиримидины; основное значение для бактерий имеют водорастворимые витамины, принимающие участие в образовании большого количества ферментов, являясь их коэнзимами. Факторы, стимулирующие рост бактерий, разделяют на три категории: 1) факторы, присутствие которых обязательно для роста бактерий; 2) факторы, отсутствие которых не вызывает полной остановки роста культуры; 3) факторы, непосредственно синтезируемые бактериями и добавление которых в среду необязательно. Ауксотрофия. Прихотливые бактерии или мутанты с наследственными дефектами могут расти только в среде, дополненной определенными компонентами, которые сами синтезировать не могут. Бактерии, нуждающиеся в подобных факторах роста, называются ауксотрофами. Если ауксотрофия возникает в результате мутаций, то «дикий», или основной, тип, не нуждающийся в определенном факторе роста, называют прототрофным. Энергетические потребности бактерий обеспечивает система электронного транспорта, расположенная между внешней и внутренней цитоплазматическими мембранами. К ней относятся: 1.Диффузия. Протекает по градиенту концентрации, без затраты энергии, скорость её минимальная. Диффузия может быть пассивной и облегченной. При пассивной – вещества перемещаются за счет различия концентраций по обе стороны мембраны (например, проникновение Н2О). При облегченной – вещества поступают в клетку с участием мембранных белков – пермеаз, способных проходить через мембранный барьер с молекулой субстрата и без неё (например, проникновение глицерина в клетки бактерий кишечной группы). 2.Активный транспорт – энергозависимый процесс. Энергия направлена на изменение концентрации поглощаемого субстрата. Вещества поступают в клетку против градиента концентрации с максимальной скоростью и с помощью пермеаз. Так в клетку поступает лактоза или другой β-галактозид. 3.Транспорт, обусловленный фосфорелированием – энергозависимый процесс, используемый при утилизации углеводов, например глюкозы. Транспортируемые вещества претерпевают химическую модификацию, взаимодействуют со специфическим ферментом – Ф2. Данный вид транспорта не рассматривают как активный, поскольку концентрация питательного вещества внутри клетки всегда остаётся низкой. Билет 13. Питание микроорганизмов. Процесс дыхания бактерий заключается в окислении углеводов до углекислого газа и воды. Выделенная энергия расходуется на жизнедеятельность, рост и размножение. С6Н12О6 + 6О2= 6CO2+ 6H2O + 2,87 × 106дж В соответствии с потребностями в кислороде бактерии делят на пять основных групп: 1. Облигатные (строгие) аэробы. Рост бактерий на питательной среде прекращается при любом ограничении поступления О2, т.е. они способны использовать в качестве конечного акцептора Н+ лишь сво-бодный О2. 2. Облигатные (строгие) анаэробы. Рост бактерий может быть остановлен при низком рО2(при 10–5атмосфер). 3. Факультативные анаэробы способны использовать в качестве терминальных акцепторов электронов как молекулярный О2, так и органические соединения. 4. Микроаэрофильные бактерии лучше растут при повышенном содержании СО2, например в зоне горения свечи; иначе их обозначают термином «капнофильные микроорганизмы». 5. Аэротолерантные бактериимогут выживать (но не расти) в течение короткого периода в присутствии атмосферного кислорода. Толерантность к кислороду обусловлена свойством бактерий ферментативным путем нейтрализовать токсичные кислородные продукты (например, супероксид-анион и Н2О2), образующиеся как побочные при анаэробном дыхании. Супероксид дисмутаза конвертирует супероксид – анион (наиболее токсичный метаболит) в Н2О2. Фермент присутствует в аэробных и аэротолерантных бактериях. Каталаза превращает Н2О2 в Н2О и О2. Фермент имеется у всех аэробных бактерий, но отсутствует у аэротолерантных организмов; у строгих анаэробов отсутствуют оба фермента. Н2О2 образуется как побочный продукт метаболизма. Каталаза за 1 секунду способна разлагать 40000 молекул Н2О2. Пероксидаза катализирует окисление перекисью водорода органических соединений, например глутатиона. При этом перекись превращается в Н2О. Вопрос 15. Методы лабораторной диагностики инфекционных заболеваний. Бактериологический заключается в посеве исследуемого материала на питательные среды. Этот метод позволяет выделить возбудителя в чистом виде и изучить его морфологические признаки, ферментативную активность и идентифицировать его. Материал, чистая культура – изучают свойства (морфологические, б/х, факторы патогенности, АГ-состав, чувствительность к антибиотикам, фаготип). Бактериоскопический позволяет обнаружить возбудителя непосредственно в материале, взятом от больного. Для этого мазок окрашивают различными способами. Этот метод играет решающую роль при диагностике многих инфекционных заболеваний: туберкулеза, малярии, гонореи и др. когда мало микрофлоры. Через чувствительных животных – биологический. Экспресс-диагностика не выделяя чистой культуры АГ спец? РИФ, ИФА, РИА и т.