3. Взаимодействие бактериофагов с бактериальной клеткой. Вирулентные и умеренные бактериофаги. Условия взаимодействия фага с бактериальной клеткой

Клетка должна быть живой, молодой. Мертвые клетки только адсорбируют фаг, но внутри мертвой клетки он не размножается

Оптимальное количество клеток – 250 млн/мл; максимальное – 500 млн/мл. При более высокой концентрации бактерий полного лизиса не произойдет

рН – слабощелочная 7,6

Оптимальная температура – температура роста соответствующих бактерий

Питательная среда должна обеспечивать максимальное размножение бактерий, за счет которых будет размножаться фаг

Фаг должен быть специфичен, а клетка чувствительна к фагу 1) Адсорбция фага на чувствительной клетке. Происходит при наличии комплементарных рецепторов в клеточной стенке бактерий или на концах нитей фагового отростка.

2) Проникновение ДНК фага в бактериальную клетку. С помощью лизоцима осуществляется гидролиз участка клеточной стенки, чехол отростка сокращается и внутренний стержень прокалывает оболочку клетки. ДНК по каналу стержня проникает внутрь.

3) Внутриклеточное развитие фага. ДНК бактериофага направляет клеточные системы на биосинтез компонентов, необходимых для репродукции фагов. Сначала идет синтез «ранних белков» – ферментов, осуществляющих репликацию ДНК, а затем «поздних белков» – белков головки, отростка и т.д.

4)Морфогенез фага. Созревание фага - разобщенный процесс. Отдельно формируются головки фага: вокруг ДНК строится капсид. Независимо образуется отросток: формируется базальная пластинка, к ней прикрепляется внутренний стержень и одевается чехлом. Отдельно синтезируются нити отростка. Затем составные части фага объединяются, образуя вирионы

5) Лизис бактериальной клетки и выход фага. Фаговый лизоцим гидролизует клеточную стенку и осуществляет лизис клетки. Бактериофаги выходят в окружающую среду.

4. Грибы – объекты микробиологии. Строение, бесполое и половое размножение грибов.

Грибы весьма разнообразны по внешнему виду, местам обитания и физиологическим функциям. Однако у них есть и общие черты. Основой вегетативного тела грибов является мицелий, или грибница, представляющая собой систему тонких ветвящихся нитей, или гиф, находящихся на поверхности субстрата, где живет гриб, или внутри его. Обычно грибница бывает весьма обильна, с большой общей поверхностью. Через нее осмотическим путем происходит всасывание пищи. У грибов, условно называемых низшими, грибница не имеет перегородок (неклеточная); у некоторых тело представляет голый протопласт; у остальных грибница разделена на клетки.

Клетка грибов в большинстве покрыта твердой оболочкой - клеточной стенкой. Ее нет у зооспор и вегетативного тела некоторых простейших грибов. Внутрь от клеточной стенки расположена цитоплазматическая мембрана, окружающая внутреннюю часть клетки - протопласт.

Клеточная стенка на 80-90% состоит из содержащих азот и безазотистых полисахаридов. Кроме того, в ее составе в небольшом количестве имеются белки, липиды и полифосфаты. У большинства грибов основпым полисахаридом является хитин, а у оомицетов - целлюлоза.

В цитоплазме гриба содержатся структурные белки и не связанные с органоидами клетки ферменты, аминокислоты, углеводы, липиды. В грибной клетке есть органеллы: митохондрии (сходные в основном с таковыми у высших растений), лизосомы с протеолитическими ферментами, осуществляющими расщепление белков. В клетке гриба есть вакуоли, содержащие запасные питательные вещества - волютин, липиды, гликоген, а также жиры, в основном ненасыщенные жирные кислоты. Крахмала нет.

В грибной клетке имеется от одного до нескольких ядер. У ядра двойная мембрана, ядрышко и хромосомы, содержащие дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК).

РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ

У грибов различают вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное размножение может осуществляться при отделении от основной массы мицелия его частей, которые могут развиваться самостоятельно. Вегетативное размножение возможно также путем почкования мицелия или отдельных клеток, например у дрожжевых грибов. Процесс этот состоит в том, что на клетках мицелия образуются выросты (почки), постепенно увеличивающиеся в размерах. Такие почки отделяются от материнской клетки или сохраняют с ней связь, принимая вид своеобразных цепочек. Почкование особенно свойственно дрожжевым грибам, но бывает и у представителей других групп.

Бесполое размножение осуществляется при помощи специальных образований, называемых спорами. Споры могут развиваться внутри специальных споровместилищ (эндогенно) или на концах особых выростов мицелия - конидиеносцах (экзогенно).

У многих низших грибов бесполое размножение происходит при помощи подвижных зооспор, снабженных жгутиками и способных к самостоятельному движению в воде.

Зооспоры развиваются в зооспорангиях. У других низших грибов споры лишены органов движения, образуются они в спорангиях, а сами споры называются спорангиоспорами.

Бесполое размножение при помощи конидий известно у сумчатых, базидиальных, несовершенных и немногих низших грибов, приспособленных к наземному существованию.

Конидии одеты оболочкой, у них нет органов движения (жгутиков), распространяются они воздушными течениями, насекомыми, человеком. По воздуху конидии могут переноситься на большие расстояния. Половое размножение состоит в слиянии мужских и женских половых гамет, в результате чего возникает зигота. Гаметы эти гаплоидны, т. е. имеют половинный (непарный) набор хромосом. При образовании зиготы ядра сливаются, происходит удвоение числа хромосом и наступает диплоидная фаза с полным (парным) набором хромосом

У несовершенных грибов, а в некоторых случаях и у других половой процесс заменяется гетерокариозом (разноядерностью)и парасексуальным процессом. В первом случае при наличии в клетках нескольких часто генетически неоднородных ядер происходит переход их, ядер, из одного отрезка мицелия в другой путем образования анастамозов или слияния гиф (рис. 5). Однако слияния ядер при этом не происходит. Появление в клетках отсутствующих ранее ядер является основой адаптивной изменчивости.

Слияние ядер после перехода их в другую клетку называется парасексуальным процессом. Возникшие при этом диплоидные ядра способны размножаться, причем возможна митотическая рекомбинация и за счет этого перестройка генетического материала.

В отличие от вегетативного мицелия, имеющего весьма однообразное строение, типы спороношения у грибов характерно различаются.

Часто один и тот же гриб может иметь несколько спороношений: бесполые, которых иногда бывает несколько, и половые. Те и другие чередуются, следуя одно за другим. Наличие нескольких типов спороношений у одного и того же вида гриба называется плеоморфизмом. Если не знать связи между отдельными спороношениями, то каждое из них можно принять за самостоятельный вид гриба. Для определения систематического положения гриба основное значение имеет половое спороношение: у низших грибов - форма полового процесса, число жгутиков подвижной стадии; у высших грибов - характер образования плодовых тел, их форма, строение и т. д.

Применение

Пищевое

В медицине (из чаги,спорыньи, вещества, извлечённые из культуральной средыпеницилловыхи других грибов (используют при производствеантибиотиков)).

С/Х в качестве пестицидов (Препараты на основе микромицетов)

№11

Сферы использования микроорганизмов для человека

• Первая группа ( области действия МО , связанные с полезной деятельностью МО для человека)

• Вторая группа ( охватывают области действия, связанные с негативной деятельностью МО по отношению к человеку)

Первая:

Производство продуктов питания(квас, пиво, вино, спирт, уксус, хлеб, молочнокислые, заквашенные и соленые продукты, рыбные и мясные продукты ферментации)

Производство микробного белка (пищевого и кормового) и пищевых добавок

Получение индивидуальных химических веществ (растворители, газы, ферменты, витамины, антибиотики, органические аминокислоты, нуклеотиды, биополимеры, алкалоиды, стероиды, гормоны, токсины, стимуляторы роста растений и тд)

Получение вакцин и препаратов для медицины, ветеринарии, СХ

Выщелачивание руд из металлов

Очистка и переработка промышленных и бытовых отходов

Создание замкнутых систем жизнеобеспечения

Использование МО в качестве тест систем и биосенсоров

Использование МО в качестве моделей и инструментов научных исследований

Вторая:

Порча пищевых продуктов

Микробная коррозия промышленных и бытовых объектов и материалов

Болезнетворность МО для человека , животных и растений

Микробное загрязнение почвы, воды и атмосферы

Порча пищ. Продуктов

Будет ли портиться продукт и насколько быстро это произойдет, определяется широким разнообразием внешних и внутренних условий

Такие продукты, как хлеб, варенье и некоторые продукты в первую очередь поражаются грибами.Наоборот, продукты содержащие большое количество белка или жиров подвергаются прежде всего действию белков

Низкий рН продукта вызывает развитие дрожжей и плесени, нейтральный и щелочной – бактерий

Микробиологическая очистка сточных вод и переработка отходов

Использование биологической активности для удаления загрязняющих веществ из окружающей среды называют биоремедацией

Метаболичекие возможности МО позволяют воздействовать даже на необычные, искусственно созданные субстанции

Выщелачивание металлов из бедных руд и извлечение их из различных отходов

Создание замкнутых систем жизнеобеспечения