- •Руководство
- •Основные этапы развития микробиологии
- •Принципы организации и оборудования микробиологической лаборатории, правила работы в ней
- •Раздел . Морфология микроорганизмов
- •Клеточная стенка
- •Химический состав клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных прокариот
- •Цитоплазматическая мембрана
- •Периплазматическое пространство
- •Мезосомы
- •Цитоплазма
- •Метод окраски по Нейссеру
- •Нуклеоид
- •Капсула
- •Жгутики
- •Ворсинки (фимбрии, пили)
- •Светлопольная микроскопия
- •Темнопольная микроскопия
- •Фазовоконтрастная микроскопия
- •Люминесцентная микроскопия
- •Электронная микроскопия
- •Питание бактерий
- •Питание бактерий
- •Питательные среды
- •Условия культивирования бактерий
- •Дыхание бактерий
- •Дыхание бактерий
- •Ферменты бактерий
- •Культуральные свойства бактерий
- •Выделение чистых культур микроорганизмов
- •Особенности культивирования отдельных групп прокариот
- •Действие физических факторов на микроорганизмы
- •Методы стерилизации
- •Действие химических факторов на микроорганизмы
- •Раздел III. Экология микроорганизмов
- •Микрофлора почвы
- •Санитарно-бактериологическое исследование почвы
- •Микрофлора воды
- •Санитарно-бактериологическое исследование воды
- •Нормативы качества питьевой воды
- •Микрофлора воздуха
- •Санитарно-бактериологическое исследование воздуха
- •Критерии оценки воздуха жилых помещений
- •Критерии оценки воздуха лечебно-профилактических учреждений
- •Микрофлора организма человека
- •Микрофлора кожи
- •Санитарно-бактериологическое исследование кожи
- •Микрофлора полости рта
- •Микрофлора желудочно-кишечного тракта
- •Микрофлора дыхательных путей
- •Микрофлора конъюнктивы
- •Микрофлора уха
- •Микрофлора мочеполовой системы
- •Значение нормальной микрофлоры организма человека
- •Дисбиоз
- •Микрофлора пищевых продуктов
- •Санитарно-бактериологическое исследование пищевых продуктов
- •Микрофлора лекарственных растений, лекарственного сырья и готовых лекарств
- •Микрофлора растительного лекарственного сырья
- •Микрофлора готовых лекарственных форм
- •Санитарно-бактериологические методы исследования в аптеках
- •Санитарная микробиология, её задачи
- •Влияние биологических факторов на микроорганизмы
- •Раздел IV. Генетика микроорганизмов Генетическая система бактерий
- •Репликация бактериальной днк
- •Транскрипция
- •Регуляция выражения генетической информации у бактерий
- •Перенос генетического материала бактерий
- •Генетическая изменчивость бактерий
- •Фенотипическая изменчивость бактерий
- •Методы изучения генетики бактерий
- •Применение генетических методов в диагностике инфекционных заболеваний
- •Зонд с меткой
- •Раздел V. Инфекция Инфекция. Факторы инфекционного процесса. Основные формы инфекции
- •Основные источники инфекции. Пути и способы заражения. Ворота инфекции.
- •Периоды инфекционного процесса.
- •Понятие о патогенности и вирулентности бактерий. Токсины.
- •Моделирование инфекционного процесса на лабораторных животных.
- •Раздел VI. Иммунология инфекционного процесса Общая характеристика, виды и формы иммунитета
- •Факторы и механизмы неспецифической противоинфекционной защиты
- •Слизистые оболочки
- •Лимфатические узлы
- •Воспаление. Фагоцитоз
- •Гуморальные факторы и методы их определения
- •Нормальные антитела
- •Комплемент
- •Мембраноатакующий комплекс
- •Пропердин
- •Лизоцим
- •Бактерицидная активность сыворотки
- •Интерферон
- •2,5-Олигоадени-
- •Антигены
- •Методы дезинтеграции микробов
- •Методы выделения клеточных компонентов
- •Антитела
- •Генетический контроль биосинтеза антител
- •Клеточная кооперация в иммунном ответе
- •Процессинг и презентация антигена
- •Корецепторы межклеточных взаимодействий
- •Клеточный тип иммунного ответа
- •Гуморальный (антительный) тип иммунного ответа
- •Особенности иммунитета при бактериальных, грибковых и протозойных инфекциях Антибактериальный иммунитет
- •Особенности иммунитета при грибковых заболеваниях
- •Особенности иммунитета при протозойных заболеваниях
- •Серологические методы исследования
- •Реакция агглютинации (ра)
- •Реакция преципитации (рп)
- •Реакция кольцепреципитации
- •Радиальная иммунодиффузия по Манчини
- •Реакция иммуноэлектрофореза (иэф)
- •Реакция связывания комплемента (рск)
- •Реакция непрямой гемагглютинации(рнга)
- •Реакция гемагглютинации (рга) и реакция торможения гемагглютинации (ртга)
- •Реакция иммунофлуоресценции (риф)
- •Радиоиммунологический анализ (риа)
- •Иммуноферментный метод (ифа)
- •Раздел VII. Основы вирусологии Морфология и методы исследования вирусов
- •Кислота
- •Физиология вирусов
- •Цитоплазма
- •Методы культивирования и индикации вирусов
- •Генетика вирусов
- •Противовирусный иммунитет
Генетическая изменчивость бактерий
Изменение бактериального генома могут происходить в результате мутаций. Мутации– это изменения в последовательности нуклеотидов ДНК, проявляющиеся наследственно закрепленной утратой или изменением какого-либо признака или группы признаков. В их основе лежат ошибки копирования наследственной информации, возникающие при репликации. Фенотипическим проявлением мутации могут быть: изменение морфологии бактериальной клетки, возникновение потребности в факторах роста (например, в аминокислотах, витаминах), т.е. ауксотрофность; появление устойчивости к антибиотикам; изменение чувствительности к температуре; снижение вирулентности (аттенуация). Мутации у бактерий носят ненаправленный характер.
