R и s формы колоний бактерий. Диссоциация бактерий
Диссоциация-означает расщепление, раздвоение, и она проявляется в расщеплении популяции Б-й на S и R формы.
S-формы-дают гладкие блестящие колонии, с ровными краям, им-т норм-е морфолог-е св-ва, типичны по бх-м св-м и вирулентностью. Выдел-ся в остром периоде заболевания.
R-формы-дают шероховатые колонии, с плоской поверхностью, им-т измененную морфологию, обладают слабой вирулентностью и выделяются у хрон. Больных.
Практическое значение диссоциаций:
1)исп-ся для получения вакцин, а именно берут Б-й им-х S-форму.
2)диагностическое значение:
S-формы-выделяются при острых инфекциях
R-формы-при хрон-х
3)для контроля в серологических р-х, для этого необходимо использовать культуры в S-формах.
При спонтанном переходе из S в R- форму, то Б-и утрачивают специфичную агглютинабельность, что затрудняет идентификацию выделенных культур.
34.Виды генетических рекомбинаций.
Генотипическая изменчивость связана с повреждением ген.аппарат-генотипа. Она подраз-ся:
Мутационную
Рекомбинативную
Мутации-это стойкие насле-е изм-я св-в микробов, связ-е с реорганизацией нуклеотидов в мол.ДНК. Все мутации по направлению раздел-ся: прямы и обратные.
Такие мутации к-е сопровож-ся с возвратом от мутационного к дикому наз-обратными. Обратная мутация- в рез-те к-й происходит восстановление генотипа, фенотипа наз-истинная реверсия.
Возврат данного фенотипа без восстановления первичной структуры генотипа наз-супрессия.
Все мутации причинно-обусловлены. Мут. Возние-е в обычных усл-х при возд-и на МО случайных факторов внеш среды наз- спонтанными. Др.мут.-появля-ся при обработке культур известными антигенами наз- индуцированнымии. Причинами спонтанных мутаций мб ошибка в работе ДНК-полимеразы и наличие генов-мутаторов.
По катализации мут. бывают: цитоплазматические и ядерные
Ядерные: хромосомные и генные.
Хромосомные мут-затрагивают стр-ру хромосомы вызывая гибель клетки.
Генные-точковые мутации, вызывают качественнон повреждение отд-х генов
Типы питания бактерий.
Бактерии делятся на группы в зависимости от признака, по которому производится классификация:
· По используемому источнику энергии:
· фототрофы – энергия солнечного света;
· хемотрофы – энергия окислительно-восстановительных реакций.
· По типу соединения, служащего донором электронов:
· органотрофы – органические вещества;
· литотрофы – неорганические вещества.
· По источнику углерода:
· автотрофы – углекислый газ;
· гетеротрофы – органические вещества.
Фототрофы-К этой группе относятся бактерии, использующие для синтеза органики энергию света, которая преобразуется с помощью фотосинтетических пигментов.
Хемотрофы-Этот тип микробов использует энергию окислительно-восстановительных реакций. Это наиболее многочисленная группа бактерий, к которой кроме других относится большинство почвенных и болезнетворных микробов.
Питание позволяет бактерии восполнить запас электронов, необходимых ей для многих клеточных процессов. При всем многообразии веществ, которые могут быть донорами электронов, микробы делятся на две группы:
· органотрофы;
· литотрофы.
Органотрофы окисляют органику. Донорами выступают молекулы аминокислот, жиров, сахаров. К органотрофам, в частности, относятся бактерии гниения.Донорами электронов для литотрофов выступают неорганические соединения.
Важнейшим химическим элементом, необходимым клетке, является углерод. В зависимости от источника его получения бактерии делятся на два типа – автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы способны усваивать его из углекислого газа. Синтез белков, жиров и углеводов происходит на основе неорганических элементов. К этой группе, в частности, относятся многие почвенные микробы и цианобактерии. Автотрофы – это первичные производители органики, и они являются начальным звеном многих цепочек питания.
Группы пиательных сред.
Питательной средой в микробиологии называют среды, содержащие различные соединения сложного или простого состава, которые применяются для размножения бактерий или других микроорганизмов в лабораторных или промышленных условиях.
Питательные среды готовят из продуктов животного или растительного происхождения. Большое значение имеет наличие в питательной среде ростовых факторов, которые катализируют метаболические процессы микробной клетки.
По консистенции питательные среды могут быть жидкими, полужидкими, плотными. Плотные среды готовят путем добавления к жидкой среде 1,5-2% агара, полужидкие - 0,3- 0,7 % агара. Агар представляет собой продукт переработки особого вида морских водорослей, он плавится при температуре 80-86°С, затвердевает при температуре около 40°С и в застывшем состоянии придает среде плотность.
