1. Медицинская микробиология, ее цели и задачи, отношение к другим медицинским наукам. Роль медицинской микробиологии в создании профилактического направления в здравоохранении. Микробиология —

жүктеу/скачать 0,95 Mb.

бет	90/154
Дата	30.03.2023
өлшемі	0,95 Mb.
	#173351

1 ... 86 87 88 89 90 91 92 93 ... 154

Байланысты:
Otvety po mikrobiologii-1
OnlineMektep - BilimLand, SRS BIOSTAT 2012

Геном эукариот
Для клеток эукариот характерно наличие оформленного ядра. Информационной макромолекулой их генома является ДНК, которая неравномерно распределена по нескольким хромосомам в виде комплексов с многочисленными белками. Однако генетическую информацию в клетках содержат не только хромосомы ядра. Жизненно важная генетическая информация заключена и во внехромосомных молекулах ДНК. У эукариот — это ДНК хлоропластов, митохондрий и других пластид. Под геномом эукариотического организма в настоящее время понимают суммарную ДНК гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов, содержащуюся в отдельной клетке зародышевой линии многоклеточного организма.
Геном эукариот существенно отличается от генома прокариот по ряду признаков, среди которых необходимо отметить его избыточность. Эукариотическая клетка содержит во много раз больше генов, чем прокариотическая. Повышенное содержание ДНК в геноме эукариот нельзя объяснить лишь увеличением потребности этих организмов в дополнительной генетической информации в связи с усложнением организации, поскольку большая часть их геномной ДНК, как правило, представлена некодирующими последовательностями нуклеотидов. Феномен значительной избыточности генома эукариот в отношении некодирующих последовательностей нуклеотидов известен под названием «парадокса С».
Эукариотический ген можно рассматривать как совокупность сегментов ДНК, которые вместе составляют экспрессируемую единицу, ответственную за образование специфического функционального продукта — либо молекулы РНК, либо полипептида.
К сегментам ДНК, составляющим ген, относятся следующие элементы:
Единица транскрипции – это участок ДНК, кодирующий
первичный транскрипт. Он включает: а) последовательность, которая обнаруживается в зрелых функциональных молекулах РНК; б) интроны (для мРНК); в) промежуточные последовательности - спейсеры (для рРНК). Интроны и спейсеры удаляются в
ходе процессинга первичных транскриптов; г) 5'- и 3'-нетранслируемые последовательности (5'-НТП и З'-НТП).
Минимальные последовательности, необходимые для начала
транскрипции (промотор) и конца транскрипции (терминатор).
Последовательности, регулирующие частоту инициации транскрипции, ответственные за индуцибельность и репрессию транскрипции, а также клеточную, тканевую и временную специфичность транскрипции. Они разнообразны по строению, положению и функциям. К их числу относятся энхансеры
и сайленсеры - это последовательности ДНК, расположенные в
тысячах пар нуклеотидов от промотора эукариотического гена и
оказывающие дистанционное влияние на его транскрипцию.
В отличие от прокариотических генов, почти всегда коллинеарных своим РНК, многие гены эукариот имеют мозаичное строение. Под мозаичностью в данном случае подразумевается чередование кодирующих (экзоны) и некодирующих (вставочные последовательности, или интроны) последовательностей в пределах единицы транскрипции. Интроны чаще всего встречаются в генах, кодирующих белки.
Существенную часть генома эукариот (10 — 30%) составляют повторяющиеся последовательности, имеющие определенную структурную организацию и способные перемещаться в геноме как в пределах одной хромосомы, так и между хромосомами. Они получили название подвижных генетических элементов.
Различают два основных класса подвижных генетических элементов: транспозоны и ретротранспозоны. Такая классификация основана на молекулярных механизмах, с помощью которых перемещаются эти элементы.

47.Генетика микроорганизмов. Особенности строения гена эукариот и прокариот. Репликация ДНК. Генотип и фенотип.

Материальной основой наследственности, определяющей генетические свойства всех организмов, в том числе бактерий и вирусов, является ДНК. Исключение составляют только РНК-содержащие вирусы, у которых генетическая информация закодирована в РНК. Однако в отличие от хромосомы эукариот гены прокариот организованы в более простую структуру, представляющую собой молекулу ДНК, «сто замкнутую в кольцо. Молекулярная масса ДНК у бактерий сравнительно велика: у Е. coli она равна 2•10⁹.

Наряду с описанной структурой, называемой бактериальной хромосомой, или нуклеоидом, генетический материал у бактерий содержится во внехромосомных генетических элементах - плазмидах, которые могут находиться в автономном состоянии в цитоплазме «летки.

Гены, ответственные за синтез того или иного соединения, принято обозначать строчными буквами латинского алфавита, соответствующими названию данного соединения со знаком «+». Например, his+ - гистидиновый ген, leu++ - лейциновый ген и т.д. Гены, контролирующие резистентность к лекарственным препаратам, фагам, «дам, обозначают буквой г (resistent- резистентный). Например, резистентность к стрептомицину записывается знаком strr, а чувствительность strs. Фенотип бактерий обозначают теми же знаками, что и генотип, но с прописной буквы.

Генотип микроорганизмов представлен совокупностью генов, определяющих его потенциальную способность к фенотипическому выражению записанной в них информации в виде определенных признаков. Условия окружающей среды способствуют проявлению (экспрессии) генов или, наоборот, подавляют их функциональную активность, выраженную в образовании определенных ферментов. У бактерий, имеющих определенный набор генов, функцию каждого из них определяют не прямым, а косвенным путем на основании изменения или утраты соответствующего признака при утрате какого-либо участка ДНК. Таким образом, заключение о функции гена делают на основании результатов сравнительного изучения признака присущего исходному генотипу и штамму с мутировавшим геном. В генетических исследованиях мутировавшие гены служат маркерами, которые дают возможность судить об их передаче и функционировании. Сцепленность таких маркеров с другими генами устанавливается путем их передачи от донорных к реципиентным клеткам в опытах трансформации трансдукции и конъюгации. Это позволяет установить их локализацию на бактериальной хромосоме и составить генетическую карту
Фенотип – совокупность всех признаков и свойств, проявляемых данной культурой. У микроорганизмов изучаются признаки и свойства в целом всей культуры (штамма). Культуры микробов могут отличаться морфологическими, физиологическими и биохимическими признаками. К морфологическим признакам относятся окраска, размер, форма отдельно растущих колоний; к физиологическим и биохимическим – способность или неспособность расти при пониженной или повышенной температуре, устойчивость к антибиотикам, различным ядам, облучению, отношение к питательным средам. Фенотип бактерий обозначают теми же символами, что и генотип, но с прописной буквы. Так генотипам his+ соответствует фенотип His+. Указывает на способность синтезировать гистидин. Генотип микроорганизмов представлен совокупностью генов, обуславливающих потенциальную возможность формирования любого их признака. Но формирования признака происходит в определённых условиях окружающей среды, которые не всегда способствуют проявлению генотипа. Патогенный генотип одного штамма бактерий можно отличить от другого непатогенного штамма только при заражении восприимчивого животного.
Перенос генетического материала бактерий

Обмен генетическим материалом у бактерий осуществляется путем генетических рекомбинаций. Под генетической рекомбинацией подразумевают взаимодействие между двумя геномами, которое приводит к образованию рекомбинаций ДНК и формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей. Особенности рекомбинаций у бактерий определяются отсутствием истинного полового процесса и мейоза у прокариот и гаплоидным набором генов. В процессе рекомбинации бактерии условно делятся на клетки-доноры, которые передают генетический материал, и клетки-реципиенты, которые этот материал воспринимают. В клетку-реципиент проникает не вся, а только часть хромосомы клетки-донора, т.е. один или несколько генов. Образуется только один рекомбинант, генотип которого представлен в основном генотипом реципиента с включением фрагментов хромосомы донора.