д. Геном? ПЦР Фагодиагностика Аллегродиагностика выявление степени сенсибилизации (кожные пробы, манту). тГЗТ. Серологические реакции (когда время прошло). Ig ищут. Н-р реакция Видаля. Вопрос 16. Антибиотики. Классификация. Методы изучения чувствительности бактерий к антибиотикам. I. По механизму действия: 1) нарушающие синтез микробной клетки (b-лактамные антибиотики; циклосерин; ванкомицин, тейкоплакин); 2) нарушающие функции цитоплазматической мембраны (циклические полипептиды, полиеновые антибиотики); 3) нарушающие синтез белков и нуклеиновых кислот (группа левомицетина, тетрациклина, макролиды, линкозамиды, аминогликозиды). II. По типу действия на микроорганизмы: 1) бактерицидные (разрушают клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану, вызывая гибель микроорганизмов); 2) бактериостатические (влияют на синтез макромолекул, вызывая торможение роста микроорганизмов). III. По спектру действия: 1) с преимущественным действием на Гр(+) бактерии (линкозамиды, биосинтетические пенициллины, ванкомицин); 2) с преимущественным действием на Гр(-) бактерии (монобактамы, циклические полипептиды); 3) широкого спектра действия (аминогликозиды, левомицетин, тетрациклины, цефалоспорины). IV. По химическому строению: 1)b-лактамные антибиотики: а) пенициллины, среди которых выделяют природные (аминипенициллин) и полусинтетические (оксациллин); б) цефалоспорины (цепорин, цефазолин, цефотаксим); в) монобактамы (примбактам); г) карбапенемы (имипенем, меропинем); 2) аминогликазиды (канамицин, неомицин); 3) тетрациклины (тетрациклин, метациклин); 4) макролиды (эритромицин, азитромицин); 5) линкозамины (линкомицин, клиндамицин); 6) полиены (амфотерицин, нистатин); 7) гликопептиды (ванкомицин, тейкоплакин); 8) полипептиды (грамицидин, полимиксин М и В); 9) антрациклиновые антибиотики (к ним относятся противоопухолевые антибиотики – доксорубицин, карминомицин, рубомицин, акларубицин). Метод диффузии в агар с применением стандартных дисков, пропитанных различными антибиотиками в определенных концентрациях (зависят от терапевтической дозы и соотвествуют рекомендациям ВОЗ). Основан на использовании стандартных питательных сред, дисков и методов. Оценка результатов связана с существованием зависимости между размером зоны подавления роста исследуемых культур вокруг дисков и значениями минимальных подавляющих концентраций (МПК)соответствующих антибиотиков (чувствительностью микроорганизмов). Имеются специальные таблицы для оценки результатов, в соответствии с которыми культуры определяют как чувствительные, умеренно устойчивые и устойчивые (резистентные) к тестируемому антибиотику. Метод серийных разведений антибиотиков позволяет более точно определить МПК, однако из-за громоздкости применяется реже. Бета- лактамазный тест (определение способности к образованию бета- лактамаз) чаще определяют методом дисков с нитроцефином - цефалоспорином, изменяющим окраску дисков при гидролизе. Положительный тест свидетельствует о резистентности бактерий ко всем бета- лактамаза- чувствительным пенициллинам. Вопрос 17. Антибиотики. Механизм действия на микробную клетку. Генетические аспекты формирования лекарственной устойчивости у микробов. Существует несколько принципов классификации антибиотиков. I. По механизму действия: 1) нарушающие синтез микробной клетки (b-лактамные антибиотики; циклосерин; ванкомицин, тейкоплакин); 2) нарушающие функции цитоплазматической мембраны (циклические полипептиды, полиеновые антибиотики); 3) нарушающие синтез белков и нуклеиновых кислот (группа левомицетина, тетрациклина, макролиды, линкозамиды, аминогликозиды). Плазмида лекарственной устойчивости бактерий – резистентность к одному или многим лекарственным веществам. R-фактор (два фрагмента) tra RTF (фрагмент транспорта) и r (резистентной генной устойчивости). Эти плазмиды способны передавать с помощью факторов свои гены в другие бактерии. 18) действие физическ факторов стерилизац Некоторые из них действуют всегда, например температура, рН, а другие – излучение, химические соединения могут отсутствовать. Для оценки фактора среды устанавливают его минимальное и максимальное значение, а также предел толерантности к соответствующему фактору (диапазон между минимальным и максимальным значением). Среда может оказывать неизбирательное или избирательное противомикробное действие. При неизбирательном действии факторы среды используют для обеззараживания помещений, бытовых предметов и медицинского инструментария. При избирательном − факторы применяются в качестве химиотерапевтических средств. Физические факторы среды: температура, облучение, ультразвук. Основу профилактики и борьбы с инфекциями составляют методы стерилизации и дезинфекции. Стерилизация (от лат. sterilis – бесплодный) – освобождение от всего живого, полное уничтожение микроорганизмов и их спор. Широко используется в медицине, фармакологии и на производстве. Существует несколько способов стерилизации: 1. Стерилизация сухим жаром применяется для обезвреживания стеклянной посуды. Для этого используют печи Пастера, в которых устанавливается температура 160 °С на 2 часа. При применении сухого жара не происходит коррозии металлов и инструментов. К недостаткам метода относятся медленная передача тепла и продолжительные периоды стерилизации. В сухожарочных шкафах микроорганизмы погибают в результате окисления внутриклеточных структур. 