Краткий справочник по микробиологии
.pdf4) структурные гены
Генотип - совокупность всех генов клетки
Экспрессия -проявление генотипа в фенотипе Бактериальная клетка является Гаплоидной-состоит из 1 кольцевой хромосомы
Плазмиды
Внехромосомные молекулы ДНК Они размножаются независимо от хромосомы
Может передаваться от одной бактерии к другой Они бывают замкнуто-кольцевой и линейной формы
Эписомы-свободно расположенные плазмиды в цитоплазме бактерии
Интегрированные плазмиды-это плазмиды, которые находятся в связанном виде с хромосомой Плазмидыдают бактериям такие свойства как устойчивость к антимикробным
препаратам, токсинообразование,синтез бактериоцинов, то есть гены этих свойств находятся в плазмидах
Виды плазмид
а) F-плазмиды-это плазмиды, которые повышают способность бактерии к размножению,участвуют в конъюгации
б) R-плазмиды-обеспечивают устойчивость к лекарственным препаратам, являются генами резистентности
Оба называются Конъюгативными плазмидами, и они обеспечивают обмен
ДНК между бактериальными клетками
в) Tox+ - плазмиды -- кодируют синтез интактных протоксинов(дифтерийных и ботулистических протоксинов и др.)
г) кол+ - плазмиды-кодируют синтез бактериоцинов
Бактериоцин-это белковое вещество вызывает разрушение бактерий одного или родственных видов и этот эффект среди микроорганизмов называется Бактериосиногенией
МИГРИРУЮЩИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Они обладают способностью мигрировать из хромосомы в плазмиду и наоборот-это делает транспозоны Относится к мигрирующим генетическим элементам а) ИС-инсерцинные элементы
б) TN-транспозоны в) дефектные фаги
ИС-инсерцинные элементы
Вызывает мутации путем изменения последовательности нуклеотидов в хромосоме
Маленькие фрагменты ДНК
Они обладают способностью перемещаться из одной части в другую
У них нет способности к свободной репликации, поэтому они не находятся в свободном состоянии
Не имеет структурных генов
Транспозоны
Попадая в бактерию, они вызывают дупликацию, делецию и инверсию
Они не имеют свободной репликации
Он присоединяется к хромосомной и не хромосомной ДНК
Они не могут размножаться самостоятельно
Имеет структурные гены
Дефектные FAQи
-приобретает новые свойства для бактерий за счет лизогении
Виды изменчивости у бактерий
Существует 2 типа
1) модификация или ненаследственная изменчивость
Также называется фенотипической изменчивостью-не влияет на генотип
Изменения, происходящие у бактерий во времени Модификационной
изменчивости:
а) морфологические изменения
Переход бактерий в L-форму
Потеря жгутиков и переход в неподвижное состояние
Потеря капсул в простых питательных средах, повторное формирование
капсулы в обогащенных питательных средах
Спорообразование и, наоборот, переход к вегетативной форме
б) изменения культурных признаков микроорганизмов
В отсутствие кислорода некоторые бактерии теряют способность образовывать пигмент Образование небольших колоний в неоптимальных питательных средах
в) диссоциация
Это когда бактерии образуют различные колонии в твердых питательных средах
S-колонии-гладкие
R-колонии-смешанные
М-колонии-слизистые
D-колонии-очень маленькие
г) изменения биохимических (ферментативных) свойств микроорганизмов
Кишечные палочки не синтезируют фермент лактазу в безлактозных средах, а в лактозных средах-синтезирует
д) изменение вирулентности
Это свойство используется при приготовлении вакцин
2)наследственная изменчивость
-генотипическая изменчивость---связано с генотипом
происходит в результате мутаций и генетических рекомбинаций
Мутация
Это наследственные вариации, которые происходят в хромосомах и генах Чтобы отличить естественного (дикого) штамма от штаммы ( в результате мутации) последнего называют «Мутантный штамм»
По происхождению подразделяется на 2 группы 1) спонтанные мутации - происходят спонтанно, без влияния каких-либо
мутагенов Реверсивная или ротационная мутация-спонтанная мутация в результате
мутации микроба, микроб возвращается к предыдущему генетическому состоянию 2) индуктивная мутация-происходит от действия мутагена
По характеру изменений, происходящих в первичной структуре ДНК, мутации подразделяются на 2 группы 1) точечные(генные) мутации-происходят в пределах 1 гена
Мутации Фреймшифта - которые вызываются изменением последовательности транскрипции в цепи ДНК Мутации Нонсенса-точечная мутация в последовательности ДНК, которая
приводит к появлению стоп-кодона, в результате чего происходит преждевременная терминация синтеза нужного белка. Обычно такой фрагмент не может выполнять функции изначально синтезируемого белка.
