ЗАНЯТИЕ 13
Тема: БАКТЕРИОФАГИ.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАКТЕРИОФАГОВ.
ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ.
МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
Цель занятия: изучить строение и свойства вирулентных и умеренных бактериофагов, их взаимодействие с бактериальной клеткой, освоить качественные и количественные методы определения фагов.
Изучить фенотипическую и генотипическую изменчивость микроорганизмов, познакомиться с классификацией мутаций бактерий, оценить последствия изменчивости для бактериальных клеток. Познакомиться с процессами обмена генетической информацией у бактерий; изучить явления трансформации, коньюгации и трансдукции в бактериальных клетках; оценить роль умеренного бактериофага в переносе генетической информации, определить роль внехромосомных генетических элементов для бактерий, познакомиться с молекулярно-генетическими исследованиями
План занятия
Строение и свойства бактериофага.
Вирулентные и умеренные фаги. Их отличия, типы взаимодействия с микробной клеткой.
Взаимодействие вирулентного фага с бактериальной клеткой.
Умеренный бактериофаг. Явление лизогении и фаговой конверсии.
Применение бактериофага в практической медицине.
Качественные и количественные методы определения фагов. Методы выделения фага из объектов окружающей среды.
Фаготипирование бактерий.
Организация генетического материала бактерий. Репликация ДНК. Генотип и фенотип.
Изменчивость микроорганизмов и ее виды.
Модификации у бактерий.
Мутации у бактерий. Отличие мутаций от других видов изменчивости микроорганизмов. Классификация мутаций по происхождению, молекулярным механизмам и последствиям для бактериальной клетки.
Практическое использование учения о мутациях.
Рекомбинация – обмен генетической информацией.
Трансформация, ее механизм, основные этапы.
Конъюгация. Роль полового фактора. F+, F־, Hfr-клетки.
Трансдукция, ее механизм. Роль умеренного бактериофага.
Внехромосомные генетические структуры: строение, классификация, функции (плазмиды, транспозоны, Is-последовательности).
Молекулярно-биологические методы исследований в клинической практике (ПЦР, иммуноблотинг и др.)
Медицинская биотехнология.
Генетическая инженерия. Препараты медицинского и ветеринарного назначения полеченные методом генной инженерии.
Дополнительный материал бактериофаги.
Рис 13.1 Взаимодействие бактериофага с оболочкой бактерии
Рис 13.2. Развитие умеренного фага
Методы изучения вирулентных фагов Подготовка материала
Материалом, из которого выделяют фаг, обычно являются фильтраты, полученные с помощью бактериальных фильтров из объектов внешней среды, органов и выделений человека и животных, культур микроорганизмов и т. д.
Перед фильтрацией исследуемый материал подготавливают следующим образом:
Жидкости (кровь, мочу, воду, смывы с предметов и т. п.) освобождают от крупных частиц с помощью бумажного фильтра или центрифугированием, чтобы они не забили поры бактериального фильтра.
Вязкий материал (гной, кал) эмульгируют в изотоническом растворе натрия хлорида или бульоне, после чего освобождают от крупных частиц, как описано выше.
Плотный материал (кусочки органов, пищи и т. п.) предварительно измельчают - обычно растирают в ступке со стерильным кварцевым песком. Вместо песка можно использовать стерильные кончики пастеровских пипеток или битые покровные стекла. Растертый материал тщательно эмульгируют в изотоническом растворе натрия хлорида или бульоне и освобождают от крупной взвеси.
Подготовленный материал пропускают через бактериальный фильтр, освобождая от посторонней микрофлоры.
Культуры микроорганизмов (известные или изучаемые). В работе с фагом применяют 20-24-часовые культуры, выращенные на агаре, или 2-6-часовые культуры в жидких средах. Чистоту культуры устанавливают в мазках, окрашенных фуксином Пфейффера или по Граму. Из культур, выращенных на скошенном агаре, готовят взвесь. В пробирку с культурой наливают 3-5 мл изотонического раствора натрия хлорида. Вращая пробирку между ладонями, осторожно смывают культуру с поверхности среды так, чтобы не намочить пробку. Взвесь переносят в стерильную пробирку и разводят изотоническим раствором натрия хлорида 1:10 (0,5 мл взвеси в 4,5 мл раствора).
При работе с фагом необходима стерильная посуда (градуированные и пастеровские пипетки, чашки Петри, пробирки, колбы, ступки), термостат, фильтровальное устройство, центрифуга, штативы, прибор для счета колоний.
Внимание! Вся работа с фагом требует соблюдения асептики.