|
Основные принципы классификации микробов. Микробы, или микроорганизмы
Билет№13
Типы и механизмы питания бактерий.
Типы питания. Микроорганизмы нуждают ся в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С02 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений. Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобак терии, живущие в воде с закисным железом, и др.
Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или живот ных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди пато генных микроорганизмов встречаются облигатные и фа культативные паразиты (от греч. parasitos — нахлебник). Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.
В зависимости от окисляемого субстрата, называемого доно ром электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров во дорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч. lithos — камень), а микроорганизмы, использую щие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами.
Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые во доросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуж дающиеся в химических источниках энергии.
Механизмы питания. Поступление различных веществ в бак териальную клетку зависит от величины и растворимости их мо лекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др. Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая мак ромолекулы массой более 600 Д. Основным регулятором поступ ления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана. Условно можно выделить четыре механизма проникновения пи тательных веществ в бактериальную клетку: это простая диффу зия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация групп.
Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку — простая диффузия, при которой перемещение веществ про исходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны. Вещества проходят через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молеку лы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам в цитоплазматической мембране. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.
Облегченная диффузия происходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазмати ческой мембраны. Однако этот процесс осуществляется с помо щью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматичес кой мембране и обладающих специфичностью. Каждый перенос чик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает другому компоненту цитоплазматической мембра ны — собственно переносчику. Белками-переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых — цитоплазматичес кая мембрана. Облегченная диффузия протекает без затраты энер гии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой.
Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ от меньшей концентрации в сто рону большей, т.е. как бы против течения, поэтому данный про цесс сопровождается затратой метаболической энергии (АТФ), образующейся в результате окислительно-восстановительных ре акций в клетке.
Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видо изменяется в процессе переноса, например фосфорилируется.
Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.
Антителообразование: первичный и вторичный от вет.
Способность к образованию ан тител появляется во внутриутробном периоде у 20-недельного эмбриона; после рождения начинается собственная продукция иммуноглобулинов, которая увеличивается до наступления зре лого возраста и несколько снижается к старости. Динамика об разования антител имеет различный характер в зависимости от силы антигенного воздействия (дозы антигена), частоты воздействия антигена, состояния организма и его иммунной системы. При первичном и повторном введении антигена динамика антителообразования также различна и протекает в несколько ста дий. Выделяют латентную, логарифмическую, стацио нарную фазу и фазу снижения.
В латентной фазе происходят переработка и представление антигена иммунокомпетентным клеткам, размножение клона клеток, специализированного на выработку антител к данному антигену, начинается синтез ан тител. В этот период антитела в крови не обнаруживаются.
Во время логарифмической фазы синтезированные антитела высво бождаются из плазмоцитов и поступают в лимфу и кровь. В ста ционарной фазе количество антител достигает максимума и ста билизируется, затем наступает фаза снижения уровня антител. При первичном введении антигена (первичный иммунный от вет) латентная фаза составляет 3—5 сут, логарифмическая — 7— 15 сут, стационарная — 15—30 сут и фаза снижения — 1—6 мес и более. Особенностью первичного иммунного ответа является то, что первоначально синтезируется IgM, а затем IgG. В отличие от первичного иммунного ответа при вторичном введении антигена (вторичный иммунный ответ) латентный период укорочен до нескольких часов или 1—2 сут, логарифми ческая фаза характеризуется быстрым нарастанием и значитель но более высоким уровнем антител, который в последующих фазах длительно удерживается и медленно, иногда в течение не скольких лет, снижается. При вторичном иммунном ответе в отличие от первичного синтезируются главным образом IgG.
|
Билет№14
Рост и размножение бактерий. Фазы размножения.
Жизнедеятельность бактерий характеризуется ростом — фор мированием структурно-функциональных компонентов клетки и увеличением самой бактериальной клетки, а также размноже нием — самовоспроизведением, приводящим к увеличению ко личества бактериальных клеток в популяции.
Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам, реже путем почкования. Актиномицеты, как и грибы, могут раз множаться спорами. Актиномицеты, являясь ветвящимися бактериями, размножаются путем фрагментации нитевидных клеток. Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтези рующихся перегородок деления внутрь клетки, а грамотрицательные — путем перетяжки, в результате образования гантелевидных фигур, из которых образуются две одинаковые клетки.
Делению клеток предшествует репликация бактериальной хро мосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной ни тью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра — нуклеоида.
Репликация ДНК происходит в три этапа: инициация, элон гация, или рост цепи, и терминация.
Размножение бактерий в жидкой питательной среде. Бактерии, засеянные в определенный, не изменяющийся объем питатель ной среды, размножаясь, потребляют питательные элементы, что приводит в дальнейшем к истощению питательной среды и пре кращению роста бактерий. Культивирование бактерий в такой си стеме называют периодическим культивированием, а культуру — периодической. Если же условия культивирования поддерживаются путем непрерывной подачи свежей питательной среды и оттока такого же объема культуральной жидкости, то такое культивиро вание называется непрерывным, а культура — непрерывной.
При выращивании бактерий на жидкой питательной среде наблюдается придонный, диффузный или поверхностный (в виде пленки) рост культуры. Рост периодической культуры бактерий, выращиваемых на жидкой питательной среде, подразделяют на несколько фаз, или периодов:
1. лаг-фаза; 2. фаза логарифмического роста; 3. фаза стационарного роста, или максимальной концентрации бактерий; 4. фаза гибели бактерий.
Эти фазы можно изобразить графически в виде отрезков кри вой размножения бактерий, отражающей зависимость логариф ма числа живых клеток от времени их культивирования. Лаг-фаза — период между по севом бактерий и началом размножения. Продолжительность лаг-фазы в среднем 4—5 ч. Бактерии при этом увеличиваются в раз мерах и готовятся к делению; нарастает количество нуклеино вых кислот, белка и других компонентов. Фаза логарифмического (экспоненциального) роста является периодом ин тенсивного деления бактерий. Продолжительность ее около 5— 6 ч. При оптимальных условиях роста бактерии могут делиться каждые 20—40 мин. Во время этой фазы бактерии наиболее ра нимы, что объясняется высокой чувствительностью компонен тов метаболизма интенсивно растущей клетки к ингибиторам синтеза белка, нуклеиновых кислот и др. Затем наступает фаза стационарного роста, при которой количество жиз неспособных клеток остается без изменений, составляя макси мальный уровень (М-концентрация). Ее продолжительность вы ражается в часах и колеблется в зависимости от вида бактерий, их особенностей и культивирования.
Завершает процесс роста бактерий фаза гибели, характеризующаяся отмиранием бак терий в условиях истощения источников питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий. Продолжи тельность ее колеблется от 10 ч до нескольких недель. Интен сивность роста и размножения бактерий зависит от многих фак торов, в том числе оптимального состава питательной среды, окислительно-восстановительного потенциала, рН, температуры и др.
Размножение бактерий на плотной питательной среде. Бактерии, растущие на плотных питательных средах, образуют изолирован ные колонии округлой формы с ровными или неровными кра ями (S- и R-формы), различной консистенции и цве та, зависящего от пигмента бактерий.
Пигменты, растворимые в воде, диффундируют в питатель ную среду и окрашивают её. Дру гая группа пигментов нерастворима в воде, но растворима в орга нических растворителях. И, нако нец, существуют пигменты, не растворимые ни в воде, ни в органических соединениях.
Наиболее распространены среди микроорганизмов такие пиг менты, как каротины, ксантофиллы и меланины. Меланины яв ляются нерастворимыми пигментами черного, коричневого или красного цвета, синтезирующимися из фенольных соединений. Меланины наряду с каталазой, супероксидцисмутазой и пероксидазами защищают микроорганизмы от воздействия токсичных перекисных радикалов кислорода. Многие пигменты обладают ан тимикробным, антибиотикоподобным действием.