Рекомбинация может быть гомологичной, при которой в процессе разрыва и воссоединения ДНК происходит обмен между участками ДНК, обладающими высокой степенью гомологии. Встречается также сайт-специфическая рекомбинация, которая происходит только в определенных участках (сайтах) генома и не требует высокой степени гомологии ДНК, например включение плазмиды в хромосому бактерии. Передача генетического материала между бактериями осуществляется 3-мя механизмами: конъюгацией, трансдукцией и трансформацией.
48.Изменчивость микроорганизмов, виды изменчивости, их особенности, значение в эволюции микроорганизмов, в практической микробиологии и медицине.
Наследственность консервативна, она обуславливает стабильность вида микроорганизмов, напротив, изменчивость является выражением способности вида приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям его обитания. Наследственность и изменчивость неразрывно связаны между собой и размножением микроорганизмов. В популяции бактерий всегда появляются клетки, которые могут менять свои свойства. Если изменение признаков под влиянием факторов различного порядка, связаны с генотипом бактерий, то эти изменения передаются по наследству и могут быть положительно расценены естественным отбором. Новые признаки, обеспечивающие селективное преимущество, закрепляются естественным отбором, меняется генотип вида, осуществляется процесс эволюции.
У микроорганизмов различают фенотипическую (модификационную, ненаследственную) и генотипическую (наследственную) изменчивость.
Фенотипическая изменчивость бактерий
Фенотипическая изменчивость является не наследуемым типом изменчивости, т. е. это различия между микроорганизмами, одинаковыми по генотипу. Эта изменчивость возникает в результате постоянного воздействия на клетку изменяющихся факторов среды обитания. Сходные по генотипу, микроорганизмы могут существенно различаться по фенотипу, т. е. по способу проявления наследственных признаков.
На формирование фенотипа существенное влияние оказывают факторы внешней среды. Известно, что генотипически идентичные организмы в различных условиях существования в определенной степени различаются по своим признакам. Например, изменение содержания жира в молоке животных или массы тела в зависимости от их кормления, изменение количества эритроцитов в крови в зависимости от порциального давления кислорода.
В отличает от особей высший организмов, у которых исследуются признаки каждой особи, у микроорганизмов изучают не признаки одной клетки, а всей культуры, которая включает миллиарды бактерий. Культуры микробов, выращенные на питательной среде, отличаются характером роста, физиологическими и биохимическими признаками. К морфологическим признакам относят окраску, размер, форму, наличие жгутиков, капсул, спор и т. д. К физиологическим признакам культур относятся способность расти при определенной температуре, устойчивость к химическим веществам, облучению, антибиотикам, фагам, различным ядам.
Примером модификационной изменчивости у микроорганизмов может быть образование различных типов адгезинов у гонококка, необходимых для колонизации им кишечника. В качестве примера, можно привести увеличение сальмонелл при добавлении к питательной среде стрептомицина. При переносе таких сальмонелл в питательную среду без стрептомицина бактериальные клетки приобретают типичную для вида величину.
Модификации представляют собой изменения, которые поддерживаются пока действует неблагоприятный фактор. Так, образование L-форм бактерий, лишенных клеточной стенки, происходит под влиянием химиотерапевтических веществ (пенициллина, стрептомицина и т. д.). при снятии действия антибиотиков на культуру бактерий происходит реверсия микроорганизмов в исходные формы. Фенотипическое проявление признака под влиянием условий внешней среды возможно в определенных пределах, называемых нормой реакции, которая допустима генотипом организмов. Некоторые признаки характеризуются широкой нормой реакции. В основном, это количественные признаки (масса микробной клетки, ее величина, пигментация колоний).
Фенотипическое проявление информации, заключенной в генотипе, характеризуется показателями пенентрантности и экспрессивности. Пенетрантность отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе информации, а экспрессивность характеризует степень выраженности признака.
Различают длительную модификацию, которая проявляется в течение нескольких поколений и кратковременную, при которой изменения исчезают при исчезновении действующего фактора внешней среды.
Генотипическая изменчивость бактерий
Генотипическая изменчивость связана с изменением генотипа бактерий. В основе генотипической изменчивости лежат мутации и рекомбинации.
Мутации (от латинского mutatio – изменение) – это изменения структуры ДНК (качественные или количественные), которые возникают под влиянием эндогенных или экзогенных факторов и проявляются наследственно закрепленным изменением одного или многих признаков. В природе мутации возникают без участия экспериментатора и называются спонтанными, а мутации, контролируемые экспериментатором, называются индуцированными. Бактерии с измененными признаками называют мутантами. Спонтанные мутации возникают под влиянием неизвестных причин и лежат в основе эволюции микроорганизмов. Факторы, вызывающие мутации, называются мутагенами. Различают физические, химические и биологические мутагены.
К физическим мутагенам относятся такие факторы, как температура, радиация, ультрафиолетовые лучи, ионизирующие излучения и др.
К химическим мутагенам принадлежат многочисленные химические соединения и вещества, которые могут изменять структуру генов, взаимодействуя с ДНК бактериальной клетки.
Биологическими мутагенами являются бактериофаги и продукты жизнедеятельности клеток, которые накапливаются в питательной среде в результате размножения и роста бактерий.
По широте изменений генома бактерий мутации делят на генные – изменения регистрируют в пределах одного гена, хромосомные – в группе генов, точковые – в одном триплете.
В зависимости от взаимодействия мутагенов на нуклеотид бактериальной клетки или ее плазмиды, мутации делят на нуклеоидные и плазмидные.
По направлению выделяют прямые и обратные мутации. Прямые – это изменения генов бактерий, выделенных из естественной среды обитания. Обратные мутации – это возврат от измененного типа бактерий к естественному типу.