2. Стерилизация паром под давлением происходит при сильном гидролизующем действии насыщенного пара. Для этой цели применяют паровые стерилизаторы (автоклавы). Большинство паровых стерилизаторов относится к гравитационным: пар движется в них сверху вниз под действием разности плотности пара и воздуха. Паром под давлением стерилизуют питательные среды, жидкости, приборы, стеклянную посуду. 3. Стерилизация текучим паром (дробная стерилизация) вызывает обеспложивание объектов, разрушающихся при температуре выше 100 °С (питательные среды с аммиачными солями, молоко, желатин, картофель, некоторые углеводы). Обеспложивание проводят в паровом стерилизаторе при открытом спускном кране и незавинченной крышке или в аппарате Коха по 15–30 мин в течение 3 дней подряд. При первой стерилизации погибают вегетативные формы микроорганизмов, некоторые споры при этом сохраняются и прорастают в вегетативные особи в процессе хранения питательных сред при комнатной температуре. Последующая стерилизация обеспечивает достаточно надежное обеспложивание объекта. 4. Тиндализация – это стерилизация материалов, легко разрушающихся при высокой температуре (сыворотки, витамины); стерильность достигается повторным прогреванием объекта при температуре 60 °С по часу ежедневно в течение 5–6 дней подряд. 5. Пастеризация – это обеспложивание пищевых продуктов, при котором достигается только частичная стерильность; споры микроорганизмов не уничтожаются. Обеспложивание проводят при 65– 80 °С в течение 10–60 мин. 6. Стерилизация ультрафиолетовыми лучами применяется для обеспложивания воздуха в микробиологических лабораториях, боксах, операционных. Её проводят бактерицидными лампами различной мощности (БУВ-15, БУВ-30) с длиной волны излучения 253–265 нм. 7. Фильтрование. Относится к механическим методам стерилизации и применяется в тех случаях, когда повышенная температура может резко повлиять на качество стерилизуемых материалов (питательные среды, сыворотки, антибиотики), а также для очистки бактериальных токсинов, фагов и продуктов жизнедеятельности бактерий. Фильтры задерживают микроорганизмы благодаря поровой структуре их материала. Существует два типа фильтров – глубинные и мембранные. Глубинные фильтры состоят из волокнистых или гранулированных материалов, которые спрессованы, свиты или связаны в лабиринт проточных каналов. Частицы задерживаются в них в результате адсорбции и механического захвата в материале фильтра. Фильтры Шамберлана изготовляют из каолина с примесью песка и кварца. Они имеют вид свечей с различными размерами пор и обозначаются L1, L2 и L3 и т. д. Фильтры L5 – L13 бактерий не пропускают. Мембранные фильтры имеют непрерывную структуру, получают их из нитроклетчатки, и захват ими частиц определяется размером пор. Фильтрацию материалов производят под вакуумом, который создают вакуумными или водоструйными насосами. Фильтры Шамберлана и Беркефельда соединяют с вакуумной колбой Бунзена резиновыми трубками и перед фильтрацией стерилизуют в паровом стерилизаторе при 120 °С. Мембранные фильтры после предварительной стерилизации кипячением вставляют в аппарат Зейтца, состоящий из асбестовой пластинки, вмонтированной в металлическую воронку, которую через резиновую пробку присоединяют к колбе Бунзена. 19) Действ хим факторов дезинфекция Химические факторы среды: спирты, галогены и галогенсодержащие препараты, альдегиды, кислоты и щелочи, тяжелые металлы, фенолы, катионные детергенты, газы, окислители, антибиотики. Дезинфекция (от лат. infectia – инфекция и франц. отрицательной приставки des) означает уничтожение во внешней среде только возбудителей инфекционных заболеваний. Различают физический и химический способы дезинфекции. Физический метод сводится к механической очистке объектов (орошение, мытьё, чистка, влажная уборка, вентиляция помещений). Физические способы дезинфекции не вызывают полного обеззараживания объектов, однако приводят к значительному уменьшению числа патогенных микроорганизмов во внешней среде. Химическая дезинфекция осуществляется с помощью химических веществ, которые должны обладать рядом свойств: 1) хорошо растворяться в воде; 2) в короткие сроки проявлять бактерицидные свойства; 3) не утрачивать обеззараживающих свойств при наличии органических примесей в среде, подлежащей обработке; 4) не оказывать токсического действия на людей и животных; 5) не портить обеззараживаемые объекты; 6) достаточно долго сохранять бактерицидные свойства при хранении в сухом виде или растворе; 7) быть дешевыми и удобными при транспортировке. Дезинфицирующие вещества подразделяют на несколько групп: 1) галоиды и хлорсодержащие вещества (0,25–10 % осветленные растворы хлорной извести; 0,1–15 % водные растворы двутретьосновной соли гипохлорита кальция – ДТСГК; 1–20 % водные растворы хлорамина); 2) окислители (1–10 % растворы перекиси водорода); 3) фенолы и их производные (3–5 % растворы лизола, карболовой кислоты или фенола); 4) соли тяжелых металлов (мертиолят натрия, сулема); 5) соединения, применяемые в газообразном состоянии (40 % водный раствор формальдегида, окись этилена, бромистый метил). Дезинфицирующее вещество, его концентрацию, продолжительность срока дезинфекции определяют в зависимости от конкретных условий. Учитывают устойчивость обеззараживаемых микроорганизмов, степень предполагаемого загрязнения, состав и консистенцию материала, в котором они находятся. 