Диагностикумы. Получение, применение.
В диагностических целях при обнаружении антител в сы воротке крови больных, реконвалесцентов и бактерионосите лей используются серологические реакции.
Для постановки таких реакций применяются диагностикумы - препараты, содержащие взвесь обезвреженных микроор ганизмов или определенные антигены. Необходимость использования диагностикумов для сероло гических реакций связана не только с явным их преимущест вом перед живыми культурами микробов (безопасность в ра боте), но еще и потому, что для приготовления диагностикумов подбираются штаммы микроорганизмов с высокой чувст вительностью к антителам и способностью длительно сохра нять антигенные свойства. Для инактивации микроорганизмов при приготовлении диагностикумов чаще всего используются химические вещест ва, особенно формалин, являющийся лучшим консервантом. Убитые нагреванием микробы хуже сохраняют антигенные свойства и применяются редко. В серологических реакциях (реакции агглютинации, реак ции пассивной гемагглютинации, реакции связывания компле мента, реакции торможения гемагглютинации) для выявления специфических антител применяются: бактериальные, эритроцитарные и вирусные диагностикумы. Бактериальные диагностикумы могут содержать инактивированную микробную взвесь или отдельные антигенные
|
Билет№15
Понятие о химиотерапии.
Химиотерапия — специфическое антимикробное, антипаразитар ное лечение при помощи химических веществ. Эти вещества обла дают важнейшим свойством — избирательностью действия против болезнетворных микроорганизмов в условиях макроорганизма.
Основоположником химиотерапии является немецкий химик, лауреат Нобелевской премии П.Эрлих, который установил, что химические вещества, содержащие мышьяк, губительно действу ют на спирохеты и трипаносомы, и получил в 1910 г. первый химиотерапевтический препарат — сальварсан (соединение мы шьяка, убивающее возбудителя, но безвредное для микроорга низма).
В 1935 г. другой немецкий химик Г.Домагк обнаружил среди анилиновых красителей вещество — пронтозил, или красный стрептоцид, спасавший экспериментальных животных от стрепто кокковой инфекции, но не действующий на эти бактерии вне организма. За это открытие Г.Домагк был удостоен Нобелевс кой премии. Позднее было выяснено, что в организме происхо дит распад пронтозила с образованием сульфаниламида, обла дающего антибактериальной активностью как in vivo, так и in vitro.
Механизм действия сульфаниламидов (сульфонамидов) на микроорганизмы был открыт Р.Вудсом, установившим, что суль фаниламиды являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты (ПАБК), участвующей в биосинтезе фолиевой кислоты, необходимой для жизнедеятельности бактерий. Бакте рии, используя сульфаниламид вместо ПАБК, погибают.
Первый природный антибиотик был открыт в 1929 г. англий ским бактериологом А.Флемингом. При изучении плесневого гри ба Penicillium notatum, препятствующего росту бактериальной культуры, А. Флеминг обнаружил вещество, задерживающее рост бактерий, и назвал его пенициллином. В 1940 г. Г. Флори и Э. Чейн получили очищенный пенициллин. В 1945 г. А Флеминг, Г. Флори и Э. Чейн стали Нобелевскими лауреатами.
В настоящее время имеется огромное количество химиотерапевтических препаратов, которые применяются для лечения за болеваний, вызванных различными микроорганизмами.
Сульфаниламиды – к этой группе относятся многочисленныепроизводные сульфаниловой кислоты. Механизм их действия состоит в том, что они являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты и нарушают синтез фолиевой кислоты, а через него – синтез ДНК, т. е. являются микробными антиметаболитами (будучи близки по структуре, заменяют то или иное соединение, принимающее участие в микробном метаболизме).
