Конспекты лекций по дисциплине «Микробиология и вирусология»


НазваниеКонспекты лекций по дисциплине «Микробиология и вирусология»
страница3/4
Дата публикации14.05.2013
Размер0.49 Mb.
ТипКонспект
referatdb.ru > Биология > Конспект
1   2   3   4

Вирулентные свойства микроорганизмов варьируют в широких пределах. Многие микроорганизмы при определенных условиях способны резко снижать свою вирулентность и вызывать легко протекающий инфекционный процесс и формирование иммунитета. Это свойство микроорганизмов широко используется для создания живых вакцин. С другой стороны, методами селекции можно получать высоковирулентные штаммы микроорганизмов.

Существенное значение для формирования инфекционного процесса и степени выраженности клинических проявлений имеют инфицирующая доза, а также путь проникновения возбудителя в макроорганизм.

К защитным механизмам относятся: наружные барьеры (кожа, слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и половых органов), внутренние (гистиогемоцитарные) барьеры, клеточные и гуморальные (неспецифические и специфические) механизмы.

Кожа является непреодолимым механическим барьером для большинства микроорганизмов; кроме того, секрет потовых желез содержит лизоцим, бактерицидный в отношении ряда микроорганизмов. Слизистые оболочки также являются механическим барьером на пути распространения микроорганизмов, их секрет содержит секреторные иммуноглобулины, лизоцим, фагоцитирующие клетки. Бактерицидным свойством обладает слизистая оболочка желудка, выделяющая соляную кислоты. Поэтому кишечные инфекции чаще наблюдаются у людей с пониженной кислотностью желудочного сока или при попадании возбудителей в межсекреторный период, когда содержание соляной кислоты минимальное. Нормальная микрофлора кожи и слизистых оболочек также оказывает выраженное антагонистическое действие в отношении многих патогенных микроорганизмов. Из гистогематических барьеров наиболее сильным защитным свойством обладает гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), поэтому в вещество мозга микроорганизмы проникают относительно редко.
5. Генетика микроорганизмов
Рекомбинация генетического материала у прокариот.

Наследственную изменчивость у прокариотичских микроорганизмов вызывают рекомбинации генетического материала трех основных типов: конъюгация, трансформация и трансдукция.

Конъюгация предполагает непосредственный контакт клетки-донора и клетки-реципиента. Клетка-донор должна обладать так называемой половой плазмидой (F-фактором), который может быть автономен или интегрирован в хромосому. F-фактор обусловливает способность донорной клетки вступать в контакт с реципиентом, формировать половые F-пили и передавать генетический материал.

При интеграции F-фактора в хромосому такая передача осуществляется с высокой частотой (штаммы Hfr). Перенос генетического материала строго ориентирован: разрыв копии хромосомы и передача ДНК происходят в локусе 0 в пределах полового фактора. Скорость переноса в одинаковых условиях для определенного штамма постоянна. Обычно всей хромосоме не удается перейти в клетку-реципиент, так как контакт клеток очень нестабилен и часто прерывается до завершения перехода. Поскольку первым реципиенту передается всегда один и тот же специфичный для каждого штамма участок хромосомы, то частота передачи стоящих следом за ним генов позволяет расположить их по отношению к этому локусу и составить генетическую карту хромосомы.

Трансформацией называется процесс изменения свойств одних бактерий под влиянием экзогенной растворенной ДНК, выделенной из других бактерий. Для трансформации не нужна клетка-донор, а проникновение фрагментов ДНК зависит от физиологического состояния клетки-реципиента {компетентности). Только двуцепочечные фрагменты ДНК значительной молекулярной массы могут быть трансформирующими агентами. В геном сможет включиться ДНК с определенной степенью гомологии с ДНК реципиента.

Из одной бактериальной клетки в другую гены могут переноситься и в процессе трансдукции. При этом функцию векторов выполняют фаги, случайно захватывающие фрагмент бактериальной хромосомы в процессе формирования зрелых фаговых частиц. При заражении клетки-реципиента таким фагом в нее может включиться фрагмент ДНК другой клетки путем обмена по гомологичным участкам. Перенос генетического материала из клетки в клетку осуществляется также путем передачи векторных плазмид.

Явление диссоциации у прокариот.