По целевому назначению среды подразделяют на основные, элективные и дифференциально-диагностические.
К основным относятся среды, применяемые для выращивания многих бактерий. ЭтоМПА,мясо пептон.бульон. Такие среды служат основой для приготовления сложных питательных сред - сахарных, кровяных и др., удовлетворяющих пищевые потребности патогенных бактерий.
Элективные питательные среды предназначены для избирательного выделения и накопления микроорганизмов определенного вида. При создании элективных питательных сред исходят из биологических особенностей, которые отличают данные микроорганизмы от большинства других. Например, избирательный рост стафилококков наблюдается при повышенной концентрации хлорида натрия, холерного вибриона - в щелочной среде и т. д.
Дифференциально-диагностические питательные среды применяются для разграничения отдельных видов микроорганизмов. Принцип построения этих сред основан на том, что разные виды бактерий различаются между собой по биохимической активности вследствие неодинакового набора ферментов.
Особую группу составляют синтетические и полусинтетические питательные среды. В состав синтетических сред входят химически чистые вещества: аминокислоты, минеральные соли, углеводы, витамины. В полусинтетические среды дополнительно включают пептон, дрожжевой экстракт и другие питательные вещества. Эти среды чаще всего применяют в научно-исследовательской работе и в микробиологической промышленности при получении антибиотиков, вакцин и других препаратов.
Своеобразной формой изменчивости является R-S-диссоциация бактерий. Она возникает спонтанно вследствие образования двух форм бактериальных клеток, которые отличаются друг от друга по характеру образуемых ими колоний на твердой питательной среде. Один тип - R-ко лонии (англ. rough - неровный) - характеризуется неровными краями и шероховатой поверхностью, второй тип - S-колоний (англ. smooth- гладкий)- имеет круглую форму, гладкую поверхность. Процесс диссоциации, т.е. расщепления бактериальных клеток, формирующих оба типа колоний, обычно протекает в одном направлении: от S- к R-форме , иногда через промежуточные стадии образования слизистых колоний. Обратный переход R- в S-форму наблюдается реже . Для большинства вирулентных бактерий характерен рост в виде S-формы колоний. Исключение составляют микобактерии туберкулеза, иерсинии чумы, сибиреязвенные бактерии и некоторые другие, которые растут в R-форме.
В процессе диссоциации одновременно с изменением морфологии колоний меняются биохимические, антигенные, патогенные свойства бактерий, их устойчивость к физическим и химическим факторам внешней среды.
Мутации, которые приводят к S-R-диссоциации, относятся к инсертационным, поскольку они возникают после встраивания внехро-мосомных факторов наследственности, в том числе и умеренных фагов в бактериальную хромосому. Если эта мутация приводит к утрате генов, контролирующих образование детерминантных полисаха-ридных звеньев ЛПС у грамотрицательных бактерий, то образуются R-мутанты. Они формируют шероховатые колонии, изменяют свои антигенные свойства и резко ослабляют патогенность. У дифтерийных бактерий S-R-диссоциация связана с их лизогенизацией соответствующими бактериофагами. При этом R-формы образуют токсин. У других бактерий R-формы возникают после интеграции в их хромосому R-плазмиды, транспозонов или Is-последовательностей. R-формы пиогенных стрептококков и ряда других бактерий образуются в результате рекомбинаций.
Биологическое значение S-R-диссоциации состоит в приобретении бактериями определенных селективных преимуществ, обеспечивающих их существование в организме человека или во внешней среде. К ним относится более высокая устойчивость S-форм к фагоцитозу макрофагами, бактерицидному действию сыворотки крови. R-формы обладают большей устойчивостью к факторам окружающей среды. Они более длительное время сохраняются в воде, молоке.
Вместе с тем S-R-диссоциация во многих случаях усложняет бактериологическую диагностику ряда инфекционных заболеваний, например дизентерии Зонне, эшерихиоза, вызванного Е. coli О124 и др.
Оглавление темы "Генетические элементы бактерий. Мутации у бактерий. Трансдукция.":1. Мигрирующие генетические элементы бактерий. Транспозоны. Бактериофаги, как мигрирующие генетические элементы.
2. Мутация. Мутации у бактерий. Мутагены. Спонтанные мутации. Обратные мутации (реверсии).
3. Индуцированные мутации бактерий. Химический мутагенез. Радиационный мутагенез. Типы мутаций.