Хинолоны – это группа химиотерапевтических веществ, полученных на основе:
• собственно хинолонов (препараты группы налидиксовой кислоты):
– налидиксовая кислота(неграм, невиграмон),
– циноксацин (цинобак);
• производных хинолонов:
– 4-аминохинолон (оксолипиевая кислота),
– 8-аминохинолон (нитроксолин– 5-НОК);
• и фторхинолонов:
– офлоксацин (заноцин, таривид),
– норфлоксацин (норбактин),
– ципрофлоксацин (цифран, ципробай, ципролет),
– ломефлоксацин (максаквин).
Механизм действия хинолонов состоит в нарушении различных этапов(репликации, дупликации, транскрипции, репарации) синтеза ДНК микробной клетки. Несмотря на казалось бы универсальный механизм действия на микробную клетку, фторхинолоны не оказывают влияния на анаэробные бактерии, а налидиксовая кислота активна только в отношении грамотрицательных микроорганизмов (исключая род псевдомонад), что отражено в коммерческом названии одного из препаратов – неграм.
Видовой (наследственный) иммунитет.
Врожденный, иди видовой, иммунитет, он же наследственный, генетический, консти туциональный — это выработанная в про цессе филогенеза генетически закреплен ная, передающаяся по наследству невоспри имчивость данного вида и его индивидов к какому-либо антигену (или микроорганиз му), обусловленная биологическими осо бенностями самого организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их взаимодействия.
Примером может служить невосприимчи вость человека к некоторым возбудителям, в том числе к особо опасным для сельскохо зяйственных животных (чума крупного рога того скота, болезнь Ньюкасла, поражающая птиц, оспа лошадей и др.), нечувствитель ность человека к бактериофагам, поражаю щим клетки бактерий. К генетическому им мунитету можно также отнести отсутствие взаимных иммунных реакций на тканевые антигены у однояйцовых близнецов; различают чувствительность к одним и тем же антигенам у различных линий животных, т. е. животных с различным генотипом.
Объяснить видовой иммунитет можно с разных позиций, прежде всего отсутствием у того или иного вида рецепторного аппарата, обеспечивающего пер вый этап взаимодействия данного антигена с клетками или молекулами-мишенями, опре деляющими запуск патологического процесса или активацию иммунной системы. Не исклю чены также возможность быстрой деструкции антигена, например, ферментами организма или же отсутствие условий для приживления и размножения микроба (бактерий, вирусов) в организме. В конечном итоге это обусловле но генетическими особенностями вида, в час тности отсутствием генов иммунного ответа к данному антигену.
Видовой иммунитет может быть абсолют ным и относительным. Например, нечувс твительные к столбнячному токсину лягушки могут реагировать на его введение, если по высить температуру их тела. Белые мыши, не чувствительные к какому-либо антигену, при обретают способность реагировать на него, если воздействовать на них иммунодепрессантами или удалить у них центральный орган иммунитета — тимус.
| |
Билет№16
Нормальная микрофлора организма человека
Организм человека заселен (колонизирован) более чем 500 ви дов микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору человека, находящихся в состоянии равновесия (эубиоза) друг с другом и организмом человека. Микрофлора представляет со бой стабильное сообщество микроорганизмов, т.е. микробиоценоз. Она колонизирует поверхность тела и полости, сообщающиеся с окружающей средой. Место обитания сообщества микроорга низмов называется биотопом. В норме микроорганизмы отсутству ют в легких и матке. Различают нормальную микрофлору кожи, слизистых оболочек рта, верхних дыхательных путей, пищева рительного тракта и мочеполовой системы. Среди нормальной микрофлоры выделяют резидентную и транзиторную микрофлору. Резидентная (постоянная) облигатная микрофлора представ лена микроорганизмами, постоянно присутствующими в орга низме. Транзиторная (непостоянная) микрофлора не способна к длительному существованию в организме.