Кодоны, стоящие после стоп-кодона, не транслируются, и синтез прерывается.
Образуется фрагмент белка, не обладающий свойствами изначально синтезируемого белка.
2) хромосомные мутации
происходит в разных фрагментах цепи ДНК Делеция, инверсия, дупликация и т. д.
одна из основных причин-iS-элементы и транспозоны
по фенотипическим результатам мутации подразделяются на 3 группы
1)нейтральные мутации -никакие признаки не изменяются
2)условно-летальные мутации -в результате мутации в некоторой степени изменяются функции ферментов, но не полностью исчезает
3)летальные мутации-способность фермента к синтезу полностью утрачена
Ауксотрофные мутанты
Это микроорганизмы,в которых-- В результате мутации утрачивается способность к синтезу определенных аминокислот, ферментов, факторов роста
Для их развития необходимо подобрать соответствующие субстраты
Генетические рекомбинации
Рекомбинация-обмен генов
Врезультате рекомбинации образуется неполная зигота-Мерозигота
Впроцессе рекомбинации реципиентная клетка превращается в рекомбинантную клетку
Вполучении рекомбинантной ДГК используетсяЭндонуклеазы
Есть 3 способа
1) Трансформация
генетический материал донора передается непосредственно в клеткуреципиента без каких-либо средств и формируются Трансформеры Частота-зависит от компетентности клеток-реципиентов
Есть 3 этапа а) ДНК- - - ДНК-адсорбируется на оболочку компетентной клетки под
действием связывающего белка б) адсорбированная ДНК распадается на фрагменты
в) фрагменты ДНК поступают в клетку-реципиент
2)Трансдукция
это передача генетического материала от донора к клетке-реципиенту через бактериофаги
в этом процессе участвуют мягкие (дефектные) фаги-бактериофаги
При трансформации и трансдукции ДНК переносится
3) Конъюгация(сопряжение)
генетический материал передается от донора к реципиенту через контакт происходят с участием плазмид F и Hfr
Передается фактор фетильности
Генная инженерия
Гибриды-транспортированные гены Вектор-агент переноса чужеродного фрагмента ДНК в клетку-реципиент Используется как вектор в генной инженерии
1.Плазмиды
2.Бактериофаг
3.Кosmid-это бактериофаг, который содержит плазмидную ДНК в головной части
4.Фазмид
Репликация-это синтез ДНК-участвует ДНК-полимераза Транскрипция-это синтез мРНК Трансляция-синтез белка из РНК, последовательность аминокислот
Генетические методы
ПЦР-цепная полимеразная реакция
1.Он используется для обнаружения фрагментов генов возбудителя микроба в патологическом материале
2.Он основан на репликации и идентификации ДНК
Метод молекулярной гибридизации
Способ обнаружения нуклеиновых кислот в материале
Рестрикционный анализ
Метод секвенирования- Метод определения последовательности нуклеотидов в ДНК
Микроорганизмы в экосистеме по Виноградскому подразделяются на 2 группы а) аутохтонные - являются постоянными обитателями экосистемы и всегда встречаются б) АЛЛОХТОННЫЕ( зимогенные) - не постоянны в экосистеме, для их выживания
существуют определенные условия
Взаимоотношения между микроорганизмами
Симбиоз-сосуществование 2 и более организмов, имеет 3 формы
1) мутуализм
Один обеспечивает другого необходимыми компонентами Существует несколько видов мутуализма а) Метабиоз-один использует продуктов жизнедеятельности
другого(например, у человека особенность использования витаминов, вырабатываемых микрофлорой)
б) Комменсализм -один живет за свой счетдругого, не мешая ему в развитии в) Саттелизм -один стимулирует развитие другого
2) антагонизм
один пагубно влияет на развитие другого существует несколько видов антагонизма
а) конкуренция - один микроб тратит все питательные вещества из пищевой среды, а другой микроб не может развиватбся
б)хищничество-один переваривает, проглатывая другого(кишечные амебы проглотывают бактерии)
в) паразитизм -один паразитирует на другом, используя его как источник пищи(паразитирование бактериофагов в бактериях)
3) Нейтрализм - не влияют друг на друга
Микрофлора почвы
Санитарно-показательные микроорганизмы почвы кишечные палочки (E. Coli) и
Clostridium perfringens
Заражение почвой-столбняк и газовая гангрена
Микрофлора воды
Заражается через воду-холера, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, лептоспироз (водная лихорадка)
Санитарный показатель водыкишечные палочки (E. Coli)
Коли-титр-наименьшее количество воды в мл, в которой найденны кишечные палочки (E. Coli),
Коли-индекс-количество кишечные палочки (E. Coli) в 1л воды