По фенотипическому проявлению различают нейтральные, условно-летальные и летальные мутации.
Нейтральные мутации фенотипически не проявляются. Условно-летальные мутации ведут к изменению, но не к исчезновению функциональной активности фермента. Летальные – это мутации, ведущие к полной потери способности клетки синтезировать жизненно необходимые ферменты, что приводит к ее гибели.
Мутации фенотипически проявляются изменением морфологических, биохимических, вирулентных и других свойств.
Диссоциация – это особый, присущий только бактериям вариант изменчивости, при котором происходит культуральная изменчивость, т. е. расщепление вида и возникновение при росте на плотной питательной среде двух основных типов колоний: S-форма – гладкие (от английского smooth – гладкий) и R-форма (от английского rough – шероховатый) – шероховатые. Между этими формами имеются и переходные М-, О-, Д-формы.
Микроорганизмы из колоний в S-форме обладают хорошо выраженными антигенными и вирулентными свойствами и, напротив, у бактерий из колоний в R-форме эти свойства выражены слабо. Однако, не всегда S-форма микробов является свидетельством их вирулентности. Например, возбудитель сибирской язвы, туберкулеза, чумы вирулентны в R-форме.
В основе диссоциации лежат мутации, спонтанно возникающие в естественной среде обитания микробов или же при культивировании их на искусственных питательных средах.
Диссоциация имеет большое значение для микроорганизмов, так как они, благодаря этому явлению, получают селективное преимущество, обеспечивающее их существование в организме животных и человека, а также во внешней среде. Известно, что S-формы более устойчивы к фагоцитозу, R-формы – к факторам естественной среды обитания.
Геном бактерий способен к репарации. Репарация – это процесс восстановления структуры поврежденной ДНК, который обеспечивается многочисленными ферментами, определяющими состояние этой кислоты. Например, фоторепарация зависит от фотолиаз. Эти ферменты активизируются при образовании тиминовых димеров в ДНК под воздействием ультрафиолетового облучения и деполизируют эти димеры до исходных мономеров.
Наибольшее значение в жизнедеятельности микроорганизмов имеет SOS-репарация или SOS-ответ. SOS-ответ – это реакция микробных клеток на прекращение синтеза нуклеиновых кислот в связи с повреждением ДНК, голоданием клетки, воздействием продуктов метаболизма и т. д. SOS-ответ возникает при критическом состоянии клетки, на грани ее гибели, как реакция направленная на восстановление жизнедеятельности клетки. Например, результатом SOS-ответа у E. Coli является синтез около 25 белков, имеющих непосредственное отношение к репарации, рекомбинации и синтезу ДНК. SOS-ответ у микроорганизмов контролируется SOS-областью. Обычно гены этой области находятся в неактивном состоянии и активизируются лишь в критические для жизни клетки моменты. SOS-репарация обеспечивает развитие микробной популяции в целом и ее адаптацию к изменившимся внешним условиям.
Кроме мутаций у бактерий известны рекомбинационная изменчивость. Рекомбинация – это передача генетического материала от клетки-донора с одним генотипом к клетке-реципиенту с другим генотипом. В результате такой передачи образуются рекомбинанты – т. е. бактерии, обладающие свойствами обоих родителей. Рекомбинация является важнейшим фактором эволюции, т. к. между разными особями происходит обмен генетической информацией, что повышает уровень их приспосабливаемости к различным внешним факторам окружающей среды. Рекомбинации могут наблюдаться на уровне любых живых организмов – от прокариот до высших эукариот.
Различают следующие способы рекомбинационной (комбинативной) изменчивости: трансформация, трансдукция, конъюгация.
Трансформация (от латинского transformo – превращать, преобразовывать) – изменение генома бактерий – реципиента, в результате поглощения из среды свободного фрагмента ДНК клетки-донора.
Трансформация – сложный биологический процесс, который протекает поэтапно. Первая стадия этого процесса заключается в адсорбции трансформирующей ДНК на поверхности микробной клетки. Вторая – проникновение ДНК через определенные рецепторные участки стенки бактерии-реципиента при помощи специальных белков внутрь клетки. Третья стадия представляет собой спаривание части ДНК донора с ДНК реципиента, четвертая – включение в ДНК реципиента одной из цепей трансформирующего элемента. И пятая – изменение нуклеотида клетки-реципиента в ходе ее последовательных делений. Способность бактерий реципиентов к трансформации была названа компентентностью. Компентентность определяется физиологическим состоянием клетки-реципиента к периодам клеточного цикла.
Трансдукция (от латинского transductio – перенос) – перенос генов из одной бактериальной клетки в другую при помощи бактериофага. Явление трансдукции впервые установили Н. Циндлер и ДЖ. Ледербер (1952). Для исследований они использовали патогенные для белых мышей два штамма S. typhimurium (22 A и 2A). Штамм 22 А – ауксотрофный, не способный синтезировать триптофан (Т^-), штамм 2А – способный к синтезу триптофана (Т⁺). В опытах исследователи использовали U-образную трубку, разделенные на изгибе бактериальным фильтром. В одно колено этой трубки с питательной средой засевали бактерии штамма 22 А, в другое – штамма 2А. Опыты показали, что штамм 22 А был лизогенен по фагу Р-22. Этот фаг из лизогенной культуры проходил через бактериальный фильтр, лизировал бактерии штамма 2А, присоединял при этом его генетический материал. Затем фаг возвращался обратно и передавал генетический материал штамма 2А штамму 22А, который приобретал способность синтезировать триптофан.
Явление трансдукции установлено не только у сальмонелл, но и у кишечной палочки и актиномицетов. У бактерий наблюдается трансдукция одного, реже двух и весьма редко трех сцепленных генов.
Различают следующие виды трансдукции: общую (неспецифическую), специфическую и абортивную.
Специфическая трансдукция заключается в том, что бактериофаг переносит от клетки-донора в клетку-реципиента строго определенные гены и встраивает их в определенные участки реципиента. Бактериофаг может встраиваться в нуклеоид клетки-реципиента. Клетки бактерий, имеющие в своей хромосоме профаг, называют мезогенными, а явление совместного существования ДНК бактерий и профага называется мезогенным.