20) генетика, мутации Клетки прокариот не имеют обособленного клеточного ядра. Однако у всех прокариотических клеток есть аналог ядра эукариот, который носит название нуклеоид или генофор. Основная масса клеточной ДНК бактерий содержится в хромосоме. кроме хромосом, бактерии содержат большое число очень маленьких кольцевых молекул ДНК длиной несколько тысяч пар оснований= плазмиды. Генофор бактерий представлен двойной спиральной кольцевой ковалентно замкнутой суперспирализованной молекулой ДНК. У ряда бактерий имеется от 2 до 9 одинаковых молекул ДНК и соответственно несколько нуклеоидов. В других случаях около 40 хромосом организованы в один нуклеоид. Бактериальные хромосомы всегда связаны с плазматической мембраной через специфические мембранные белки, которые взаимодействуют с ДНК в зоне старта её синтеза. У бактерий могут присутствовать внехромосомные молекулы ДНК: инсерционные (вставочные) элементы, плазмиды, транспозоны не являющиеся жизненно необходимыми, но придающие им новые свойства. Инсерционные последовательности (IS-элементы) (от англ. insertion sequence) – простейший тип генетических элементов (отдельных участков ДНК), мигрирующих от одной хромосомы к другой или между хромосомой и плазмидой. IS-элементы не реплицируются самостоятельно, т. к. в свободном состоянии не обнаружены. Основные функции IS-последовательностей — регуляция активности генов бактериальной клетки (могут инактивировать гены, в которые включились, или, встраиваясь в хромосому, проявлять эффект промотора, включающего либо выключающего транскрипцию соответствующих генов), индукция мутаций типа делеций или инверсий (при перемещении) и дупликаций (при встраивании в хромосому), координация взаимодействий плазмид, траспозонов и профа-гов (как между собой, так и бактериальной хромосомой). 2. транспозон определённых последовательностей способная перемещаться из одного сайта в другой. Транспозоны не способны к самостоятельной репликации и размножаются только в составе бактериальной хромосомы. Каждый транспозон обычно содержит гены, привносящие важные для бактерии характеристики типа множественной устойчивости к антибактериальным агентам. 3. Плазмиды – кольцевидные молекулы ДНК. М.б. коньюгативными (и делают кл доноро), неконьгатиыны (переносятся коньгативн и фагом). Они могут находиться либо в автономном состоянии в цитоплазме бактерий(эписомы), либо быть встроенными в их хромосому. Подобные молекулы ДНК выполняют регуляторные и кодирующие функции. Первые направлены на компенсацию метаболических дефектов, вторые вносят в бактерию информацию о новых признаках. Плазмиды содержат структурные гены, наделяющие бактериальную клетку разными, весьма важными для нее свойствами: R-плазмиды — лекарственной устойчивостью; Col-плазмиды — способностью синтезировать колицины; F-плазмиды—передавать генетическую информацию;Шу-плазмиды — синтезировать гемолизин; Тох-плазмиды — синтезировать токсин; плазмиды биодеградации — разрушать тот или иной субстрат и т. д. Геном вирусов образуют нуклеиновые кислоты. Их структура и размер сильно варьируют у различных видов вирусов. Основная функция генома вируса – сохранение генетической информации. Это могут быть одно- или двунитевые, линейные или кольцевые, цельные или фрагмен-тированные молекулы или ДНК, или РНК. Тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и ее строение - важнейший таксономический признак вирионов. ДНК и РНК могут быть как однонитчатыми так и двунитчатыми. РНК могут быть представлены плюс- или минус-нитями. Плюс-нити функционально тождественны и-РНК, т. е. способны транслировать закодированную в них генетическую информацию на рибосомы клетки хозяина. Минус-нити не могут функционировать как и-РНК, и для трансляции содержащейся в них генетической информации необходим синтез комплементарной плюс-нити. РНК плюс-нитевых вирусов, в отличие от РНК минус-нитевых, имеют специфические образования, необходимые для узнавания рибосомами. У двунитевых как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов информация обычно записана только в одной цепи, чем достигается экономия генетического материала. Мутации (лат. mutatio) – изменения в первичной структуре ДНК, проявляющиеся утратой или изменением одного или нескольких фенотипических признаков. Различают две группы мутаций: хромосомные аберрации, включающие в себя три типа (изменение числа наборов хромосом, изменение числа отдельных хромосом, перестройка хромосом) и генные мутации. Перестройки хромосом осуществляются путём делений (выпадения фрагмента хромосомы), инверсии (поворота участка хромосомы на 180°), транспозиций (вставок в участок хромосом небольших фрагментов ДНК, например инсерционных сегментов или транспозонов. Генные мутации бывают односайтовые (в одном участке гена) и многосайтовые. По направлению мутации делятся на прямые и