Механизм этого явления еще не раскрыт полностью и на протяжении многих лет остается дискуссионным, однако в практике научных исследований с ним сталкивается практически каждый, кто работает с микроорганизмами. Явление диссоциации наблюдают, когда при рассеве чистой культуры на твердой среде развиваются колонии разной морфологии. На самом деле микробная популяция гетерогенна не только морфологически, но и затрагивает физиолого-биохимические и генетические признаки. Этот процесс имеет постоянный характер и более высокую частоту, чем спонтанные мутации. Наиболее часто образуются три морфотипа колоний: R - шероховатые, S - гладкие и М - слизистые. Первоначально это явление было отмечено у патогенных микроорганизмов - Salmonella, Shigella, Е. coli, и в связи с разными фазами протекания болезни было названо «вариацией фаз» (S - вирулентный вариант, преобладает в эпидемической фазе, R - в постэпидемической). Диссоциация безусловно связана с изменениями в геноме. Колонии разных морфотипов, отличающиеся по диаметру, содержат одинаковое количество по-разному упакованных клеток. В природных местообитаниях обычно наблюдается преобладание какого-то из диссоциантов, по при этом присутствуют все три из них.

Диссоциация обычно выявляется не на любой плотной среде, а только на среде, богатой углеводами. Различия в клеточных оболочках (капсула + клеточная стенка) обусловливают весь спектр различий физиолого-биохимических признаков диссоциантов. Такие параметры, как скорость роста и выделение продуктов, устойчивость к токсическим веществам, зависят от скоростей поглощения и экскреции веществ, активности мембранных ферментов, которые, в свою очередь, подвержены влиянию изменений в клеточных оболочках.

Явление диссоциации следует учитывать в микробиологических производствах, так как при длительном культивировании медленно растущие варианты вытесняются быстро растущими, но, как правило, менее активными диссоциантами. К тому же диссоцианты могут синтезировать разное количество биологически активных веществ, спектр которых может различаться. Учет гетерогенности популяции позволяет прогнозировать повеление ряда патогенных микроорганизмов в природных местообитаниях. Так, вирулентность популяции фитопатогенных псевдомонад зависит от погодных условий. В сухую погоду способность к заражению растений понижена из-за преобладания в популяции авирулентного R-варианта, более устойчивого к понижению активности воды.

Условия культивирования и хранения продуцента существенно влияют на состав его популяции. Большая устойчивость одного из диссоциантов к какому-либо фактору может привести к полной смене состава популяции к концу инкубационного периода. процесса диссоциации имеют прогностическую ценность и возможность управлять течением процесса.

По систематическому положению диссоциаиты определяются как один вид.

Таким образом, можно сказать, что диссоциация - это адаптация к меняющимся условиям среды на уровне популяции.

Показано, что в диссоциации изученных микроорганизмов могут быть задействованы все генетические процессы - трансформация, трансдукция, фаговая конверсия, мигрирующие генетические элементы (умеренные фаги, плазмиды, транспозоны).

Для стабилизации синтеза биологически активных веществ в промышленности необходимо:

  1. получить недиссоциирующий клон;

  2. постоянно вести стабилизирующий отбор;

  3. соблюдать оптимальные условия хранения;

  4. соблюдать оптимальные для высокопродуктивного диссоцианту условия роста.


6. Введение в вирусологию
Современная классификация вирусов основана на фундаментальных свойствах вирионов, из которых ведущими являются признаки, характеризующие нуклеиновую кислоту, морфологию, стратегию генома и антигенные свойства.

В основу современной классификации положены следующие основные критерии.

  1. Тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), ее структура (количество нитей);

  2. Наличие липопротеидной оболочки.

  3. Стратегия вирусного генома.

  4. Размер и морфология вириона, тип симметрии, число капсомеров.

  5. Феномены генетических, взаимодействий.

  6. Круг восприимчивых хозяев.

  7. Патогенность, в том числе патологические изменения в клетках и образование внутриклеточных включений.

  8. Географическое распространение.

  9. Способ передачи.

  10. Антигенные свойства.

На основании перечисленных признаков вирусы делятся на семейства, подсемейства, роды и типы. Деление на семейства произведено по критериям, изложенным в пунктах 1 и 2, деление на роды и типы- на основании нижеперечисленных признаков.

Название семейств оканчивается на «viridae», подсемейств - «virinae», рода - «virus». В названиях допускаются привычные латинизированные обозначения, цифры при обозначении типов, сокращения, буквы и их сочетания.

