12. Мінливість основних ознак мікробів. Форми мінливості. Поліморфізм та його значення в лабораторній діагностиці.

Форми мінливості мікроорганізмів.  Зміни та їх форма у світі мікроорганізмів можуть бути різними і залежать від багатьох причин. Фенотипічні зміни пов'язані з умовами середовища, не успадковуються, хоча і можуть зберігатися тривалий час. Генотипічну зміни успадковуються.  ^ Фенотипічні зміни.  До фенотипічних змін відносять адаптацію та модифікацію.  Адаптація - пристосування мікроорганізмів до умов середовища.  В даний час це явище пояснюється не зміною в мікробній клітині, а розвитком раніше змінених особин і загибеллю непристосованих, що встановлено при дії на мікроби антибіотиків. Пристосовані клітини розмножуються, а інші - гинуть, тобто відбувається природний відбір.  Модифікація - зміна мікроорганізмів під впливом умов середовища. Змінюються тільки фенотипічні (зовнішні) ознаки (форма, розміри, колір колоній). Так, додавання в середовище хлориду кальцію призводить до вкорочення клітин кишкової палички. Якщо з середовища видалити це речовина, вони знову приймають вихідну форму. Додавання в середу гліцерину і аланіну викликає поліморфізм у холерного вібріона. Модифікація спостерігається в нормальних умовах життя, це реакція на зовнішні подразнення, не пов'язані з порушенням фізіологічних процесів в організмі. При тривалих і сильних впливах на мікробну клітину можуть бути і більш глибокі зміни: палички приймають округлу форму і навіть проходять через пористі фільтри.  ^ Генотипический зміни.  Мутації-успадковані зміни в послідовності окремих нуклеотидів, які призводять до появи мікробів з новими властивостями. Такий ген кодує білок, що відрізняється від вихідного по властивостям і функціям.  Термін мутація введений голландським ученим Хуго де Фріз, 1901) властиві всім живим істотам, в тому числі і мікроорганізмам.  ^ Спонтанні мутації (без спрямованого впливу) дуже рідкісні: приблизно одна на 100 тис. Вони характеризуються зміною якого-небудь одного ознаки і зазвичай стабільні.  Індуковані, або мутагенні, мутації виникають унаслідок дії чинників середовища. Вони зустрічаються порівняно часто. Мутагени підрозділяються на фізичні, хімічні та біологічні. До фізичних відносять різного роду випромінювання: ультрафіолетові, рентгенівські, радіоактивні. Вони викликають пошкодження генетичного апарату, зміна ознак, властивостей мікробів; до хімічних - сильнодіючі речовини: отруйні (іприт), лікарські (йод, пероксид водню), кислоти (азотистая) та ін Прикладом біологічних мутагенів може бути ДНК. Так, при введенні в клітини ембріона дрозофіли деяких видів онковирусов дорослі особини набувають нові ознаки: на голові виникають незвичайні вирости або поглиблення, іноді зникають очі. Відрізок вірусної ДНК, що вбудовується в одну з хромосом дрозофіли, викликає диференціювання клітин, і, як результат, з'являються морфологічні та інші зміни.  Існують великі і дрібні (точкові) мутації. До великих належать мутації, які характеризуються випаданням великої ділянки гена. Точкова мутація відбувається всередині гена і являє собою заміну, вставку (дуплікація), випадання (делеція) однієї пари азотистих основ ДНК. В результаті точкових мутацій відбувається спадкове зміна яких властивостей мікробної клітини, яка, як правило, залишається життєздатною.  Доведено мутагенна дія вірусів і живих вірусних вакцин на ссавців. Вони пошкоджують спадковий апарат не тільки соматичних, але і статевих клітин. Мутагенна дія вірусів особливо активно проявляється під час епізоотії та епідемій. Чисельність мутацій зростає також при порушенні метаболізму і старінні організму.  Для отримання корисних ознак у мікроорганізмів застосовують самі різні мутагени. Таким методом виділені високоактивні штами продуцентів антибіотиків і інших речовин. Після опромінення продуцента пеніциліну отримані штами, які по своїй активності в десятки-сотні разів перевершують вихідні. У поєднанні з іншими чинниками і при створенні оптимальних умов росту біосинтез підвищувався: пеніциліну в 10 тис. разів, вітаміну В2 (рибофлавіну) в 20 тис., вітаміну Bi₂ (ціанкобаламін) в 50 тис. разів.  Необхідно відзначити, що після мутагенезу з'являються не тільки корисні, але й шкідливі ознаки. Мікробів з корисними ознаками буває дуже мало, а найголовніше - для їх визначення доводиться проробляти величезну роботу: не тільки виділяти тисячі штамів в чисту культуру, але і вивчати їхні властивості. Так, тривалим і копіткою працею вдалося в багато разів підвищити вихід незамінних амінокислот (лізин, глутамінова). Дія радіоактивних речовин викликає глибокі зміни в генетичному апараті, але серед мікробів з'являються раси, стійкі до них.  ^ Комбінатівная зміни.  Комбінатівная зміни з'являються в результаті трансформації, трансдукції і кон'югації.  Трансформація - це процес перенесення ділянки генетичного матеріалу ДНК, що містить одну пару нуклеотидів, від клітини-донора до клітини-реципієнта. Вперше це явище встановлено в 1928 р. англійським мікробіологом Ф Гриффитом.  Процес трансформації може мимовільно відбуватися в природі у деяких видів бактерій, частіше грампозитивних, коли ДНК із загиблих клітин захоплюється реціпіентная клітинами.  Досвід Ф.Гріффіта  Мишам одночасно були введені дві культури пневмококів: непатогенних, позбавлена ​​капсули (R-штам) і патогенна культура з капсулою (S-штам), убита нагріванням. Всі миші загинули від пневмонії (запалення легенів). З органів полеглих тварин була виділена капсульна, вірулентна культура пневмокока. Чому так сталося, ні автор, ні інші дослідники в той час не могли пояснити. Культура вбитого нагріванням капсульного пневмокока викликала в організмі трансформацію живих бескапсульних мікробів, в результаті чого у них з'явилася здатність до утворення капсули, що і зумовило патогенність.  У процесі трансформації розрізняють п'ять стадій: перша-адсорбція трансформуючою ДНК на поверхні мікробної клітини; друга - проникнення ДНК у клітину-реципієнт; третя - спаровування упровадився ДНК з хромосомними структурами клітини; четверта - включення ділянки ДНК клітини-донора в хромосомні структури клітини-реципієнта ; п'ята - подальша зміна нуклеотиду в ході подальших поділів.  Трансформуватися можуть стійкість і чутливість до антибіотиків, здатність до синтезу ферментів і т. д. Трансформація ознак ДНК відбувається тільки за певних умов і фізіологічних станах клітини, що отримали назву «стан готовності». Оптимальна температура трансформації 29-32 ° С. Висока температура (80-100 ° С), хімічні речовини (азотиста кислота), ультрафіолетові випромінювання, фермент ДНК-аза припиняють трансформує дію ДНК. Таким чином, нуклеїнові кислоти - носії спадкової інформації.  В даний час трансформація є основним методичним прийомом в генній інженерії, використовуваним при конструюванні рекомбінантних штамів із заданим геномом.  Кон'югація - передача генетичного матеріалу від клітки-донора в клітку-реципієнта при безпосередньому статевому контакті клітин. Необхідною умовою кон'югації є наявність у клітині-донорі трансмісивною F-плазміди (фертильності, плодючості). Ця плазміда здатна передаватися від донора до реципієнта, вона кодує синтез статевих пілей, що утворюють кон'югаціонной місток між клітиною-донором і клітиною-реципієнтом, по якому відбувається передача плазмідної і клітинної ДНК. В результаті такого перенесення клітина-реципієнт отримує донорські властивості. Трансдукція - передача бактеріальної ДНК за допомогою бактеріофага. У процесі реплікації фага всередині бактерій _{фраг-ме} нт бактеріальної ДНК проникає в фагових часток і переноситься в бактерію-реципієнт під час фагової інфекції.  Існують два типи трансдукції: загальна і специфічна. ^ Загальна трансдукція (неспецифічна} -перенесення бактеріофагом фрагмента будь-якій частині бактеріальної хромосоми. Специфічний ська трансдукція - перенесення в клітку-реципієнта суворо певної ділянки бактеріальної ДНК донора. 