обратные. Прямые мутации вызывают изменение признаков организма дикого типа; обратные мутации сопровождаются реверсией к дикому типу. Различают также спонтанные и индуцированные мутации. Спонтанные мутации возникают самопроизвольно в том смысле, что они детерминированы, но их причина неизвестна. Индуцированные мутации вызываются воздействием определённых мутагенных факторов. К ним относятся различные виды ионизирующих излучений, ультрафиолетовые лучи, химические мутагены. Мутация, в результате которой изменяются два и более признаков организма, называется плейотропной. Супрессорная – нейтрализует действие первой мутац. ТИПы: 1 точковая один нуклеотид менятеся на другой, 2 мутац со сдвигом рамки выпадает или вставляется один нуклеотид. Методы выявления мутантов: 1) на различие в скорости роста: плотн пит среда, создаются услов для роста мутанта. 2) различная способность к выживанию: добавл антибиолтоики 3) визуальное выявление : пит среда+ субстрат с индикатором 3) генетическое исследование. 20) Генетическая рекомбинац. Коньюгация Рекомбинации являются одним из механизмов наследственной изменчивости. В результате рекомбинаций происходит обмен генетической информацией между клетками популяций бактерий (по горизонтали). Они не приводят к появлению новых элементарных признаков, но ускоряют возникновение микроорганизмов с новыми комбинациями признаков за счет перераспределения генов из различных геномов, способствуя быстрому приспособлению бактерий к условиям среды. У бактерий выявлены три формы рекомбинаций: трансформация, трансдукция, конъюгация. Они различаются способом передачи генетического материала. Конъюгация характеризуется переносом генетического материала путём непосредственного контакта между клетками. Этот процесс полярен – генетическая информация передаётся только от бактерий-доноров к бактериям-реципиентам. Донорская функция клетки и процесс конъюгации контролируются генами конъюгационного переноса (tra-оперон), локализованными в конъюгативных плазмидах. Необходимым условием для коньюгации является наличие у бактерии-донора F-плазмиды (полового фактора, фактор фертильности), которая контролирует синтез половых ворсинок (sex-пили) на поверхности клеток-доноров. Бактерии, имеющие F-плазмиду, называются мужскими (F+) клетками. Женские (F-) клетки не имеют этой плазмиды. Процесс конъюгации между F+ и F− клетками имеет несколько стадий: 1) установление контакта между донором и реципиентом с помощью половых ворсинок, которые образуют цитоплазматический мостик – ЦПМ; 2) прохождение ДНК через ЦПМ от донора к реципиенту; 3) рекомбинации между донорской и реципиентной ДНК. F-плазмида может находиться как в автономном состоянии в цитоплазме, так и в интегрированном с хромосомой клетки. В автономном состоянии она контролирует только собственный перенос при конъюгации. В результате F- клетка превращается в F+ клетку, содержащую F-плазмиду. Если F-плазмида интегрирована с хромосомой бактерии, то при конъюгации она контролирует перенос части хромосомной ДНК в клетку-реципиента. С помощью интегрированной F-плазмиды частота переноса хромосомных генов между бактериями возрастает. Поэтому бактерии, у которых F-плазмида интегрирована с хромосомой, обозначают как Hfr (от англ. high frequency recombination), т. е. обеспечивающие высокую частоту рекомбинаций. При переносе генетического материала бактериальная ДНК реплицируется, начиная от места включения F-фактора(О-точка, в которой одна из цепей ДНК надрезается, и начинается репликация F–плазмидной ДНК), одна цепь ДНК переносится в реципиентную F'-клетку двигаясь 5'-концом вперёд тогда как другая остаётся в Hfr+-клетке, то есть донор сохраняет своё генетическое постоянство. Таким образом, половина F–плазмидной ДНК проникает в клетку–реципиент в начале конъюгации, а вторая половина – только после полного переноса копии хромосомной ДНК. в природных условиях конъюгация прерывается значительно раньше, в клетку–реципиент переходит только часть копии хромосомы донора и только первая половина F–плазмидной ДНК. Таким образом, клетка-реципиент не принимает свойства Hfr–донора. Однако существуют штаммы бактерий, у которых копия бактериальной хромосомы вместе с копией F–плазмидной ДНК переносится полностью. Такие клетки называются vHfr–доноры (от англ. «очень высокая частота рекомбинаций»). Порой в клетках Hfr может происходить отщепление F -фактора и он переходит в автономное существование в цитоплазме, захватив с собой сегменты хромосомы клетки-хозяина. Такой F -фактор называется F-генота, а клетка, что его несет, клеткой F’. Геноты бывают малые (цепляют 1 ген), большие (несут половину хромосомы). 