Процесс репродукции вирусов может быть условно разделен на две фазы. Первая фаза охватывает события, которые ведут к адсорбции и проникновению вируса в клетку, освобождению его внутреннего компонента и модификации его таким образом, что он способен вызвать инфекцию. Соответственно, первая фаза включает в себя три стадии: 1) адсорбция вируса на клетках; 2) проникновение в клетки; 3) раздевание вируса в клетке. Эти стадии направлены на то, чтобы вирус был доставлен в соответствующие клеточные структуры, и его внутренний компонент был освобожден от защитных оболочек. Как только эта цель достигнута, начинается вторая фаза репродукции, в течение которой происходит экспрессия вирусного генома. Эта фаза включает в себя стадии: 1) транскрипции, 2) трансляции информационных РНК, 3) репликации генома, 4) сборки вирусных компонентов. Заключительной стадией репродукции является выход вируса из клетки.

Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т.е. прикрепления вирусных частиц к клеточной поверхности. Процесс адсорбции возможен при наличии соответствующих рецепторов на поверхности клетки и «узнающих» их субстанций на поверхности вируса. Самые начальные процессы адсорбции имеют неспецифический характер, и в основе их может лежать электростатическое взаимодействие положительно и отрицательно заряженных группировок на поверхности вируса и клетки.

Наличие специфических рецепторов на поверхности клетки в ряде случаев обусловливает феномен зависимого от хозяина ограничения, т.е. способность вируса заражать лишь определенные виды животных. В целом ограничения при взаимодействии рецепторных систем вируса и клетки биологически оправданы и целесообразны, хотя в ряде случаев они являются «перестраховкой». Прикрепительные белки могут находиться в составе уникальных органелл, таких как структуры отростка у Т-бактериофагов или фибры у аденовирусов, которые хорошо видны в электронном микроскопе; могут формировать морфологически менее выраженные, но не менее уникальные аранжировки белковых субъединиц на поверхности вирусных мембран, как, например, шипы у оболочечных вирусов, «корону» у коронавирусов.

Просто организованные вирусы животных содержат прикрепительные белки в составе капсида. У сложно организованных вирусов эти белки входят в состав супер-капсида и представлены множественными молекулами.

Исторически сложилось представление о двух альтернативных механизмах проникновения в клетку вирусов животных - путем виропексиса (эндоцитоза) и путем слияния вирусной и клеточной мембран. Однако оба эти механизма не исключают, а дополняют друг друга.

Термин «виропексис», означает, что вирусная частица попадает в цитоплазму в результате инвагинации участка плазматической мембраны и образования вакуоли, которая содержит вирусную частицу.

Рецепторный эндоцитоз происходит в специализированных участках плазматической мембраны, где имеются специальные ямки, покрытые со стороны цитоплазмы особым белком с большой молекулярной массой - клатрином. На дне ямки располагаются специфические рецепторы. Ямки обеспечивают быструю инвагинацию и образование покрытых клатрином внутриклеточных вакуолей. Большинство оболочечных и безоболочечных вирусов животных проникает в клетку по механизму рецепторного эндоцитоза. Эндоцитоз обеспечивает внутриклеточный транспорт вирусной частицы в составе эндоцитарной вакуоли, поскольку вакуоль может двигаться в любом направлении и сливаться с клеточными мембранами (включая ядерную мембрану), освобождая вирусную частицу в соответствующих внутриклеточных участках. Таким путем, например, ядерные вирусы попадают в ядро, а реовирусы - в лизосомы. Однако проникшие в клетку вирусные частицы находятся в составе вакуоли и отделены от цитоплазмы ее стенками. Им предстоит пройти ряд этапов, прежде чем они смогут вызвать инфекционный процесс.

Для того чтобы внутренний компонент вируса мог пройти через клеточную мембрану, вирус использует механизм слияния мембран. У оболочечных вирусов слияние обусловлено точечным взаимодействием вирусного белка слияния с липидами клеточной мембраны, в результате которого вирусная липопротеидная оболочка интегрирует с клеточной мембраной, а внутренний компонент вируса оказывается по другую ее сторону. У безоболочечных вирусов один из поверхностных белков также взаимодействует с липидами клеточных мембран, в результате чего внутренний компонент проходит через мембрану.