Микрофлора воздуха
1.Воздушно-капельным путем передается-грипп,корь, коклюш, дифтерия
2.Воздушно-пылевой- туберкулез, бруцеллез, орнитоз, микозы системного характера
3.Воздушно-аэрозольный путь-легионеллы
Санитарный показатель воздуха-гемолитические стрептококки и
золотистый стафилококк
НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА ЧЕЛОВЕКА
●нормальная микрофлора присутствует только в тех частях организма, которые контактируют с внешней средой-на коже и слизистых
●он встречается также , верхних дыхательных путях, ЖКТ, мочевыводящих путях
●кровь, лимфа, внутренние органы, головной и спинной мозг стерильны и не имеют микрофлоры
●нормальная микрофлора-предотвратить заселение и колонизации патогенных микроорганизмов на слизистых оболочках
●нормальная микрофлора участвует в формировании естественного иммунитета
●нормальная микрофлора делится на 2 группы
1)Облигатная микрофлора-это постоянная, резидуальная, автохтонная микрофлора
2)факультативная микрофлора-транзиторная, аллохтонная микрофлора.
Микрофлора в кишечнике бывает 2 видов
1)мукозная микрофлора -образуется на ее слизистой
2)благоприятная микрофлора
Кишечние новорожденного стерильный
Почки, почечная лоханка, мочеточники, мочевой пузырь в норме стерильнымикроорганизмов нет Эякулят стерилен в норме
Нормальная микрофлора влагалища включает палочки Дедерлейна(лактобациллы), они оказывают значительное антагонистическое действие против другой микрофлоры, расщепляя глюкоген до молочной кислоты Кандида и другие дрожжеподобные грибы почти всегда присутствуют в
нормальной микрофлоре мочевыводящих путей Полость матки и мат.трубы стерильны в норме
При нарушении равновесия между облигатными и факультативными микроорганизмами образуются 2 процесса
1.Дисбактериоз
Стойкие количественные и качественные изменения бактерий, входящих в состав нормальной микрофлоры
2.Дисбиоз
устойчивые количественные и качественные изменения как нормальной микрофлоры, так и других микроорганизмов
Отличие истинного дисбиоза и дисбактериоза от дисбактериоза и
дисбактериоза временного характера
во этом случае изменения носят временный характер, носят кратковременный характер и не требуют коррекции В 1 случае присутствуют серьезных изменений-запор, диарея, колит,
злокачественные опухоли, аллергия, гиповитаминоз, гипо и гиперхолестеринемия, гипо-и гипертония, кариес, артрит, патологии печени
Лечение дисбактериозов и дисбактериозов ° Пробиотики (эубиотики) -бифидобактерии,лактобактерии, кишечная палочка, энтерококки.
Бактерии, участвующие в азотистом цикле
1)НИТРИФИКАЦИЯ-превращают аммиак в нитриты и нитраты-относятся к Нитрозомонас и Нитробактерам
2) ДЕНИТРИФИКАЦИЯ-расщепление нитратов до свободного азота - Chromobacter, Achromobacter, E.coli
По отношению к темпераменту они делятся на 3 группы
Психофильные |
Холодолюбивые микроорганизмы |
|
Оптимальная температура 6-20 с |
|
Железобактерии, псевдомонады,светящиеся бактерии, |
|
бациллы |
|
|
Мезофильные |
Оптимальные температуры 34-37 с |
|
Все патогенные микроорганизмы |
|
|
Термофильные |
Теплолюбивые микроорганизмы |
|
Оптимальные температуры 50-60 С |
|
|
Стерилизация
Это полное уничтожение микроорганизмов , а также их спор в различных объектах Стерилизация проводится различными методами
1)физическими методами-высокой температурой, различными лучами и с использованием бактериальных фильтров
2)химическими методами-проводят дезинфицирующими и антисептическими средствами и антибиотиками
Относиться к антимикробным средствам 1.Дезинфицирующие средства 2.Антисептики
-оба губительно действуют на все микроорганизмы и называются неселективные (неспецифические) противомикробные препараты
Химиотерапевтические препараты --называются селективные противомикробные препараты
Дезинфекция
уничтожение патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды
Использование дезинфицирующих средств-пагубно влияет на организм человека
Антисептики-средства , не оказывающие вредного воздействия на организм человека, удаляющие микроорганизмы со слизистых оболочек, ран, этот процесс называется антисептикой
Асептика-мероприятие для предотвращения загрязнения различных
объектов микроорганизмами
Инфекционный процесс
Инфекция или инфекционный процесссовокупность всех патологических
процессов, протекающих в макроорганизме в результате проникновения и
размножения патогенного микроорганизма.