22) Плазмиды и др. СМ. ВОПРОС №20 23) Трансформация Под трансформацией подразумевают процесс передачи клетке-реципиенту некоторых генов донора с помощью свободной ДНК, выделенной из генома донора. Для успешной трансформации необходим ряд условий, относящихся к ДНК и бактериям-реципиентам. ДНК должна быть двуцепочечной(нотивной), иметь маленькую массу 1*10^6 Дальтон, быть гомологичной ДНК реципиента, устойчива к нуклеазам. Клетки реципиента должны обладать компетентностью, то есть восприимчивостью, что имеет место только в определённый период жизненного цикла (Истощен пит среды, истощен О2) и обусловлено выделением клеткой особого белка «фактора компетентности»(белок катализирующ передачу) и специфическим изменением проницаемости клеточной стенки и мембраны. Изменения реципиента: Масса увелич, снижает синтез ДНК и РНК, синтез фактора комплимент, котор расщепл компоненты кл стенки, и обножает рецепторн участки, связывающ ДНК донора. Процесс трансформации состоит из нескольких этапов: связывания ДНК на поверхности компетентного реципиента с «фактором компетентности», проникновения ДНК путем пиноцитоза в клетку, включения ДНК в хромосому бактерии-реципиента путем рекомбинации, экспрессии переданных генов. Трансформ чаще внутривидовая, реже межвидов, чаще у гр-. Передается усточив к антибиотика и способность утилизировать субстрат, капсулообразование. 24) трансдукция Трансдукция – перенос генетического материала от клетки-донора клетке-реципиенту с помощью бактериофага. Различают общую, специфическую и абортивную трансдукцию. Механизм общей трансдукции состоит в том, что в процессе внутриклеточного размножения вирулентного фага в его нуклеокапсид может быть случайно включён вместо фаговой ДНК фрагмент бактериальной ДНК, равной по длине фаговой. Так возникают дефектные фаги, у которых вместо собственной геномной ДНК содержится фрагмент ДНК бактерии-донора. Такие фаги сохраняют инфекционность. Они адсорбируются на бактериальной клетке, вводят в неё ДНК, но при этом размножения фага не происходит. При общей трансдукции фаг является только пассивным переносчиком генетического материала. Специфическую трансдукцию отличает перенос строго определённого фрагмента ДНК бактерии-донора умеренным бактериофагом. Интегрированный в хромосому бактерии-донора умеренный фаг выходит из хромосомы, захватывая ближайшие участки ДНК хромосомы бактерии и оставляя часть своего генома. Возникает дефектный умеренный фаг, включивший в свой геном бактериальные гены бактерии-донора. Далее трансдуцирующий бактериофаг вносит свою ДНК в клетку бактерии-реципиента, где она вместе с фрагментом ДНК бактерии-донора интегрируется в состав хромосомы реципиента. Частным вариантом специфической трансдукции является фаговая, или лизогенная, конверсия. Трансдуцирующий фаг, интегрируясь в хромосому реципиента, вызывает лизогенизацию бактерии и передаёт гены новых признаков, например токсинообразования, дифтерийным бактериям. Однако гены, контролирующие новый признак, постоянно включены в геном таких трансдуцирующих фагов. Появление этих генов не связано с предварительным размножением фага на токсигенных донорах. Вероятно, фаг включил в геном эти гены на более ранних этапах своей эволюции. Такие трансдуцирующие фаги не дефектны и вызывают фаговую конверсию с очень высокой частотой. Если фрагмент ДНК, переносимый фагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента и не реплицируется, но он омтается в ЦП и с него считывается информация о синтезе соответствующего продукта, такая трансдукция называется абортивной. Это приводит к тому, что при клеточном делении он передаётся только одной из дочерних клеток (то есть наследуется однолинейно) и затем теряется в потомстве. 25) Микрофлора воздуха. Воздух — среда, не поддерживающая размножение микроорганизмов; это определяется отсутствием питательных веществ и недостатком влаги. Кроме того, в воздухе более выражено микробицидное действие солнечных лучей УФ-спектра. Жизнеспособность микроорганизмов в воздухе обеспечивают взвешенные частицы воды, слизи, пыли и фрагментов почвы. Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений значительно различаются по количественному и качественному составу микрофлоры. Бактериальная обсеменённость жилых помещений всегда выше, чем атмосферного воздуха. Наибольшее количество микробов содержится в околоземных слоях атмосферы. По мере удаления от земной поверхности воздух становится чище. Санитарно-показательные микроорганизмы используют в основном для косвенного определения возможного присутствия в объектах окружающей среды патогенных микроорганизмов. Их наличие свидетельствует о загрязнении объекта выделениями человека и животных, так как они постоянно обитают в тех же органах, что и возбудители заболеваний, и имеют общий путь выделения в окружающую среду. Требования к СПМ: 1. должны обитать только в организме людей или животных и постоянно обнаруживаться в их выделениях; 2. не должны размножаться или обитать в почве и воде; 3. сроки их выживания и устойчивость к различным факторам после выделения из организма в окружающую среду должны быть равными или превышать таковые у патогенных микробов; 4. их свойства должны быть типичными и легко выявляемыми для их дифференциации; 5. методы их обнаружения и идентификации должны быть простыми, методически и экономически доступными; 6. должны встречаться в окружающей среде в значительно больших количествах, чем патогенные микроорганизмы; 7. в окружающей среде не должно быть близко сходных обитателей — микроорганизмов. Санитарно-показательными микроорганизмами загрязнения воздуха закрытых помещений