Тот же механизм, который лежит в основе слияния вирусных и клеточных мембран, обусловливает индуцированный вирусами гемолиз и слияние плазматических мембран, прилежащих друг к другу клеток с образованием многоядерных клеток, симпластов и синцитиев. Вирусы вызывают два типа слияния клеток: 1) «слияние снаружи» и 2) «слияние изнутри». «Слияние снаружи» происходит при высокой множественности инфекции и обнаруживается в течение первых часов после заражения. Этот тип слияния, описанный для парамиксовирусов, обусловлен белками заражающего вируса и не требует внутриклеточ­ного синтеза вирусных компонентов. Напротив, «слияние изнутри» происходит при низкой множественности инфекции, обнаруживается на сравнительно поздних стадиях инфекционного процесса и обусловлено вновь синтезированными вирусными белками. «Слияние изнутри» описано для многих вирусов: вирусов герпеса, онковирусов, возбудителей медленных инфекций и др. Этот тип слияния вызывают те же вирусные гликопротеиды, которые обеспечивают проникновение вируса в клетку.

Проникшие в клетку вирусные частицы должны раздеться для того, чтобы вызвать инфекционный процесс. Смысл раздевания заключается в удалении вирусных защитных оболочек, которые препятствуют экспрессии вирусного генома. В результате раздевания освобождается внутренний компонент вируса, который способен вызвать инфекционный процесс. Раздевание сопровождается рядом характерных особенностей: в результате распада вирусной частицы исчезает инфекционная активность, в ряде случаев появляется чувствительность к нуклеазам, возникает устойчивость к нейтрализующему действию антител, теряется фоточувствительность при использовании ряда препаратов.

Конечными продуктами раздевания являются сердцевины, нуклеокапсиды или нуклеиновые кислоты. Для ряда вирусов было показано, что продуктом раздевания являются не голые нуклеиновые кислоты, а нуклеиновые кислоты, связанные с внутренним вирусным белком. В ряде случаев способность вирусов вызвать инфекционный процесс определяется возможностью их раздевания в клетке данной системы. Тем самым эта стадия является одной из стадий, лимитирующих инфекцию.

Транскрипция - это переписывание ДНК на РНК по законам генетического кода. Это означает, что РНК состоит из нуклеотидных последовательностей, комплементарных ДНК. Нити ДНК в участке транскрипции разделяются и функционируют как матрицы, к которым присоединяются комплементарные нуклеотиды благодаря спариванию комплементарных оснований. Транскрипция осуществляется с помощью специального фермента - РНК-полимеразы, который связывает нуклеотиды путем образования 3'-5'-фосфодиэфирных мостиков. Такое, связывание происходит лишь в присутствии ДНК-матрицы.
1   2   3   4

Похожие рефераты:

Конспекты лекций по дисциплине «Микробиология»
Государственного общеобязательного стандарта образования Республики Казахстан 08. 353-2006 «Образование высшее профессиональное....
«Микробиология и вирусология»
Государственного общеобязательного стандарта образования Республики Казахстан 08. 327-2006 «Образование высшее профессиональное....
Перечень экзаменационных вопросов по дисциплине «Микробиология, вирусология,...
Клиническая микробиология как раздел медицинской микробиологии. Определение, задачи, методы
Предмет и задачи микробиологии
Ключевые слова: микробиология, общая микробиология, вирусология, вездесущность микробов
Предмет и задачи микробиологии
Ключевые слова: микробиология, общая микробиология, вирусология, вездесущность микробов
Предмет и задачи микробиологии
Ключевые слова: микробиология, общая микробиология, вирусология, вездесущность микробов
Рабочая программа дисциплины «Микробиология и вирусология»
«микробиология» происходит от греческих слов «micro» -малый, «bios» жизнь и «logos» наука (учение). Таким образом, микробиология...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Микробиология и вирусология»
«микробиология» происходит от греческих слов «micro» -малый, «bios» жизнь и «logos» наука (учение). Таким образом, микробиология...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Микробиология и вирусология»
«микробиология» происходит от греческих слов «micro» -малый, «bios» жизнь и «logos» наука (учение). Таким образом, микробиология...
Список рекомендованных учебников по дисциплине клиническая лабораторная...
Коротяев, А. И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для мед вузов / А. И. Коротяев, С. А. Бабичев – спб.:...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза