Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Мікроби і навколишнє середовище. Генетика і мінливість мікроорганізмів. Бактерофаги, антибіотики

Навчальна мета:

розуміти суть фенотипової та генотипової форм мінливості мікроорганізмів;

вивчити структуру бактеріофагів;

знати вплив фагів на мікробну клітину;

знати практичне застосування фагів у медицині.

 

План

Поширення мікробів у природі. Мікрофлора організму людини, її значення. Гнотобіологія. Циркуляція патогенних мікроорганізмів у довкіллі. Мікроекологія. Циркуляція мікроорганізмів у лікарняних установах. Протиепідемічні заходи в лікарняних установах. Санітарно-показникові мікроорганізми довкілля, лікарняних установ.

Вплив фізичних, хімічних і біологічних чинників на мікроби. Стерилізація. Дезінфекція.

Поняття про генотипову і фенотипову мінливість, її практичне використання. Мутації. Генетичні рекомбінації. Роль плазмід та транспозонів у формуванні резистентності у бактерій. Генодіагностика інфекційних хвороб (полімеразна ланцюгова реакція тощо).

Бактеріофаг, його природа і практичне застосування. Вплив бактеріофага на мінливість мікроорганізмів.

Поняття про антибіотики, їх природа. Антибіотичні речовини та бактеріоцини. Хіміотерапевтичні препарати. Принципи класифікації. Застосування. Хіміотерапевтичний індекс.

Вплив антибіотиків на мінливість мікроорганізмів. Побічна дія антибіотиків і методи її подолання. Антибіотикограма, її практичне застосування. Противірусні хіміотерапевтичні препарати. Антисептики.

Поняття про генотипову і фенотипову мінливість, її практичне використання

Наука про закони спадковості називається генетикою. Генетика бактерій — це розділ загальної генетики, який вивчає закономірності спадковості і мінливості у бактерій. Спадковість— це відтворення у нащадків ознак предків, зумовлене передачею генетичної інформації. Спадковість має дві властивості: консервативність — збереження нащадками спадкових особливостей протягом багатьох поколінь, і мінливість — здатність нащадків набувати ознак, які їх відрізняють від попередніх поколінь.



Функціональною одиницею спадковості є ген. Ген— це ділянка молекули ДНК (інколи РНК), у якій зашифрована послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюжку, що контролює певну ознаку організму.

За хімічною структурою ДНК і РНК — це полімери, які складаються з численних (десятки і сотні тисяч) мономерів-нуклеотидів. Кожний нуклеотид складається з трьох компонентів: вуглеводу, фосфату й азотистої основи. Молекули ДНК містять вуглевод дезоксирибозу, а молекули РНК — рибозу. У кожній молекулі нуклеїнової кислоти окремі нуклеотиди різняться між собою тільки за характером основ, два інших компоненти — фосфат і вуглевод — однакові. У складі нуклеїнової кислоти єчотири типи азотистих основ: у ДНК — аденін, гуанін, цитозин і тимін, у РНК — аденін, гуанін, цитозин і урацил. ДНК кодує синтез білків. Під час поділу клітини вона подвоюється і переходить у дочірні клітини. Так передається інформація про структуру білків у спадок. Процес подвоєння ДНК називається реплікацією. Під час реплікації нитки ДНК розходяться, а із цитоплазми до кожної нитки добудовуються нуклеотиди і утворюють новий ланцюг ДНК. Цей процес відбувається під впливом ферменту ДНК-полімерази. Посередником у передачі спадкової інформації виступає матрична РНК, яка синтезується за участі ферменту ДНК-залежної РНК-полімерази (транскриптази) на молекулі ДНК за законом комплементарності. Цей процес називається транскрипцією. У молекулі матричної РНК зашифрована послідовність амінокислот білкових молекул, які синтезуються на рибосомі. Білки, що синтезуються в клітині, відповідають будові, яку задає геном клітини. Цей процес називається трансляцією . Збільшення довжини молекули білка на рибосомі називається елонгацією.

Оскільки у ретровірусів РНК є матрицею для синтезу ДНК, то в процесі передачі спадкової інформації на РНК спочатку синтезується ДНК (цей процес відбувається під впливом ферменту ревертази — зворотної транскриптази), а далі все відбувається за законом загальної біології. Цей процес можна виразити так:

РНК

-► ДНК

-► Матрична РНК

-►Білок

Зворотна транскрипція

Транскрипція

Трансляція

Виділяють такі особливості генетики бактерій:

1. Гени бактерій організовані в одну молекулу ДНК, яку нази­вають хромосомою.Хромосома у бактерій розміщена вільно у цитоплазмі і не відокремлена від неї мембранами, але пов'язана з певними рецепторами на цитоплазматичній мемб­рані клітини. Оскільки довжина хромосоми набагато переви­щує довжину бактеріальної клітини (довжина палички Е. соїі становить 1,5—З.Омкм, а довжина її хромосоми — 1,2мм), то вона перебуває у суперспіралізованій формі.