Микрофлора кожи имеет большое значение в распростране нии микроорганизмов в воздухе. На коже и в ее более глубоких слоях (волосяные мешочки, просветы саль ных и потовых желез) анаэробов в 3—10 раз больше, чем аэро бов. Кожу колонизируют пропионибактерии, коринеформные бак терии, стафилококки, стрептококки, дрожжи Pityrosporum, дрож-жеподобные грибы Candida, редко микрококки, Мус. fortuitum. На 1 см2 кожи приходится менее 80 000 микроорганизмов. В норме это количество не увеличивается в результате действия бактери цидных стерилизующих факторов кожи.
В верхние дыхательные пути попадают пылевые час тицы, нагруженные микроорганизмами, большая часть которых задерживается в носо- и ротоглотке. Здесь растут бактероиды, ко ринеформные бактерии, гемофильные палочки, пептококки, лактобактерии, стафилококки, стрептококки, непатогенные нейссерии и др. Трахея и бронхи обычно стерильны.
Микрофлора пищеварительного тракта является наиболее представительной по своему качественному и количе ственному составу. При этом микроорганизмы свободно обита ют в полости пищеварительного тракта, а также колонизируют слизистые оболочки.
В полости рта обитают актиномицеты, бактероиды, бифи-цобактерии, эубактерии, фузобактерии, лактобактерии, гемофиль ные палочки, лептотрихии, нейссерии, спирохеты, стрептококки, стафилококки, вейлонеллы и др. Обнаруживаются также гри бы рода Candida и простейшие. Ассоцианты нормальной микро флоры и продукты их жизнедеятельности образуют зубной налет.
Микрофлора желудка представлена лактобациллами и дрож жами, единичными грамотрицательными бактериями. Она не сколько беднее, чем, например, кишечника, так как желудоч ный сок имеет низкое значение рН, неблагоприятное для жиз ни многих микроорганизмов. При гастритах, язвенной болезни желудка обнаруживаются изогнутые формы бактерий — Helicobacter pylori, которые являются этиологическими факто рами патологического процесса.
В тонкой кишке микроорганизмов больше, чем в желуд ке; здесь обнаруживаются бифидобактерии, клостридии, эубактерии, лактобациллы, анаэробные кокки.
Наибольшее количество микроорганизмов накапливается в толстой кишке. В 1 г фе калий содержится до 250 млрд микробных клеток. Около 95 % всех видов микроорганизмов составляют анаэробы. Основными представителями микрофлоры толстой кишки являются: грамположительные анаэробные палочки (бифидобактерии, лактобацил лы, эубактерии); грамположительные спорообразующие анаэроб ные палочки (клостридии, перфрингенс и др.); энтерококки; грамотрицательные анаэробные палочки (бактероиды); грамотрицательные факультативно-анаэробные палочки (кишечные палоч ки и сходные с ними бактерии.
Микро флора толстой кишки — своеобразный экстракорпораль ный орган. Она является антагонистом гнилостной микрофлоры, так как продуцирует молочную, уксусную кислоты, антибиоти ки и др. Известна ее роль в водно-солевом обмене, регуляции газового состава кишечника, обмене белков, углеводов, жирных кислот, холестерина и нуклеиновых кислот, а также продукции биологически активных соединений — антибиотиков, витаминов, токсинов и др. Морфокинетическая роль микрофлоры заключа ется в ее участии в развитии органов и систем организма; она принимает участие также в физиологическом воспалении сли зистой оболочки и смене эпителия, переваривании и детокси-кации экзогенных субстратов и метаболитов, что сравнимо с функцией печени. Нормальная микрофлора выполняет, кроме того, антимутагенную роль, разрушая канцерогенные вещества.
Пристеночная микрофлора кишечника колонизирует слизис тую оболочку в виде микроколоний, образуя своеобразную био логическую пленку, состоящую из микробных тел и экзополи-сахаридного матрикса. Экзополисахариды микроорганизмов, на зываемые гликокаликсом, защищают микробные клетки от раз нообразных физико-химических и биологических воздействий. Слизистая оболочка кишечника также находится под защитой биологической пленки.