4. Репарация ДНК бактерий. Системы репарации днк. Компенсация функций нарушенных в результате мутаций. Интрагенная супрессия. Экстрагенная супрессия.
5. Перенос бактериальной ДНК. Конъюгация бактерий. F-фактор бактерии.
6. Трансформация бактерий. Стадии трансформации бактерии. Картирование хромосом бакетерий.
7. Трансдукция. Неспецифическая трансдукция. Специфическая трансдукция. Абортивная трансдукция. Феномен лизогении.
Приспособительная активность микроорганизмов лежит в основе их изменчивости. Во многом эта способность определяет пластичность и слаженность обменных процессов, сложившихся в ходе эволюции конкретного вида. Далеко не каждый признак признаётся пригодным для включении в наследственную информацию . Он должен быть тщательно проверен, доказана его целесообразность для потомства, то есть наследственность консервативна. Однако при действии факторов внешней среды клетка может регулировать экспрессию генов.
При этом кодируемый определённым геном белок может быть практически полностью исключён из обмена либо может проводиться в больших количествах (регуляция на уровне синтеза ). Белок также может быть изменён по структуре так, что его функциональная активность также меняется (регуляция на уровне активности ).
Временные, наследственно не закреплённые изменения принято обозначать как модификации . Они могут возникать в популяции любого вида, и проявления в мире бактерий наблюдают довольно часто. Они в целом контролируются генофором бактерий, но (в отличие от мутаций) не сопровождаются изменениями кодирующей структуры и утрачиваются при прекращении действия вызвавших их факторов. У бактерий наблюдают морфологические (приводящие к обратимым изменениям формы) и биохимические (приводящие к синтезу некоторых продуктов, чаще ферментов) модификации. По существуют модификации возникают как адаптивные реакции бактериальных клеток на изменения окружающей среды, что позволяет им быстро приспосабливаться благодаря чему сохраняется определенная численность популяции.
После устранения соответствующего воздействия, вызвавшегего их образование, бактерии возвращаются к исходному фенотипу. Примером адаптации микроорганизмов может служить способность патогенных микроорганизмов образовывать под действием пенициллина L-формы, у которых отсутствует клеточная стенка, служащая мишенью для пенициллина.
Стандартное проявление модификации - разделение однородной популяции на два или несколько типов. Феномен впервые исследовали Вёйль и Феликс (1917). По предложению де Крайфа (1921), он получил название диссоциация микробов . Обычно диссоциации возникают в условиях, неблагоприятных для исходной популяции (высокая концентрация ионов неоптимальная температура, избыточно щелочная среда), при старении культуры (например при длительном хранении) либо под действием антисыворотки, бактериофагов и сильнодействующих агентов. Простые проявления диссоциаций, доступных для наблюдений, - изменение вида и структуры бактериальных колоний на твёрдых питательных средах и особенности роста в жидких средах. Для обозначения диссоциирующих колоний Аркрайт (1921) предложил первые буквы английских названий: S - колонии [от англ. smooth, гладкий], R-колонии [от англ rough, шероховатый], М-колонии [от англ. mucoid, слизистый] и D-колонии [от англ. dwar карликовый].
Диссоциация обычно протекает в направлении S - R, иногда через образования промежуточных слизистых (М) колоний. Обратный (R -* S) переход наблюдают значительно реже. Большинство патогенных для человека бактерий образует S-колонии; исключение составляют возбудители туберкулёза, чумы, сибирской язвы и немногие другие. Следует помнить, что диссоциации сопровождаются изменениями биохимических, морфологических, антигенных и патогенных свойств возбудителей.
«Вирусы неклеточная форма жизни» - Количество видов. Задания для групп. Размеры вирусов. Дмитрий Иосифович Ивановский. Работа в группах. Более 500 видов у позвоночных животных. Человек противостоит вирусам. Название предложил голландский ботаник Мартин Бейеринк в 1895 году. Электронная микрофотография бактериофагов на бактериальной клетке.
«Вирусы человека» - Способы передачи вирусных заболеваний. . Оспа. Корь. Из-за высокой мутабельности вирусов лечение вирусных заболеваний довольно сложно. Свинка. Роль вирусов в жизни человека. Попытки использовать вирусы на пользу человечеству довольно немногочисленны. Вирусы являются возбудителями многих опасных болезней человека, животных и растений.
«Вирус» - Примером сложно организованных вирусов служат возбудители гриппа игерпеса. Как выглядят вирусы. Классификация. Примером таких вирусов является вирус табачной мозаики. Капсид построен изкапсомеров - белковых комплексов, состоящих, в свою очередь, изпротомеров. Некоторые вирусы имеют также внешнюю липидную оболочку.