2. Вміст ДНК у бактерій непостійний, за сприятливих умов може збільшуватися у декілька (4—8) разів. Біологічне значення цього явища полягає в тому, що під час збільшення ДНК утворюється декілька копій генів, зростає кількість рибосом, збільшується швидкість біосинтезу клітинних структур, а отже, і швидкість розмноження — одна з головних умов збереження виду у природі.

3. Передача генетичної інформації відбувається не тільки по вертикалі (від материнської клітини до дочірньої), а й по горизонталі (від клітини до клітини).

4. Носіями спадковості у бактерій є не тільки ті гени, що містяться у хромосомі, а й ті, що містяться у позахромосомних молекулах ДНК: плазмідах, транспозонах, інсерційних послідовностях.

Повний набір генів бактеріальної клітини становить її геном (генотип). Бактеріальна хромосома має два типи генів: структурні гени (цистрони) і гени-регулятори. Гени-цистрони кодують структуру молекул білків, які синтезуються в клітині (ферментів, токсинів та ін.). Унаслідок зміни структурного гена синтезується білок зі зміненими властивостями. Гени-регулятори регулюють активність структур-них генів. Робота генів спрямована на здійснення життєвого циклу клітини. Оскільки він включає безліч біохімічних реакцій, тісно пов'язаних між собою, то це вимагає добре узгодженої у часі роботи генів. Така узгодженість можлива лише за умови чіткого керування ними.

Основною структурно-функціональною одиницею хромосоми є оперон. Це група структурних генів (цистронів), які фізично з'єднані один з одним і з геном-операто-ром. Ген-оператор контролює вираження всієї групи цистронів, що входять в один оперон, тобто він здатний "включати" і "виключати" трансляцію (читання) генетичної інформації з генів-цистронів. Оперон (структурні гени і ген-оператор) перебуває під контролем гена-регулятора, який кодує синтез білка-репресора. Ген-регулятор контролює один або декілька оперонів. До складу оперона входить промотор. Промотор — це ділянка ДНК, з якою взаємодіє РНК-полімераза і з якої починається синтез матричної РНК. У складі оперонів можуть бути й інші регуля-торні елементи.

Сукупність усіх ознак і властивостей організмів, що формуються в процесі індивідуального розвитку внаслідок реалізації геному, називається фенотипом. Зміна навколишнього середовища спричинює зміни метаболізму мікроорганізмів, а інколи і зміну генетичних структур, що призводить до зміни їх властивостей, тобто умови навколишнього середовища сприяють експресії (прояву) генів або пригні-ченню їх функції.

Причинами мінливості можуть бути фізичні, хімічні і біологічні фактори навколишнього середовища: різні види випромінювання, магнітні поля, низька або висока температура, недостатність вологи, поживних речовин, солі літію, хіміоте-рапевтичні препарати, антибіотики, фаги тощо.

Під час культивування мікроорганізмів у лабораторних умовах причиною мінливості мікроорганізмів може бути тривале вирощування їх на несприятливих поживних середовищах або пасаж в організмі несприйнятливих тварин. У разі відновлення оптимальних умов культивування мікроорганізмів, пасажів на сприятливих поживних середовищах і зараження сприйнятливих тварин втрачені ознаки відновлюються.

Мікроорганізми здатні змінювати морфологічні, тинкторіальні, культуральні, біохімічні, біологічні й інші ознаки.

Мінливість морфології мікробів проявляється в тому, що бактеріальна клітина може змінювати свою форму: паличкоподібні форми бактерій можуть набувати колбоподібної, ниткоподібної, дріжджеподібної форми, вигляду розгалуженої нитки, що нагадує міцелій гриба тощо. Разом із тим змінюються й інші ознаки: утво­рення джгутиків, спори, капсули, спорідненість до барвників (мінливість тинкто-ріальних ознак). Будь-яка зміна морфологічних ознак супроводжується зміною культуральних і фізіологічних властивостей, тобто зміни в бактеріальній клітині взаємопов'язані.

Мінливість культуральних властивостейпроявляється як на щільних, так і в рідких поживних середовищах. На щільному поживному середовищі мікроорганізми можуть утворювати колонії двох основних типів : гладенькі, і шорсткі. Така мінливість називається дисоціацією. Зі зміною форми колоній змінюються й інші властивості бактерій.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2024 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.