Мутации могут быть спонтанными, т.е. возникающими самопроизвольно, без воздействия извне, и индуцированными. Спонтанныемутации появляются в результате ошибок репликации ДНК, неправильного формирования комплементарных пар оснований, структурных искажений ДНК и вследствие перемещения подвижных генетических элементов в процессе роста и размножения популяции бактерий. Спонтанные мутации могут обусловливать благоприятные и неблагоприятные генетические изменения. Вероятность возникновения определенных мутаций в расчете на одну клетку и на одну генерацию называют частотой мутирования. При высоких скоростях роста она постоянна, и ее обычно определяют для клеток в экспоненциальной фазе роста при оптимальных условиях среды. В фенотипе проявляются не все мутации. Непроявленные мутации называютсямолчащими. У мутанта может произойтиобратнаямутация илиреверсия, в результате которой восстановятся свойства дикого штамма. Об истинной обратной мутации говорят лишь в тех случаях, когда вторая мутация точно восстанавливает исходный генотип, если же восстанавливается только фенотип, то говорят овторичной реверсииилисупрессорной мутации. Супрессорные мутации могут происходить как в исходном гене, так и в каких-либо других участках хромосомы (интрагенныеиэкстрагенныесупрессорные мутации).
Индуцированныемутации возникают под влиянием внешних факторов, которые называютмутагенами. Мутагены бывают физическими (УФ-лучи, γ-радиация), химическими (аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, например, 2-аминопурин, азотистая кислота и ее аналоги, алкилирующие агенты и др.) и биологическими (транспозоны).
По протяженности повреждений мутации бывают точечными, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов, ипротяженными (аберрации). Мутации разделяют нахромосомные, обусловливающие появление нового признака при изменении двух и более участков хромосомы, игенные, обусловленные появлением нового признака при изменении гена. В этом случае может наблюдатьсямодификацииоснований (изменения отдельных нуклеотидов), выпадение нескольких пар нуклеотидов (делеции), перемещение группы нуклеотидов в пределах хромосомы (транспозиция), разрыв путем вставки посторонней ДНК (инсерция) или добавление нуклеотидных пар (дупликация) и деформации спирали ДНК. Для точечных мутаций частота реверсий довольно высока, в то время как для аберраций реверсии не характерны.
Первичный эффект мутагенного фактора не обязательно ведет к истинной мутации. Новый фенотип проявляется только тогда, когда измененный ген начнет функционировать. С помощью различных методов удается накапливать и выделять мутантов с разного рода дефектами: с нарушением процессов транспорта или использования субстрата, с дефектами промежуточного обмена, с повышенной чувствительностью к температуре и т.д.
Теоретически, мутации, вызванные радиацией, химическими веществами или другими факторами, могли бы привести к вымиранию бактериальной популяции, однако в любой живой клетке существуют биохимические механизмы, способные полностью или частично восстанавливать исходную структуру ДНК. Совокупность ферментов, катализирующих реакции коррекции повреждений ДНК, составляют системы репарации, которые принципиально различаются по биохимическим механизмам восстановления генома. Известны три основных механизма коррекции дефектов ДНК:
Непосредственная реверсия от поврежденной ДНК к исходной структуре;
Эксцизия («выпадение») повреждений с последующим восстановлением исходной структуры;
Активация механизмов, обеспечивающих устойчивость к повреждениям.
Реверсия повреждений ДНК.К механизмам прямой реверсии повреждений ДНК относитсясветовая репарацияилифотореактивация (исправление деформации ДНК под действием УФ-лучей). Световая репарация осуществляется несколькими ферментами: фотолиазой (расщепляет тиминовый димер и восстанавливает целостность соседних тиминовых оснований), О6-метилтрансферазой (удаляет О6-метильную группу из остатков гуанина после действия метилирующих агентов), ДНК-пурин инсертазой (осуществляет встраивание утерянного при мутации основания в апуриновый сайт), ДНК-гликозилазой (удаление дефектных оснований). Все эти процессы происходят в один этап под действием конкретного фермента и безошибочно восстанавливают исходную структуру ДНК.
Системы эксцизионной репарацииудаляют неправильно спаренные или поврежденные основания из ДНК и синтезируют новую последовательность ДНК, замещающую их. Место повреждения распознает эндонуклеаза, расщепляющая цепь ДНК вблизи дефекта, фрагмент удаляется, а дефект восполняется при помощи ДНК-полимеразы, которая проникает в брешь и встраивает в нее отсутствующие нуклеотиды, используя неповрежденную цепь ДНК в качестве матрицы. ДНК-лигаза ковалентно связывает 3΄-конец вновь синтезированного участка ДНК с цепочкой. Поскольку эта система репарации основана на ресинтезе нуклеотидной цепи на базе неповрежденной матрицы, она также является практически безошибочной.
Репарационные механизмы устойчивости к повреждениям ДНК. Кроме механизмов исправления повреждений клетки имеют возможность «обойти» вызванную повреждениями блокаду репликации ДНК, например, путем репарации в процессе рекомбинации.