«Биология тема Вирусы» - Продолжительность проекта -2 урока. Состав УМП. Ученики вместе с учителем.(10мин.) 3.Практический: Сборка материалов. Информационный Категория уч-ся (9-10 классы) Предмет - биология Длительность - среднесрочный. Развивающие: Способствовать формированию информационной культуры. Создание презентации и буклета.
«Клетка вируса» - Открытие вирусов. Размножение вирусов. Основное подразделение вирусов, содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Профилактика СПИДа. СПИД. Структура вируса. Лист, пораженный вирусом. Вирус табачной мозаики. Вирус – неклеточная форма жизни. Цель: “Показать вирусы как неклеточную форму жизни”. Другие вирусы выделяются способом, напоминающим почкование.
«Вирусы» - Табачная мозаика. История вирусов. 1. ДНК двухнитчатая 2. ДНК однонитчатая. Понятие о вирусах-. Роль вирусов в биосфере. Размеры различных вирусов колеблются от 20 (парвовирусы) до 500 (мимивирусы) и более нанометров. Некоторые вирусы имеют также внешнюю липидную оболочку. B. Оболочечный вирус (например, герпесвирус).
Всего в теме 11 презентаций
· Колонии гладкие, блестящие, правильной выпуклой формы;
· При росте в бульоне -- равномерная муть;
· У подвижных бактерий имеются жгутики;
· У капсульных бактерий имеется капсула;
· Биохимически активны;
· Болезнетворны;
· Выделяются чаще в остром периоде заболевания.
· Колонии неправильной формы, мутные, шероховатые;
· Растут в бульоне в виде осадка;
· У подвижных бактерий жгутики могут отсутствовать;
· Капсулы отсутствуют;
· Биохимические свойства выражены слабо;
· Большинство бактерий менее болезнетворны;
· Выделяются обычно при хронической форме заболевания.
Болезнетворные бактерии чаще бывают в S-форме. Исключением являются возбудители туберкулеза, чумы, сибирской язвы, у которых болезнетворной является R-форма.
Изменения, возникающие в бактериальных клетках, могут быть ненаследуемые -- фенотипическая изменчивость и наследуемые -- генотипическая изменчивость.
Фенотипическая изменчивость (модификация)
Модификация микроорганизмов возникает как ответ клетки на неблагоприятные условия ее существования. Это адаптивная реакция на внешние раздражители. Модификация не сопровождается изменением генотипа, в связи с чем возникшие в клетке изменения по наследству не передаются. При восстановлении оптимальных условий возникшие изменения утрачиваются. Модификация может касаться разных свойств микроорганизмов -- морфологических, культуральных, биохимических и др.
Морфологическая модификация выражается в изменениях формы и величины бактерий. Например, при добавлении пенициллина к питательной среде клетки некоторых бактерий удлиняются. Недостаток в среде солей кальция вызывает у палочки сибирской язвы повышенное спорообразование. При повышенной концентрации солей кальция способность образовывать споры утрачивается и т. д. При длительном росте бактерий в одной и той же среде возникает полиморфизм, обусловленный влиянием накопившихся в ней продуктов их жизнедеятельности.
Культуральная модификация состоит в изменении культуральных свойств бактерий при изменении состава питательной среды. Например, при недостатке кислорода у стафилококка утрачивается способность образовывать пигмент. Чудесная палочка при комнатной температуре образует ярко-красный пигмент, но при 37 °С способность образовывать этот пигмент утрачивается и т.д.
Биохимическая (ферментативная) модификация. Каждый вид бактерий имеет определенный набор ферментов, благодаря которым они усваивают питательные вещества. Эти ферменты вырабатываются на определенных питательных субстратах и предопределены генотипом.
В процессе жизнедеятельности бактерий обычно функционируют не все гены, ответственные за синтез соответствующих ферментов. В геноме бактерий всегда имеются запасные возможности, т.е. гены, определяющие выработку адаптивных ферментов. Например, кишечная палочка, растущая на среде, не содержащей углевод лактозу, не вырабатывает фермент лактазу, но если пересеять ее на среду с лактозой, то она начинает вырабатывать этот фермент. Адаптивные ферменты позволяют приспособляться к определенным условиям существования.
Таким образом, модификация -- это способ приспособления микроорганизма к условиям внешней среды, обеспечивающий им возможность расти и размножаться в измененных условиях. Приобретенные свойства не передаются по наследству, поэтому они не играют роли в эволюции, а способствуют в основном выживанию микробных популяций.