Абортивная трансдукция характеризуется тем, что фрагмент ДНК донора, перенесенный в клетку реципиента не включается в ее нуклеоид, а может сохраняться в цитоплазме клетки. Клетка при этом не подвергается лизису, но при делении ее перенесенный новый признак постепенно исчезает у ее потомства.
Конъюгация (от латинского conjugatio – контактирование) – перенос генетического материала от одной бактериальной клетки (донора) к другой (реципиенту) при непосредственном контакте этих клеток. Явление конъюгации открыли Дж. Ледерберг и Э. Татуш (1946).
На этой среде без метионина, биотина, треонина и лейцина появились прототрофные колонии Met⁺, Bio⁺, Thr⁺, Leu⁺. Опытным путем ученые установили, что ни трансформации, ни трансдукции в данном случае не наблюдалось. Был сделан вывод о происхождении рекомбинантных геномов в результате непосредственного контакта родительских клеток. Микрофотографии конъюгирующих клеток явились доказательством того, что между ними образуется цитоплазматический мостик.
Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке-доноре трансмиссивной плазмиды, продуцирующей половые пили, образующие трубочку, по которой плазмидная ДНК передается из клетки-донора в клетку-реципиент, в результате чего последняя приобретает донорские свойства. В случае, когда F-фактор встраивается в хромосому донора и функционирует в виде единого с ней репликона, то нуклеоид донора приобретает способность передаваться в клетку-реципиент. Донорские клетки, содержащие встроенный в нуклеоид F-фактор, называются Hfr-клетками ( от английского high frequency of recombination – высокая частота рекомбинаций).
Процессы генетической рекомбинации у бактерий (трансформация, трансдукция, конъюгация) различны по форме, но аналогичны по содержанию, т. к. в результате каждого процесса происходит перенос фрагмента ДНК от одной клетки к другой. При трансформации бактерии-реципиенту передается свободная ДНК, при трансдукции перенос участка ДНК осуществляется при помощи бактериофага, а при конъюгации транспортировка участка ДНК происходит через цитоплазматический мостик между бактериями.
.
Знания закономерностей модификационной и мутационной изменчивости позволяют проводить целенаправленную селекцию (отбор) из популяций микроорганизмов особей с нужными человеку свойствами. Таким путем получены высокоактивные штаммы многих продуцентов различных органических соединений.
Селекцию микроорганизмов для выделения полезных мутантов осуществляют несколькими путями:
• благодаря поиску и отбору полезных форм микроорганизмов из природных источников;
• в результате адаптации микроорганизмов путем выращивания при постоянно изменяющихся условиях культивирования;
• благодаря повторному выделению чистых культур из производственных штаммов;
• путем отбора индуцированных штаммов;
• путем использования явлений трансформации, трансдукции и конъюгации для получения штаммов с новыми свойствами.
В настоящее время получило развитие новое направление молекулярной биологии – генная инженерия. Генная инженерия занимается конструированием, выделением и пересадкой определенных генов из одних клеток в другие. В результате клетки приобретают новые свойства.
49.Изменчивость микроорганизмов. Фенотипическая изменчивость, ее особенности и проявления.
Фенотипическая изменчивость бактерий
Фенотипическая изменчивость является не наследуемым типом изменчивости, т. е. это различия между микроорганизмами, одинаковыми по генотипу. Эта изменчивость возникает в результате постоянного воздействия на клетку изменяющихся факторов среды обитания. Сходные по генотипу, микроорганизмы могут существенно различаться по фенотипу, т. е. по способу проявления наследственных признаков.
На формирование фенотипа существенное влияние оказывают факторы внешней среды. Известно, что генотипически идентичные организмы в различных условиях существования в определенной степени различаются по своим признакам. Например, изменение содержания жира в молоке животных или массы тела в зависимости от их кормления, изменение количества эритроцитов в крови в зависимости от порциального давления кислорода.
В отличает от особей высший организмов, у которых исследуются признаки каждой особи, у микроорганизмов изучают не признаки одной клетки, а всей культуры, которая включает миллиарды бактерий. Культуры микробов, выращенные на питательной среде, отличаются характером роста, физиологическими и биохимическими признаками. К морфологическим признакам относят окраску, размер, форму, наличие жгутиков, капсул, спор и т. д. К физиологическим признакам культур относятся способность расти при определенной температуре, устойчивость к химическим веществам, облучению, антибиотикам, фагам, различным ядам.
Примером модификационной изменчивости у микроорганизмов может быть образование различных типов адгезинов у гонококка, необходимых для колонизации им кишечника. В качестве примера, можно привести увеличение сальмонелл при добавлении к питательной среде стрептомицина. При переносе таких сальмонелл в питательную среду без стрептомицина бактериальные клетки приобретают типичную для вида величину.
Модификации представляют собой изменения, которые поддерживаются пока действует неблагоприятный фактор. Так, образование L-форм бактерий, лишенных клеточной стенки, происходит под влиянием химиотерапевтических веществ (пенициллина, стрептомицина и т. д.). при снятии действия антибиотиков на культуру бактерий происходит реверсия микроорганизмов в исходные формы. Фенотипическое проявление признака под влиянием условий внешней среды возможно в определенных пределах, называемых нормой реакции, которая допустима генотипом организмов. Некоторые признаки характеризуются широкой нормой реакции. В основном, это количественные признаки (масса микробной клетки, ее величина, пигментация колоний).
Фенотипическое проявление информации, заключенной в генотипе, характеризуется показателями пенентрантности и экспрессивности. Пенетрантность отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе информации, а экспрессивность характеризует степень выраженности признака.
Различают длительную модификацию, которая проявляется в течение нескольких поколений и кратковременную, при которой изменения исчезают при исчезновении действующего фактора внешней среды.