являются стафилококки (Staph, aureus), а также зеленящие и гемолитические стрептококки, постоянно обитающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей и выделяющиеся в воздушную среду при разговоре, кашле, чиханье. По эпидемиологическим показаниям в воздухе определяют наличие сальмонелл, микобактерий, вирусов. Воздушно- капельным путем (за счет образования стойких аэрозолей) распространяются многие респираторные инфекции (грипп, коклюш, дифтерия, корь, туберкулез и др.). Определение микробного числа воздуха: 1)седиметацион метод: 2 чашки петри с пит агаром (кровяной для гемолитич стрептококка, желточно солевой для стафилококка) на 60 мин открытыми в помещен, в термостат при 37 градус на 48 ч. Кол-во колоний = результат 250 колон=чистый,250-500 среднеяя степень,500и более грязный.2) аспирационн аппарат кротова формула x= (a*1000)/V a- число колонии, 1000-стандартный объем воздуха в дм^3, V-объем пропущен воздуха дм^3. Могут использоваться др аппараты: дьякова речменского, киктенко и др: опред объем воздуха через жидкости или фильтры, а затем мерные посквы на пит среду. ПАБ иПОВ для больш объемов воздуха. 26) Почва и вода Микрофлора почвы характеризуется большим разнообразием микроорганизмов, которые принимают участие в процессах почвообразования и самоочищения почвы, кругооборота в природе азота, углерода и других элементов. В почве обитают бактерии, грибы, лишайники (симбиоз грибов с цианобактериями) и простейшие. На поверхности почвы микроорганизмов относительно мало, так как на них губительно действуют УФ-лучи, высушивание и т. д. Наибольшее число микроорганизмов содержится в верхнем слое почвы толщиной до 10 см. По мере углубления в почву количество микроорганизмов уменьшается и на глубине 3.4 м они практически отсутствуют. Кишечные бактерии (сем. Enterobacteriaceae) – кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, сальмонеллезов, дизентерии – могут попадать в почву с фекалиями. Однако в почве отсутствуют условия для их размножения, и они постепенно отмирают. В чистых почвах кишечная палочка и протей встречаются редко; обнаружение их в значительных количествах является показателем загрязнения почвы фекалиями человека и животных и свидетельствует о ее санитарно-эпидемиологическом неблагополучии (возможность передачи возбудителей инфекционных заболеваний). Почва служит местом обитания спорообразующих палочек родов Bacillus и Clostridium. Непатогенные бациллы (Вас. megatherium, Вас. subtilis и др.) наряду с псевдомонадами, протеем и некоторыми другими бактериями являются аммонифицирующими, составляя группу гнилостных бактерий, осуществляющих минерализацию белков. Патогенные палочки (возбудитель сибирской язвы, ботулизма, столбняка, газовой гангрены) способны длительно сохраняться в почве. Микрофлора воды, являясь естественной средой обитания микроорганизмов, отражает микробный пейзаж почвы, так как микроорганизмы попадают в воду с частичками почвы. Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, цитробактер, энтеробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций – брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций и др. Поэтому вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Некоторые возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы). Санитарно-показательные БГКП(бакт группы кищечн палочки): клостридии, эшерихии, ентеробакетре, ентерекокк.методы определения: 1) определение микробного числа= 1, вода водопровод воду 1 ил, открытх водоемов 1,0 0,1 0,01 в Петри +10-12 мл расплавлен аара->2 сут, а длоя водопроводн то каждое разведение в 2 чашки одну при 37, а другу2 суток при 20 градусах. 2, почва с глубины 10-15 см 30г=270 мл воды,и делают разведения 10^-4 b 10^-5 в петри к 40 мл 0,7 % пит агара 2) коли титр и коли идекс воды: титр мин кол-во воды в кот есть бгкп, индекс кол-во бкгп в 1 л.длелают разведения разные и в глюкозопептонную среду, о брожении судят по повлаквку, потом в среду эндо, из выросших делают мазок и окрашив по граммуи опред по таблицам. Определение коли-титра почвы: а) посев 10-кратных разведений почвы на жидкую среду Кесслера (содержит желчь, лактозу, пептон, генциановый фиолетовый, который подавляет рост многих микробов, кроме кишечной палочки); б) инкубация при 37°С, 24 часа; в) пересев положительных проб (образование газа и диффузное помутнение) на среду Эндо и инкубация при 37°С, 24 часа; г) на среде Эндо E. coli образует тёмно-красные колонии с металлическим блеском; проводят микроскопическое подтверждение колоний E. coli (из подозрительной колонии готовят мазок, окрашивают по Граму и микроскопируют; под микроскопом видны мелкие грам"-" палочки); г) расчет коли-титра (с учетом разведения и навески почвы определяют количество почвы в граммах, в котором обнаружена клетка кишечной палочки). Определение перфрингенс-титра почвы: а) почвенную суспензию прогревают 10-15 мин при 80°С для того, чтобы неспоровые бактерии не росли на среде; б ) посев 10-кратных разведений почвы на среду Вильсона-Блера и инкубация при 37 - 43° С, 3-18час или посев на среду Тукаева (молочная среда) и инкубация 3 – 4 часа; в) на среде Вильсона-Блера C. perfringens образует чёрные колонии и газ разрывает среду, а на среде Тукаева наблюдается створаживание молока, а газ разрывает сгустки казеина и вытесняет в верхнюю часть пробирки; наличие C. perfringens подтверждается микроскопически (готовят мазок, окрашивают по Грамму и микроскопируют, под микроскопом видны крупные грам «+» палочки) г) расчет перфрингенс-титра (с учетом разведения определяют количество почвы в граммах, в котором обнаружена клетка C. perfringens).