у простейших, гельминтов, насекомых это называется-инвазия
Для возникновения инфекционного процесса необходимы 3 условия
1)патогенный микроорганизм
2)чувствительный макроорганизм
3)условия окружающей среды
Роль микроорганизма в инфекционном процессе по заболеваемости микроорганизмы подразделяются на 3 группы
1)сапрофитные микроорганизмы -не вызывают заболевания
2)патогенные микроорганизмы-вызывают инфекционное заболевание
3)условно-патогенные (оппортунистические) микроорганизмывызывающие заболевания только при определенных условиях
В отличии от пат. микроорганизмов для условно-патогенных микрооргпнизмов вызывание заболевания является необязательной, только в рез-те дисбаланса симбиотических отношений они вызывают болезнь.
Патогенность
Способность микроорганизма вызывать патологический процесс или заболевание Вирулентность-выражает степень патогенности
В то время как патогенность является постоянным признаком, вирулентность является переменным признаком
АТТЕНУАЦИЯ-это ослабление вирулентности, и этот принцип используется при приготовлении вакцин Вызывает аттенуацию-развитие микроорганизмов в неблагоприятных условиях,
длительная культивация в искусственных питательных средах, и пассаж в организм слабочувствительных животных Усиливает вирулентность-попадание микроорганизмов в организм чувствительных животных
Есть 2 дозы для оценки вирулентности
1) ЛЕТАЛЬНАЯ ДОЗА-это наименьшее количество микроорганизма или токсина (доза), вызывающие гибель определенной части подопытных животных за определенный период времени
Есть 3 типа
а) абсолютная смертельная доза(DCL-dosis certa letalis)-наименьшее количество токсина или микроорганизма который вызывает смерть 100%
б) минимальная смертельная доза(DLM-dosis letalis minima)-это наименьшее количество микроорганизма или токсина, которая приводит к гибели 90% животных
в) средняя смертельная доза(LD50) - самая низкая доза, которая вызывает смерть 50%
2) инфекционная доза-минимальное количество микроорганизмов
которая в определенной части зараженных животных, способна вызвать инфекцию Есть 2 типа
1) абсолютная доза инфекции(iD100) -минимальное количество микроорганизмов, возбудитель которого вызывает инфекционное заболевание у 100% животных
2)Средняя инфекционная доза (iDso) -минимального количества болезнетворных микроорганизмов вызывает болезнь у 50%
Факторы патогенности микроорганизмов
Патогенные микроорганизмы отличаются от сапрофитов именно факторами патогенности
Кфакторам патогенности относятся
1)морфологическое строение клеток микроорганизмов
2)ферменты
3)токсины
N.gonorhoea, N.meningi“dis, H.influenza, С.pneumonia-синтезируют протезы IgA1
Адгезия
Это свойство микроорганизмов прилипать к клеткам и тканям организмахозяина Адгезия-это первая стадия инфекционного процесса
Адгезия обеспечивается с помощью пили и другими поверхностными структурами (Адгезинами или лигандами)
Колонизация
После адгезии микроорганизмы размножаются и оседают в соответствующем слое
Резистентность к колонизации
это единство свойств антагониста=Нормальной микрофлоры и защитных факторов организма, предотвращающей колонизацию слизистых оболочек патогенными микроорганизмами.
Пенетрация
Это попадание микроорганизмов в клетку-хозяина. Эта способность связана с инвазивностью
Инвазивность
Способность микроорганизмов проникать в ткани и клетки Инвазивность или проникновение обеспечивается внешними мембранными белками, называемыми Инвазинами