50.Внехромосомная изменчивость микроорганизмов. Плазмиды: строение, классификация, роль в природе, в детерминации патогенных признаков и лекарственной устойчивости. Транспозоны, Is-последовательности, их роль.

внехромомсомным факторам наследственности относят плазмиды и эписомы, которые располагаются в цитоплазме клетки. Плазмиды не способны встраиваться в нуклеотид бактерии, они имеют собственную ДНК, которая может самостоятельно реплицироваться. В противоположность плазмидам, эписомы встраиваются в нуклеотид бактерии и функционируют вместе с ним.
Плазмиды, не зависимо от нуклеоида, обеспечивают способность к коньюгации, устойчивость к антибиотикам и другим веществам. Установлено, что наличие плазмид в клетке не обязательно, но в тоже время их может быть несколько. Плазмиды подразделяют на коньюгативные (трансмисивные) и неконьюгативные (на трансмиссивные). Первые – придают клетке свойства генетического донора, детерминируют перенос генетического материала от клетки донора к клетке реципиенту, вторые – не придают клетке свойств генетического донора, не могут передаваться к клетке реципиенту без наличия факторов переноса.
Различают следующие виды плазмид: Соl-фактор – колициногенный фактор, F-фактор – фактор фертильности, R-фактор – фактор устойчивости к лекарственным веществам, плазмиды биодеградации, плазмиды, кодирующие факторы вирулентности у микроорганизмов (Ent, Hly, Sal, K и т. д.)
Col-факторы – это плазмиды, контролирующие синтез бактериоцинов, обладающих способностью подавлять развитие филогенетических родственных бактерий. Название бактериоциногенов присваивают с учетом вида микроорганизмов их продуцирующих. В настоящее время известно, что практически почти все патогенные бактерии продуцируют бактериоцины.
Бактериоцины кишечной палочки называют колицины, стаффилококка – стаффилоцины, пневмококка – пневмоцины, вибриона – вибриоцины и т. д.. Лучше других бактериоцинов изучены колицины. Культуры кишечной палочки, продуцирующие колицины, называют колициногенами, а чувствительные к ним – колициночуствительными. Колицины – вещества белковой природы. Они обладают способностью ингибировать синтез ДНК, РНК, белка, вызывать гибель клетки не нарушая ее целостности. Колицины обладают летальным признаком, т. е. после их продукции бактериальная клетка может погибнуть. Колицины функционируют аналогично антибиотикам с узким спектром действия, обладают свойствами эндодезоксирибонуклеаз.
Бактериальные клетки, выделяющие бактерицины, устойчивы к действию гомологичных бактерицинов окружающей среды.
F-фактор может функционировать автономно и может быть в интегрированном, как эписома, состоянии. Этот фактор представляет собой кольцевую ДНК длиной 30-32 нм, молекула которой детерминирует перенос генетического материала из клетки донора в клетку реципиента, синтез половых ворсинок, синтез ферментов, способность к автономной репликации и т. д.
R-фактор генетическая структура, обеспечивающая устойчивость к лекарственным препаратам. Эта структура несет гены лекарственной устойчивости (ч-гены). Устойчивость к одному или нескольким лекарственным препаратам (антибиотикам) осуществляется за счет оперонов и может быть передана путем коньюгации и трансдукции.
Плазмиды биодеградации ответственны за использование органических соединений бактериями в качестве источников углерода и энергии, за утилизацию ряда сахаров, образование протеолитических ферментов.
Ent-плазмиды кодируют образование энтеротоксинов у энтеробактерий, Hly-плазмида – синтез гемолизинов у энтеропатогенных микроорганизмов и стрептококков. Sal-плазмида контролирует у псевдомонад использование бактериями салицилатов благодаря выработке предназначенного для этой цели фермента.
Последовательности и транспозоны
Кроме упомянутых выше генетических элементов (плазмиды, эписомы) у микроорганизмов наличествуют подвижные генетические элементы – последовательности и транспозоны, которые могут кодировать свою собственную транспозицию (перенос) от одного нуклеоида к другому или же между нуклеоидом и плазмидами. Такой перенос обусловлен способностью подвижных генетических элементов определять синтез ферментов транспозиции и рекомбинации – транспозаз.
Инсертиционные (вставочные) последовательности (is-элементы, от английского insertion – вставка, sequence – последовательность) обладают следующими свойствами. Они способны перемещаться по геному, реплицируя при этом is-элемент. В процессе репликации первичный экземпляр остается на месте, а копия встраивается в мишень, почти не обладающей специфичностью. Функции, обеспечивающие способность к перемещению (транспозиции) закодированы в самом is-элементе. Транспозиция весьма редкое событие, которое происходит реже, чем спонтанные мутации. В местах смежных по отношению к инсерции возникают делеции и инверсии бактериальных геномов. Встроенная инсерция может либо активировать транскрипцию соседних генов, либо ингибировать их активность. Is-элементы обеспечивают взаимодействие между нуклеоидом, плазмидами и эписомами. В свободном состоянии is-последовательности не обнаружены.
Транспозоны состоят из 2500-20000 и более пар нуклеотидов и могут быть в свободном состоянии в виде кольцевой молекулы, которая обладает способностью перемещаться из хромосомы в плазмиды и наоборот, мигрируя с репликона на репликон. Некоторые умеренные фаги, например Ми-бактериофаг E. Coli, устроены аналогично и представляют собой гигантские транспозоны. Транспозоны могут быть носителями информации отвечающей за продуцирование токсинов и ферментов, ингибирующих антибиотики.
51.Мутации: понятие, виды мутаций и их механизм, влияние различных мутагенных факторов на хромосомный аппарат микробной клетки
Стойкое, скачкообразное изменение в наследственном аппарате клетки, не связанное с обычной рекомбинацией генетического материала, называется мутацией.
Виды мутаций:
1) генные — изменение структуры или последовательности расположения в ДНК отдельных генов. Фенотипически при этом изменяется состав аминокислот в белках, кодируемых геном;
2) хромосомные — изменение структуры хромосом (утрата или удлинение их участков). Фенотипически проявляются тоже через изменение состава белка;
3) геномные — изменение числа хромосом (недостаток или избыток) в наборе, не сопровождаемое изменениями их структуры.
По характеру изменения генетического материала (гена или хромосомы) выделяют следующие мутации: а) делеции— выпадение какого-либо участка гена или хромосомы; б) транслокации— перемещение участка; в)инверсии— поворот участка на 180° (хромосома перекручивается, гены располагаются в обратном порядке; г)дупликация — вставляется лишний ген.
По причинному характеру выделяют спонтанные (самопроизвольные) мутации и индуцированные. Последние развиваются под влиянием мутагенных факторов, среди которых различают экзогенные и эндогенные.
К экзогенным относятся:
1. Физические мутагены:а) ионизирующее излучение (оказывает прямое воздействие на ДНК, изменяя последовательность нуклеиновых кислот); б) ультрафиолетовые лучи (в большой дозе вызывают метилирование ДНК); в) температура (мутагенным свойством обладает только перегревание).
2. Химические мутагены: а) высокоактивные вещества; б) свободные радикалы; в) цитостатики и др.
Все химические мутагены должны легко проникать в клетку и достигать ядра.
3. Биологические факторы. Обычно это вирусы. Есть два пути их мутагенного воздействия: а) вирус непосредственно проникает в ДНК; б) в результате жизнедеятельности вирусов образуются продукты распада, которые являются мутагенными.
Эндогенные химические мутагены образуются на путях обмена веществ в организме — перекись водорода и липидные перекиси, а также свободные кислородные радикалы.
Мутации могут происходить как в соматических, так и в половых клетках (гаметические мутации). В первом случае последствия связаны только с судьбой данного организма, а во втором — последствия сказываются на судьбе потомства.
И, наконец, нужно помнить, что мутация не всегда влечет за собой изменения в организме, так как:
1) не каждая замена азотистого основания в молекуле ДНК приводит к ошибке при ее редупликации;
2) не всякое аминокислотное замещение в молекуле белков приводит к нарушению ее конформации;
3) только 5 % генов функционирует, а остальные находятся в репрессированном состоянии и не транскрибируются.
МУТАЦИИ – изменения в структуре ДНК, закрепляются и прередаются по наследству. Классифицируют по происхождению, характеру изменений в структуре ДНК, фенотипическим последствиям и др.
По ПРОИСХОЖДЕНИЮ мутации подразделяют на:
Is-последовательностей, транспозонов и плазмид, при наличии ГЕНОВ-МУТАТОРОВ частота мутаций увеличивается вспонтанные – составляют естественный фон. Они появляются под влиянием разных причин: ОШИБКИ в репарирации или репликации ДНК, ошибочное включения в дочернюю цепь НЕКОМПЛЕМЕНТАРНОГО АО (А=Т, Г≡Ц), ИНСЕРТАЦИОННЫЕ мутации (insertion – вставка, возникают при встраивании в хромосому микробной >100 раз).индуцированные – получают под влиянием мутагенов.
По КОЛИЧЕСТВУ МУТИРОВАВШИХ ГЕНОВ:
ГЕННЫЕ – затрагивают один ген, чаще всего – точковые,
вместо одной АК кодируется другая или нонсенскодон (нонсенсмутация) – этоТочковые – замену или вставку пары АО в ДНК → изменение 1 кодона ПРЯМАЯ Мт. Впоследствии может возникнуть вторичная (ОБРАТНАЯ) мутация в этом же гене → восстановление дикого генотипа и фенотипа.
Вставка или выпадение одной пары АО → изменение всех последующих кодонов в пределах 1 гена (Мт со сдвигом считывания).
хромосомные – распространяются на несколько генов, возникают в результате выпадения нуклеотидов (ДЕЛЕЦИЯ), поворота участка ДНК на 180° (ИНВЕРСИЯ), повторения фрагмента ДНК (ДУПЛИКАЦИЯ). Один из механизмов связан с перемещением Is-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ и ТРАНСПОЗОНОВ из одного участка ДНК в другой или из хромосомы в плазмиду и наоборот → нарушается функция гена.
По ФЕНОТИПИЧЕСКИМ ПОСЛЕДСТВИЯМ: и летальные.
Нейтральные –фенотипически не проявляются.
могут сохранять свою жизнеспособность или утрачивать ее. Так, например, ts-мутанты (температурочувствительные) могут синтезировать ферменты, активные при 37°С, но неактивные при 42 °С, у Б!! дикого типа – активны при обеих t°C.Условно-летальные – приводят к изменению функциональной активности фермента. В зависимости от условий окр среды мк
Летальные – характеризуются полной утратой способности синтезировать жизненно важные ферменты (особенно ДНК-полимераз).
ауксотрофы, растут только в среде с готовым продуктом. стенки; способности ферментировать углеводы, синтезировать опред АК, витамины и другие соединения, устойчивость к лекарствам или дезинфектантам и т. д. Мутации проявляются в фенотипе в виде утраты или изменения морфологических и БХ признаков: жгутиков, пилей, капсулы,
52.Трансформация. Природа трансформирующего фактора. Особенности процесса трансформации, значение данного явления.
Трансформация (от латинского transformo – превращать, преобразовывать) – изменение генома бактерий – реципиента, в результате поглощения из среды свободного фрагмента ДНК клетки-донора.
Впервые явление трансформации начал изучать Ф. Гриффитс (1928), используя в опытах культуры пневмококков. Эти микроорганизмы способны к диссоциации и образуют на плотной питательной среде колонии в S-форме и R-форме. Микроорганизмы образующие S-формы колоний капсульные, они патогенны для белых мышей. Бактерии, формирующие на агаре R-формы колоний бескапсульные, не патогенные для мышей. Фактором патогенности у пневмококков является капсула, что было учтено Ф. Гриффитсом при проведении опытов. Он ввел мышам вместе две культуры пневмококков: одну – непатогенную бескапсульную (R-штамм), а вторую – патогенную с капсулой (S-штамм), но обезвреженную нагреванием. Мыши, получившие смесь упомянутых культур пали. Из крови павших мышей была получена культура, микроорганизмы которой имели капсулу и обладали патогенностью. Контрольные эксперименты продемонстрировали, что введение мышам по отдельности живых пневмококков бескапсульных и убитых нагреванием не приводит к гибели животных. Ученый сделал вывод, что непатогенные клетки R-штамма могут трансформироваться в патогенные пневмококки, обладающие капсулой.
Грачевой (1946) был получен вариант кишечной палочки с некоторыми свойствами характерными для сальмонелл. Она культивировала E. Coli на среде, к которой добавлялась убитая культура сальмонелл.
В результате многочисленных экспериментов было установлено, что путем трансформации могут быть перенесены различные признаки: синтез капсульного полисахарида, синтез различных ферментов, устойчивость к антибиотикам и т. д.
Было обнаружено, что трансформация имеет место чаще в пределах одного вида, но может наблюдаться и между разными видами. В процессе трансформации участвуют две бактериальные клетки: донор и реципиент.
О. Эвери, К. Мак-Леод, М. Мак-Карти (1944) установили, что трансформирующим фактором является ДНК. По их мнению, трансформация представляет собой поглощение изолированной ДНК бактерии донора клетками бактерии реципиента.
Трансформация – сложный биологический процесс, который протекает поэтапно. Первая стадия этого процесса заключается в адсорбции трансформирующей ДНК на поверхности микробной клетки. Вторая – проникновение ДНК через определенные рецепторные участки стенки бактерии-реципиента при помощи специальных белков внутрь клетки. Третья стадия представляет собой спаривание части ДНК донора с ДНК реципиента, четвертая – включение в ДНК реципиента одной из цепей трансформирующего элемента. И пятая – изменение нуклеотида клетки-реципиента в ходе ее последовательных делений. Способность бактерий реципиентов к трансформации была названа компентентностью. Компентентность определяется физиологическим состоянием клетки-реципиента к периодам клеточного цикла.
53.Конъюгация. Роль полового фактора. Особенности передачи генетического материала при конъюгации. F⁺, F^- , Hfr-клетки.
Конъюгация (от латинского conjugatio – контактирование) – перенос генетического материала от одной бактериальной клетки (донора) к другой (реципиенту) при непосредственном контакте этих клеток. Явление конъюгации открыли Дж. Ледерберг и Э. Татуш (1946).
Ученые взяли два ауксотрофных мутантных штамма E. Coli к-12: один не способный синтезировать треонин и лейцин (Thr-Leu^-), другой – метионин и биотин (Met-Bio^-) и выращивали их вместе в течение 12 часов на полноценной питательной среде. Затем выросшую культуру отцентрифугировали и отмыли от полноценной питательной среды и засеяли на минимальную питательную среду.
На этой среде без метионина, биотина, треонина и лейцина появились прототрофные колонии Met⁺, Bio⁺, Thr⁺, Leu⁺. Опытным путем ученые установили, что ни трансформации, ни трансдукции в данном случае не наблюдалось. Был сделан вывод о происхождении рекомбинантных геномов в результате непосредственного контакта родительских клеток. Микрофотографии конъюгирующих клеток явились доказательством того, что между ними образуется цитоплазматический мостик.
В 1952 году Хейтс выяснил, что при конъюгации одна клетка является мужским донором, а другая – женским реципиентом. Клетки-доноры обладают половым фактором F ( от fertility – плодовитость), который представляет собой замкнутую в кольцо молекулу ДНК. Перенос генетического материала происходит в одном направлении – от донорской (мужской F⁺) клетки к реципиентной (женской F^-).
Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке-доноре трансмиссивной плазмиды, продуцирующей половые пили, образующие трубочку, по которой плазмидная ДНК передается из клетки-донора в клетку-реципиент, в результате чего последняя приобретает донорские свойства. В случае, когда F-фактор встраивается в хромосому донора и функционирует в виде единого с ней репликона, то нуклеоид донора приобретает способность передаваться в клетку-реципиент. Донорские клетки, содержащие встроенный в нуклеоид F-фактор, называются Hfr-клетками ( от английского high frequency of recombination – высокая частота рекомбинаций).
54.Трансдукция. Роль умеренного бактериофага. Виды и механизмы трансдукции.
Трансдукция (от латинского transductio – перенос) – перенос генов из одной бактериальной клетки в другую при помощи бактериофага. Явление трансдукции впервые установили Н. Циндлер и ДЖ. Ледербер (1952). Для исследований они использовали патогенные для белых мышей два штамма S. typhimurium (22 A и 2A). Штамм 22 А – ауксотрофный, не способный синтезировать триптофан (Т^-), штамм 2А – способный к синтезу триптофана (Т⁺). В опытах исследователи использовали U-образную трубку, разделенные на изгибе бактериальным фильтром. В одно колено этой трубки с питательной средой засевали бактерии штамма 22 А, в другое – штамма 2А. Опыты показали, что штамм 22 А был лизогенен по фагу Р-22. Этот фаг из лизогенной культуры проходил через бактериальный фильтр, лизировал бактерии штамма 2А, присоединял при этом его генетический материал. Затем фаг возвращался обратно и передавал генетический материал штамма 2А штамму 22А, который приобретал способность синтезировать триптофан.
Явление трансдукции установлено не только у сальмонелл, но и у кишечной палочки и актиномицетов. У бактерий наблюдается трансдукция одного, реже двух и весьма редко трех сцепленных генов.
Различают следующие виды трансдукции: общую (неспецифическую), специфическую и абортивную.
Общая трансдукция характеризуется тем, что фаг играет роль переносчика генетического материала бактерий, т. е. передает в клетку-реципиент любой ген донорской клетки. Сам фаг в нуклеоид реципиента не встраивается и лизогении бактериальной культуры не происходит. Один и тот же фаг может служить трансдуктором различных признаков: ферментативной активности, устойчивости к лекарственным веществам, подвижности, вирулентности и др.
Специфическая трансдукция заключается в том, что бактериофаг переносит от клетки-донора в клетку-реципиента строго определенные гены и встраивает их в определенные участки реципиента. Бактериофаг может встраиваться в нуклеоид клетки-реципиента. Клетки бактерий, имеющие в своей хромосоме профаг, называют мезогенными, а явление совместного существования ДНК бактерий и профага называется мезогенным.
Абортивная трансдукция характеризуется тем, что фрагмент ДНК донора, перенесенный в клетку реципиента не включается в ее нуклеоид, а может сохраняться в цитоплазме клетки. Клетка при этом не подвергается лизису, но при делении ее перенесенный новый признак постепенно исчезает у ее потомства.
55.Распространение микроорганизмов в окружающей среде. Понятие о микробных биоценозах. Типы взаимодействия между микробами в биоценозах.
В природе микроорг заселяют практич любую среду (почва, вода, воздух) и распространены гораздо шире др живых существ. В зонах обитания образ биоценозы – сложные ассоциации со специфич и часто необычн взаимоотношениями. Кажд микробн сообщество в конкретн биоценозе образ специфич аутохтонные микроорганизмы (присущие конкрет области). В состав этих сообществ могут внедряться аллохтонные мыкробы. В природ биоценозах выжив и размнож только те микроорганизмы, кот благоприятствует окр среда; их рост прекращ когда мен условия окр среды. Типы взаимодействия: 1) симбиоз – совместное длител существование микроорганизмов в долгоживущих сообществах, мутуализм – взаимовыгод симбиотическ отношения (микроорганизмы выраб БАВ необх хозяину), комменсализм – выгоду извлекает только один партнер не принося видим вреда другому (кишеч палочка, бифидобактерии); 2) антагонистич симбиоз – наносят хозяину вред, его крайнее проявление – паразитизм – микроорганизм использует др организм как источник питания; 3) метабиоз – одни утилизируют продукты жиз-ти других; 4) сателлизм – выделяют метаболиты стимул рост других; 5) антагонизм – один угнетает развитие другого.
Микроорганизмы в экологических нишах сосуществуют в виде сложных ассоциаций- биоценозовс различными типами взаимоотношений, в конечном счете обеспечивающих сосуществование многочисленных видов прокариот и различных царств жизни.