Важнейшей функцией нормальной микрофлоры кишечника является ее участие в колонизационной резистентнос ти, под которой понимают совокупность защитных факторов организма и конкурентных, антагонистических и других особен ностей анаэробов кишечника, придающих стабильность микро флоре и предотвращающих колонизацию слизистых оболочек посторонними микроорганизмами.
Нормальная микрофлора влагалища включает бактеро иды, лактобактерии, пептострептококки и клостридии.
Представители нормальной микрофлоры при снижении сопро тивляемости организма могут вызвать гнойно-воспалительные процессы, т.е. нормальная микрофлора может стать источником аутоинфекции, или эндогенной инфекции. Она также является источником генов, например генов лекарственной устойчивости к антибиотикам.
|
Билет№17
Механизмы передачи генетического материала у
Конъюгация бактерий состоит в переходе генети ческого материала (ДНК) из клетки-донора («мужской») в клет ку-реципиент («женскую») при контакте клеток между собой.
Мужская клетка содержит F-фактор, или половой фактор, который контролирует синтез так называемых половых пилей, или F-пилей. Клетки, не содержа щие F-фактора, являются женскими; при получении F-фактора они превращаются в «мужские» и сами становятся донорами. F-фактор располагается в цитоплазме в виде кольцевой двунитчатой молекулы ДНК, т. е. является плазмидой. Молекула F-фак тора значительно меньше хромосомы и содержит гены, контро лирующие процесс конъюгации, в том числе синтез F-пилей. При конъюгации F-пили соединяют «мужскую» и «женскую» клетки, обеспечивая переход ДНК через конъюгационный мостик или F-пили. Клетки, содержащие F-фактор в цитоплазме, обозначаются F+; они передают F-фактор клеткам, обозначае мым F" («женским»), не утрачивая донорской способности, так как оставляют копии F-фактора. Если F-фактор включается в хромосому, то бактерии приобретают способность передавать фрагменты хромосомной ДНК и называются Hfr-клетками (от англ. high frequency of recombination — высокая частота реком бинаций), т.е. бактериями с высокой частотой рекомбинаций. При конъюгации клеток Hfr и клеток F" хромосома разрывается и передается с определенного участка (начальной точки) в клет ку F", продолжая реплицироваться. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 мин.
Переносимая ДНК взаимодействует с ДНК реципиента — происходит гомологичная рекомбинация. Прерывая процесс конъ югации бактерий, можно определять последовательность распо ложения генов в хромосоме. Иногда F-фактор может при выхо де из хромосомы захватывать небольшую ее часть, образуя так называемый замещенный фактор — F'.
При конъюгации происходит только частичный перенос ге нетического материала, поэтому ее не следует отождествлять пол ностью с половым процессом у других организмов.
Трансдукция — передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту при участии бактериофага. Различают неспецифическую (общую) трансдукцию, при которой возможен перенос любого фрагмен та ДНК донора, и специфическую — перенос определен ного фрагмента ДНК донора только в определенные участки ДНК реципиента. Неспецифическая трансдукция обусловлена включе нием ДНК донора в головку фага дополнительно к геному фага или вместо генома фага (дефектные фаги). Специфическая транс дукция обусловлена замещением некоторых генов фага генами хромосомы клетки-донора. Фаговая ДНК, несущая фрагменты хромосомы клетки-донора, включается в строго определенные участки хромосомы клетки-реципиента. Таким образом, привно сятся новые гены и ДНК фага в виде профага репродуцируется вместе с хромосомой, т.е. этот процесс сопровождается лизоге-нией. Если фрагмент ДНК, переносимый фагом, не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента и не реплицируется, но с него считывается информация о синтезе соответствующего про дукта, такая трансдукция называется абортивной.