14. Капсула бактерій, хімічний склад та значення, методи виявлення

Капсула бактерій

В залежності від товщини і щільності зв’язку з стінкою клітини капсули поділяють на:

макрокапсули (істинні) – видимі в світловий мікроскоп, товщина > 0,2 мкм, виявляють за допомогою спеціального методу забарвлення за Бурі-Гінсом

мікрокапсули (товщина < 0,2мкм), невидимі в світловий мікроскоп, виявляють за допомогою електронної мікроскопії або за допомогою серологічних реакцій

Капсулоподібна оболонка або слизовий шар – нещільно зв’язана з поверхнею клітини (ліпідо-полісахарідний шар)

Функції та властивості капсули

1.Захисна функція:

Захист від несприятливих факторів навколишнього середовища ( інсоляції, висушування, бактеріофагів)

Антифагоцитарна роль (обумовлює патогенні властивості капсульних бактерій)

2.Адгезивна функція

Полісахариди капсули споріднені до певних клітин або тканин організму людини (тропізм)

3.Антигенні властивості

Полісахариіди або поліпептиди капсул утворюють К-АГ – при потраплянні в організм викликає імунну відповідь

Використовують для виготовлення вакцин проти капсульних бактерій

Будова клітинної стінки

Будова клітинної стінки

Особливості будови клітинної стінки гр(+) бактерій:

Особливості будови клітинної стінки гр(+) бактерій

Особливості будови клітинної стінки гр(-) бактерій

1. складається із трьох шарів, різних за хім. будовою:

- внутрішній шар ригідний представлений 1 або 2 шарами пептидоглікану,який складає 20% сухого залишку

середній шар - ліпопротеїновий (зовнішня мембрана) зовнішній шар - ліпополісахаридний пластичний шар

до складу пластичного шару входять білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди

2. товщина клітинної стінки  20нм.

4. менш ригідна,чим клітинна стінка гр(+) бактерій

Особливості будови клітинної стінки гр(-) бактерій

Функції клітинної стінки

5. Транспортна

6. Приймає участь у поділі клітини

7. Токсичні властивості (ендотоксин)

8. Будова та хімічний склад клітинної стінки бактерії обумовлює її тінкторіальні властивості (здатність сприймати барвники)