Перфрингенс-титр определяется максимальным разведением почвенной суспензии, при посеве которого образуются на среде Вильсона-Блера характерные черные колонии. 27) микрофлора человека Количество микроорганизмов у взрослого человека составляет около 1014 особей, причем преобладают в значительной степени облигатные анаэробы. Формирование микрофлоры новорожденных начинается с попадания микроорганизмов в процессе родов на кожу и слизистые оболочки. Нормальная микрофлора становится устойчивой и к концу третьего месяца жизни сходной с микрофлорой взрослого. Микрофлора представляет собой стабильное сообщество микроорганизмов, т.е. микробиоценоз. Она колонизирует поверхность тела и полости, сообщающиеся с окружающей средой. Место обитания сообщества микроорганизмов называется биотопом. В норме микроорганизмы отсутствуют в легких и матке. Различают нормальную микрофлору кожи, слизистых оболочек рта, верхних дыхательных путей, пищеварительного тракта и мочеполовой системы. Среди нормальной микрофлоры выделяют резидентную и транзиторную микрофлору. Резидентная (постоянная) облигатная микрофлора представлена микроорганизмами, постоянно присутствующими в организме. Транзиторная (непостоянная) микрофлора не способна к длительному существованию в организм Нормальная микрофлора кожи.Наиболее заселены микроорганизмами места, защищенные от действия света и высыхания. Наиболее постоянен состав микрофлоры в области устьев сально- волосяных фолликулов. Чаще выявляют Staphylococcus epidermidis и S.saprophyticus, грибы рода Candida, реже- дифтероиды и микрококки. Микрофлора дыхательных путей.Слизистые оболочки гортани, трахеи, бронхов и альвеолы здорового человека не содержат микроорганизмов. Основная масса микрофлоры рото- и носоглотки приходится на зеленящего стрептококка, реже выявляются нейссерии, дифтероиды и стафилококки. Микрофлора мочеполового тракта.Микробный биоценоз скуден, верхние отделы обычно стерильны. Во влагалище здоровой женщины преобладают молочнокислые палочки Додерлейна (лактобактерии), создающие кислую рН, угнетающую рост грамотрицательных бактерий и стафилококков, и дифтероиды. Существует баланс между лактобактериями с одной стороны и гарднереллами и анаэробами с другой. Функции : 1 защитная от заселения др микроорганизмов 2) иммуностимулирующая как местный так и общ иммунный ответ, стимулируя рост иммунокмпетентн кл, выделение IG цитокинов, и тд 3) детоксикацион действ, либо собирают не себе, либо разрушают. 4) синтезирующ функция и участи в пищеварении и всасывании. 5) регулторная функция Бактерии нормофлоры участвуют в регуляции газового состава кишечника и других полостей организма; усиливают физиологическую активность ЖКТ и способствуют нормальной эвакуации кишечного содержимого. Бактерии нормофлоры участвуют в регуляции водно-солевого обмена, в рециркуляции желчных кислот, холестерина, оксалатов и других биомолекул. 28 микрофлора ЖКТ Микрофлору кишечника условно подразделяют на две части: a) облигатную (от лат. obligatus – обязательный, непременный) – микроорганиз- мы, постоянно входящие в состав нормальной микрофлоры; b) факультативную (от лат. facultatis – возможный, необязательный) – бактерии, часто встречающиеся у здоровых людей, но являющиеся условно-патогенными, особенно в случае снижения резистентности макроорганизма. Наиболее активно бактерии обживают желудочно- кишечный тракт. При этом колонизация осуществляется четко “по этажам”. В желудке с кислой реакцией среды и верхних отделов тонкой кишки количество микроорганизмов не превышает 1000 в мл, чаще обнаруживают лактобациллы, энтерококки, дрожжи, бифидобактерии, E.coli. Микрофлора толстого кишечника наиболее стабильна и многообразна. Это поистинне резервуар бактерий всего организма- обнаружено более 250 видов, общая биомасса микробов может достигать 1,5 кг. Доминирующей группой в норме являются бесспоровые анаэробные бактерии (бифидобактерии и бактероиды)- до 99%. Выделяют мукозную (пристеночную) и просветную микрофлору. Пристеночная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность кишечника, играющую важную роль в предупреждении (в норме) и в развитии (при патологии) экзо- и эндогенных инфекционных заболеваний. Нормальная микрофлора и особенно микрофлора толстого кишечника оказывает существенное влияние на организм. Основные ее функции: - защитная (антагонизм к другим, в том числе патогенным микробам); - иммуностимулирующая (антигены микроорганизмов стимулируют развитие лимфоидной ткани); - пищеварительная (прежде всего обмен холестерина и желчных кислот); - метаболическая (синтез витаминов группы В- В1,2,6,12, К, никотиновой, пантотеновой, фолиевой кислот). |