Методична розробка по підготовці та роботі на лабораторному занятті №11 для студентів медичного факультету.

ТЕМА: Генетика мікроорганізмів. Мінливість. Основи генної інженерії. Трансдукція. Трансформація. Коньюгація.

1. Актуальність теми: Ріст інфекцій обумовлений в значній мірі стійкими до ліків формами бактерій, які утворилися під дією різних факторів.

2. Цілі вивчення теми:

   1. Мета загальна: Засвоїти методи вивчення генетичної та адаптаційної мінливості мікроорганізмів.

   2. Мета конкретна: Вивчити форми прояву мінливості організмів.

1.3. Забезпечення вихідного рівня знань-умінь.

1. Визначення понять: “ген”, “геном”, “генотип”, “фенотип”.

2. Позахромосомний генетичний матеріал (транспозони, плазміди).

3. Види модифікацій.

Перелік вихідних знань-умінь: знати головні форми прояву мінливості.

1.3.1. Завдання.

Приклад. Що є матеріальною основою мінливості, яка визначає генетичні властивості всіх організмів:

1. ДНК;

2. РНК;

3. полісахариди;

4. ліпіди;

5. гаптени.

Відповідь: матеріальною основою мінливості, яка визначає генетичні властивості всіх організмів є ДНК.

1.4. Зміст навчання.

1.4.1. Графогічної структури змісту заняття:

• Визначення морфології інволюційних форм мікроорганізмів.

• Вивчення за допомогою стеріомікроскопу S-, R-, M-, D-форм колоній мікроорганізмів.

• Врахування досліду трансдукції.

• Врахування досліду трансформацій.

• Визначення резистентності стафілококу до антибіотиків методом стандартних дисків.

• Ознайомлення з біопрепаратами отриманими за методом генної інженерії (інтерферони, ренколейкін).

1.4.2. Перелік теоретичних питань:

• Форми прояву мінливості мікроорганізмів.

• Організація генетичного апарату бактерії.

• Генетичні рекомбінації бактерій: трансформація, трансдукція, кон”югація.

• Плазміди та їх характеристики (R-, F-, Col, Tain).

• Фенотипова мінливість. Значення в мікробіологічній діагностиці інфекційних захворювань. L-форми бактерій.

• Роль мутацій, рекомбінацій, селекції в мінливості стійких до ліків форм бактерій.

• Генна інженерія, практичне використання в медичній мікробіології.

1.4.3. Джерела навчальної інформації:

Основні:

1. К.Д.Пяткін, Ю.С.Кривошеїн Мікробіологія К.1982 (укр) с.96-115.

2. К.Д.Пяткін, Ю.С.Кривошеїн Мікробіологія М.1980 (рос) с.109-134.

3. В.Д.Тимаков Мікробіологія М. 1983 (рос) с.94-124.

4. А.И.Коротлев, С.А.Бабич Медицинская микробиология, иммунология и вирусология Санки – Петерб 2002 (рос).

5. И.Л.Дикий, И.Ю.Холуняк, Н.С.Шевелева, М.Ю.Стегний, Микробиология Харк. 1999(рос), с. 68-76.

6. Микробиология, Руководство к лабораторним занятиям. Харк. 2002.

7. О.І.Климнюк, І.О.Ситник, М.С.Творчо, В.П.Широбоков, Практична мікробіологія, Терн. 2004 с. 111-113.

8. Л.Б.Борисов, Руководство к практическим занятиям по микробиологии М. 1984 (рос) с.68-75.

9. М.Н.Лебедева, Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии М. 1973 (рос), с. 156-161.

10. Ю.С.Кривошеин, Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии М. 1986 (рос).

Додаткові:

1. Словник по мікробіології, вірусології, імунології та інфеційним захворюванням. Заг. ред. проф. Г.К.Палій, К, 2004.

2. Гайдаш І.С., Флегонтові В.В., Медична вірусологія, Луганськ 2002 с.59-70.

1.5. Орієнтовна система дії (ОСД).

Мінливість мікроорганізмів поділяють на неспадкову (модифікаційну), зумовлену неоднорідністю умов розвитку особин одного генотипу, і спадкову, що спричиняється мутаціями і генетичними рекомбінаціями.

Неспадкова мінливість мікроорганізмів виникає під впливом факторів навколишнього середовища і не діє на генетичний апарат – це модіфікації.