Трансформация заключа ется в том, что ДНК, выделенная из бактерий в свободной ра створимой форме, передается бактерии-реципиенту. При транс формации рекомбинация происходит, если ДНК бактерий род ственны друг другу. В этом случае возможен обмен гомологич ных участков собственной и проникшей извне ДНК. Впервые явление трансформации описал Ф. Гриффите (1928). Он вводил мышам живой невирулентный бескапсульный R-штамм пневмо кокка и одновременно убитый вирулентный капсульный S-штамм пневмококка. Из крови погибших мышей был выделен вирулен тный пневмококк, имеющий капсулу убитого S-штамма пнев мококка. Таким образом, убитый S-штамм пневмококка передал наследственную способность капсулообразования R-штамму пнев мококка. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти (1944) дока зали, что трансформирующим агентом в этом случае является ДНК. Путем трансформации могут быть перенесены различные признаки: капсулообразование, устойчивость к антибиотикам, синтез ферментов.
Изучение бактериальной трансформации позволило установить роль ДНК как материального субстрата наследственности. При изучении генетической трансформации у бактерий были разра ботаны методы экстракции и очистки ДНК, биохимические и биофизические методы ее анализа.
2. Особенности противовирусного иммунитета.
Противовирусный иммунитет. Основой противовирусного иммунитета является клеточный иммунитет. Клетки-мишени, ин фицированные вирусом, уничтожаются цитотоксическими лим фоцитами, а также NK-клетками и фагоцитами, взаимодействую щими с Fc-фрагментами антител, прикрепленных к вирусспецифическим белкам инфицированной клетки. Проти вовирусные антитела способны нейтрализовать только внеклеточно расположенные вирусы, как и факторы неспецифическо го иммунитета — сывороточные противовирусные ингибиторы. Такие вирусы, окруженные и блокированные белками организ ма, поглощаются фагоцитами или выводятся с мочой, потом и др. (так называемый «выделительный иммунитет»). Интерфероны усиливают противовирусную резистентность, индуцируя в клет ках синтез ферментов, подавляющих образование нуклеиновых кислот и белков вирусов. Кроме этого, интерфероны оказывают иммуномодулирующее действие, усиливают в клетках экспрес сию антигенов главного комплекса гистосовместимости (МНС). Противовирусная защита слизистых оболочек обусловлена сек реторными IgA, которые, взаимодействуя с вирусами, препятст вуют их адгезии на эпителиоцитах.
|
Билет№18
Ферменты бактерий. Идентификация бактерий по
В основе всех метаболических реакций в бактериальной клетке лежит деятельность ферментов, которые принадлежат к 6 клас сам: оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лигазы, лиазы, изомеразы. Ферменты, образу емые бактериальной клеткой, могут локали зоваться как внутри клетки — эндоферменты, так и выделяться в окружающую среду — экзоферменты. Экзоферменты играют большую роль в обеспечении бактериальной клетки доступными для проникновения внутрь ис точниками углерода и энергии. Большинство гидролаз является экзоферментами, которые, выделяясь в окружающую среду, расщепля ют крупные молекулы пептидов, полисаха ридов, липидов до мономеров и димеров, способных проникнуть внутрь клетки. Ряд экзоферментов, например гиалуронидаза, коллагеназа и другие, являются ферментами агрессии. Некоторые ферменты локализо ваны в периплазматическом пространстве бактериальной клетки. Они участвуют в про цессах переноса веществ в бактериальную клетку. Ферментативный спектр является таксономическим признаком, характерным для семейства, рода и — в некоторых слу чаях — для видов. Поэтому определением спектра ферментативной активности поль зуются при установлении таксономического положения бактерий. Наличие экзофермен тов можно определить при помощи диффе ренциально-диагностических сред, поэтому для идентификации бактерий разработаны специальные тест-системы, состоящие из набора дифференциально-диагностических сред.
Идентификация бактерий по фер ментативной активности.
Наиболее ча сто определяют ферменты класса гидролаз и оксидоредуктаз, используя специальные методы и среды.