56.Микроорганизмы почвы.Её значение в природе и распространении инфекционных заболеваний.
Почва — естественная среда микроорганизмов, принимающих участие в круговороте веществ в природе. Микробы из почвы попадают в воздух и воду.
В 1 г почвы находится несколько миллиардов самых разнообразных микроорганизмов: гнилостные аэробные и анаэробные бактерии, азотфиксирующие, нитрофицирующие и другие бактерии, актиномицеты, грибы, простейшие. Особенно длительно в почве находятся споры бактерий и грибов. Наибольшее количество микробов содержится на глубине 5-10 см. Почвенные микроорганизмы осуществляют процесс минерализации органических отходов с образованием гумуса, обеспечивающего плодородие почвы.
Болезнетворные микроорганизмы попадают в почву с выделениями больных людей и животных, с отбросами, с трупами крыс и других животных. Возбудители кишечных инфекций могут находиться в почве от нескольких дней до месяца, иногда дольше. Споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и газовой гангрены могут сохраняться в почве десятки лет. Загрязнение продуктов болезнетворными микробами из почвы представляет большую опасность заболевания людей.

57.Микрофлора воды. Санитарные показатели загрязнения воды и методы их определения. Значение микрофлоры воды.

Вода в противоположность воздуху является средой, пригодной не только для существования, но и для размножения микробов. В силу этого и микробов в воде значительно больше, чем в воздухе. В воду микробы попадают главным образом из почвы, с отбросами и выделениями человека и животных, а также из воздуха. В воде обнаруживаются самые разнообразные микроорганизмы, главным образом сапрофиты, в некоторых случаях встречаются и болезнетворные бактерии (палочки брюшного тифа, холерный вибрион и др.).
В санитарно-гигиеническом отношении этот факт имеет большое эпидемиологическое значение. Многочисленные статистические данные подтверждают возникновение брюшнотифозной и холерной эпидемии в результате использования населением загрязненной воды.
Примесь в воде различных химических веществ (аммиак, сероводород, соли азотной и азотистой кислот) свидетельствуют о том, что данный водоем загрязнен органическими веществами. В первую очередь в таком случае надо иметь в виду испражнения.
В санитарно-гигиенической практике не только качественный, но и количественный учет микроорганизмов в воде помогает определить пригодность ее к употреблению. Температурный оптимум для большинства микробов воды находится в пределах 20—22°. Такие факторы, как солнечный свет, течение воды, происходящие в воде окислительные процессы, приводят к уменьшению числа микроорганизмов. Самоочищению водоемов способствует и бактериофаг, продукты жизнедеятельности микробов-антагонистов, низших и высших растений, а также уничтожение микробов простейшими и мелкими животными.
Вода, а также почва и пищевые продукты могут быть загрязнены фекалиями. Эпидемиологическая опасность такого загрязнения заключается в том, что вместе с кишечной палочкой во внешнюю среду могут поступать и патогенные микробы — возбудители кишечных инфекций: бактерии тифа, паратифа, дизентерии и холеры. В результате этого могут возникать крупные эпидемические вспышки.
Поэтому установлен повседневный санитарно-эпидемиологический контроль доброкачественности питьевой воды и пищевых продуктов. Результаты санитарно-бактериологических анализов на бактерии кишечной группы выражаются в коли-титре или коли-индексе.
Коли-титром называется наименьший объем жидкости (вода, молоко и др.) или вес твердых тел (почва и др.), в которых содержится хотя бы одна особь кишечной палочки.
Коли-индексом называется число особей кишечной палочки, содержащихся в 1 л жидкости или в 1 г твердых веществ.
58. Микрофлора воздуха,микробы - показатели загрязнения воздуха. Методы изучения микрофлоры воздуха. Значение микрофлоры воздуха в распространении инфекционных заболеваний
Несмотря на то что воздух является неблагоприятной средой для развития микробов, последние находятся в нем постоянно. В воздух микробы попадают с поверхности почвы с пылью, с различными выделениями живых существ. Наиболее частыми обитателями воздуха являются дрожжи, грибы, споровые палочки и пигментные микроорганизмы.
В естественных условиях в воздухе могут встречаться до 100 видов сапрофитных микроорганизмов (кокки, споровые палочки, грибы и др.). В отличие от наружного воздуха в помещении при недостаточной вентиляции могут накапливаться микроорганизмы, выделяемые через дыхательные пути (при разговоре, кашле и чиханье). Наиболее часто выделяются стафилококки, диплококки и стрептококки.
В воздухе в окружении больных могут находиться болезнетворные микробы (туберкулезная палочка, палочка дифтерии, возбудитель скарлатины и др.). Воздух хирургических и родильных отделений может быть загрязнен различными болезнетворными микроорганизмами (гноеродные кокки, споры столбнячной палочки). Это может привести к неприятным осложнениям в послеоперационном и послеродовом периоде (нагноение в ранах, септические послеродовые осложнения).
Количественный и качественный состав микрофлоры, воздуха зависит главным образом от количества пыли, которое переносится воздушными течениями. Воздух лесов, полей, лугов, а также воздух над водными пространствами вдали от населенных пунктов отличается сравнительной чистотой. Наоборот, в городах с большим уличным движением, в жилых помещениях (особенно в местах большого скопления людей) воздух может содержать большое количество микроорганизмов.
Атмосферные осадки способствуют очищению воздуха от микробов.
Санитарным показателем степени загрязнения воздуха является как общее число микробов в 1 м3 воздуха, так и количество гемолитических и зеленящих стрептококков.
59. Нормальная микрофлора тела человека. Ее значение и функции. Понятие о гнотобиологии.Дисбактериоз(дисбиоз).Факторы, влияющие на его формирование.
На внешних покровах человеческого тела (кожа, волосы) и в полостях, сообщающихся с внешней средой (носовая и ротовая полость, верхние дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, мочеполовая система), в норме встречаются различные безвредные и болезнетворные микроорганизмы. Кровь же и внутренние органы человека свободны от микробов (стерильны).
На коже и волосах могут встречаться различные формы бактерий: стафилококки, стрептококки, сарцины, дифтероидные палочки и др.
На слизистой оболочке носа, в носоглотке могут обнаруживаться стафилококки, стрептококки, диплококки, дифтероидные палочки и другие микроорганизмы.
Микробы в изобилии находятся во рту и кишечнике человека. В 1 мл слюны содержится несколько миллионов бактерий, среди которых встречаются и анаэробы.
Из грамположительных микробов в полости рта встречаются диплококки, стрептококки, микрококки, Bact. maximumbuccalis (толстые крупные палочки), Leptothrixbuccalis (длинные, тонкие, нитевидные формы), ацидофильные палочки и дифтероиды.
Из грамотрицательных микробов находят вибрионов, мелких грамотрицательных палочек и спирохет (Spirochaetabuccalis — крупная грубая спирохета с неправильными изгибами и Spirochaetadentium — более мелкая, с завитками, напоминающими спирохету сифилиса).
Микрофлора желудочно-кишечного тракта неодинакова в разных его отделах. При нормальной кислотности желудочного сока в желудке микробов очень мало. При пониженной же кислотности создаются условия для развития богатой микрофлоры, и тогда в желудке могут быть обнаружены спороносные палочки, дрожжи и другие микроорганизмы.
В тонком кишечнике микрофлора тоже очень скудна, что объясняется бактерицидным действием секрета слизистой оболочки.
Иная картина в толстом кишечнике. Здесь встречается обилие микроорганизмов. В толстом кишечнике взрослого человека преобладающим микроорганизмом является кишечная палочка (Е. coli). Из других микробов здесь встречаются: энтерококк, анаэробные бациллы, Bact. proteusvulgaris и др. При некоторых инфекционных заболеваниях (брюшной тиф) в испражнениях может содержаться щелочеобразующая палочка — Bact. faecalisalcaligenes.
В мочеполовой системе (в норме) микроорганизмы могут встречаться в наружных частях мочеиспускательного канала и во влагалище. Полости мочеполового пузыря и матки стерильны. Среди микробов, встречающихся на наружных половых органах, следует отметить кислотоустойчивую палочку Bact. smegmae, а во влагалище— грамположительную палочку Bact. Doderleini. Влагалищная палочка — палочка Дедерлейна является постоянным обитателем влагалища здоровой женщины. Это тонкая ацидофильная палочка. Благоприятным условием для ее развития является кислая реакция среды.
Большое значение для организма имеет иммунизирующее свойство микрофлоры тела здорового человека. Бактериальная микрофлора способствует организации и созреванию иммунной системы. В опытах на стерильных животных (гнотобионтах) показано, что масса лимфатических узлов безмикробных животных снижена в несколько раз, а количество центров размножения в этих узлах — в десятки раз по сравнению с контрольными животными. Гнотобионты не способны сохранить свое здоровье, попадая в микробное окружение, и погибают от инфекционных процессов, вызываемых у них такими видами микроорганизмов, к которым животные, выросшие в обычных условиях, не восприимчивы вовсе.
Для нормального функционирования человеческого организма очень важным является регуляция взаимоотношений макроорганизма и населяющей его тело микрофлоры, между отдельными видами микробов, обитающих в различных участках тела человека. При нарушении сложившихся взаимоотношений, причиной которого становятся многие испытываемые человеком воздействия (переохлаждение, перегревание, нарушение сна, психические стрессовые воздействия, ионизирующая радиация и др.), микробы-симбионты из мест своего обычного обитания распространяются, проникая во внутреннюю среду и вызывая патологические процессы. Нарушение качественного и количественного состава микрофлоры тела человека, перемещение ее в другие биотопы есть проявление дисбактериоза (дисбиоза, дисмикробиоза).

60. Паразитизм микроорганизмов. Понятие о патогенности и вирулентности микробов,методы определения вирулентности.

жүктеу/скачать 0,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 86 87 88 89 90 91 92 93 ... 154