Під впливом будь-яких факторів зовнішнього середовища мікроорганізми можуть змінювати морфологічні ознаки (дія пеніціліну викликає утворення L-форм), культуральні (нестача кальцію в поживному середовищі спричиняє утворення слизових колоній у бацил сибірки).

Спадкова мінливість настає у бактерій при зміні генетичних структур. В реалізації генетичної інформації посередником між ДНК і білком є РНК. Спадкова мінливість у бактерій проявляється в вигляді мутацій і рекомбінацій. Як мутагенні фактори використовують ультрафіолетове, рентгенівське, Y-випромінювання, швидкі нейтрони, етиленімін, дієтилсульфатаін. В результаті дії мутагенів добуто найпродуктивніші мутагени мікроорганізмів, що застосовуються в виробництві антибіотиків. Метод генетичних рекомбінацій патогенних та непатогенних видів бактерій дає змогу мати високоімуногенні вакцинні штами.

За допомогою генної інженерії з”явилась можливість приготування інтерферонів, ронколейкінів та ін.

1.6. Система навчаючих знань. Задача.

Приклад. Доведено, що передача генетичної інформації відбувається в одному напрямі: ДНК – РНК – білок. Існують інші напрямки передачі генетичної інформації:

1. РНК – ДНК – білок;

2. РНК – ДНК – полісахарид;

3. ДНК – РНК – полісахарид;

4. ДНК – ліпіди – РНК;

Е. ліпіди – ДНК – РНК.

Відповідь: A.

1.7.1. Короткі методичні вказівки для роботи студентів на лабораторному занятті.

З поживного середовища, де ростуть інволюційні форми бактерій приготувати мазки, зафіксувати, забарвити за Грамом. Промікросконувати. Вивчити під стеріомікроскопом різні форми колоній мікроорганізмів. Провести облік досліду трансформації та трансдукції. Вивчити біопрепарати.

1.7.2. Организационная структура занятия.

№ етапа	Етапи роботи	Час в хв.	Засоби навчання	Обладнання	Місце проведення
1.	Організаційна частина	2			Учбова кімната
2.	Теоритичний розбір (вихідний рівень знань)	16	Тести		Учбова кімната
3.	Головні теоритичні питання, які підлягають вивченню на практичному занятті	15	Питання з метод. розробки		Учбова кімната
4.	Системи навчаючих знань	16	Тести		Учбова кімната
5.	Самостійна робота студента	30	1.Вивчення морфології інволюційних форм мікроорганізмів. Студенти самостійно готують мазки з рідкого середовища, забарвлюють за Грамом, мікроскопують і замальовують бактерії. 2.За допомогою стеріомікроскопу вивчити S-,R-M-,D-форми колоній мікроорганізмів. 3.Постановка та врахування результатів досліду трансдукції. До зависі культури лактозонегативної кишкової палички реціпієнта додають 1 мл фага, отриманого з культури кишкової палички донора (лактозопозитивного).Витримують в термостаті протягом 40 хв. і висівають на середовище Ендо. 4.Постановка та врахування досліду трансформації, до 1 мл. Зависі культури білого стафілококу додають 1 мл розчину ДНК, що виділений з культури стафілококу цитреус. Після термостатування протягом 40 хв. висівають на МПА. Студенти досліджують колонії стафілококів, що виросли на МПА.Демонстраційний дослід по визначенню множинної резистентності до антибіотиків у золотавого стафілококу. 5.Ознайомитись з інтерферонами, які отримані за допомогою генної інженерії. 6.Оформлення протоколу практичного заняття. 7.Підведеня підсумків.	1.Рідке поживне середовище з ростом культури Proteus vulgaris 2.S-,R- та інші форми колоній бактерій на щільному середовищі. 3.Культура лактозонегативної E.coli в пробірці з МПБ (1мл), бактеріофаг від лактозонегативної E.coli (1мл). Середовище Ендо.Термостат 4.Культура білого стафілокока в пробірці з МПБ (1мл), ДНК стафілококу цитреус (1мл) в пробірці. Чашка з МПА. Термостат. 5.Чашка з ростом культури антибіотикорезистентного стафілокока, на який нанесені диски з антибіотиками. 6.Рекомбінантні інтерферони.	Учбова кімната

Автор: доцент, доктор мед. наук С.А. Іванова