Для определения протеолитической активности мик роорганизмы засевают в столбик желатина уколом. Че рез 3—5 дней посевы просматривают и отмечают харак тер разжижения желатина. При разложении белка некоторыми бактериями могут выделяться специфические продукты — индол, сероводород, аммиак. Для их опреде ления служат специальные индикаторные бумажки, ко торые помещают между горлышком и ватной пробкой в пробирку с МПБ или (и) пептонной водой, засеянными изучаемыми микроорганизмами. Индол (продукт разло жения триптофана) окрашивает в розовый цвет полоску бумаги, пропитанной насыщенным раствором щавелевой кислоты. Бумага, пропитанная раствором ацетата свинца, в присутствии сероводорода чернеет. Для определения аммиака используют красную лакмусовую бумажку.
Для многих микроорганизмов таксономическим при знаком служит способность разлагать определенные углеводы с образованием кислот и газообразных продук тов. Для выявления этого используют среды Гисса, со держащие различные углеводы (глюкозу, сахарозу, маль тозу, лактозу и др.). Для обнаружения кислот в среду добавлен реактив Андреде, который изменяет свой цвет от бледно-желтого до красного в интервале рН 7,2—6,5, поэтому набор сред Гисса с ростом микроорганизмов называют «пестрым рядом».
Для обнаружения газообра зования в жидкие среды опускают поплавки или исполь зуют полужидкие среды с 0,5% агара.
Для того чтобы оп ределить интенсивное кислотообразование, характерное для брожения смешанного типа, в среду с 1% глюкозы и 0,5% пептона (среда Кларка) добавляют индикатор метиловый красный, который имеет желтый цвет при рН 4,5 и выше, и красный —при более низких значениях рН.
Гидролиз мочевины определяют по выделению ам миака (лакмусовая бумажка) и подщелачиванию среды.
При идентификации многих микроорганизмов исполь зуют реакцию Фогеса — Проскауэра на ацетоин — проме жуточное соединение при образовании бутандиола из пировиноградной кислоты. Положительная реакция свиде тельствует о наличии бутандиолового брожения.
Обнаружить каталазу можно по пузырькам кислорода, которые начинают выделяться сразу же после смешива ния микробных клеток с 1 % раствором перекиси водоро да.
Для определения цитохромоксидазы применяют ре активы: 1) 1% спиртовый раствор сс-нафтола-1; 2) 1% водный раствор N-диметил-р-фенилендиамина дигидро-хлорида. О наличии цитохромоксидазы судят по синему окрашиванию, появ ляющемуся через 2—5 мин.
Для определения нитритов используют реак тив Грисса: По явление красного окрашивания свидетельствует о нали чии нитритов.
Реакция преципитации. Механизм. Компоненты.
Реакция преципитации (РП) - это формирова ние и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Он образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количес твах; избыток одного из них снижает уровень образования иммунного комплекса.
РП ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Широкое рас пространение получили разновидности РП в полужидком геле агара или агарозы: двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и др.
Механизм. Проводится с прозрачными коллоид ными растворимыми антигенами, экстрагированными из патоло гического материала, объектов внешней среды или чистых культур бактерий. В реакции используют прозрачные диагности ческие преципитирующие сыворотки с высокими титрами анти тел. За титр преципитирующей сыворотки принимают то наибольшее разведение антигена, которое при взаимодействии с иммун ной сывороткой вызывает образование видимого преципитата — помутнение.
Реакция кольцепреципитации ставится в узких пробирках (диаметр 0,5 см), в которые вносят по 0,2—0,3 мл преципити-рующей сыворотки. Затем пастеровской пипеткой медленно наслаивают 0,1—0,2 мл раствора антигена. Пробирки осторожно переводят в'вертикальное положение. Учет реакции производят через 1—2 мин. В случае положительной реакции на границе между сывороткой и исследуемым антигеном появляется пре ципитат в виде белого кольца. В контрольных пробирках преци питат не образуется.
| |
|
|
Скачать 0.51 Mb.