Морфология и физиология бактерий

МОРФОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

1. Строение бактериальной клетки.

Изучение ультраструктуры бактер/клетки стало возможным после появления электронных микроскопов. Поверхностные структуры бактерий: капсулы, жгутики, ворсинки, клеточная стенка, под ней – цитоплазматич мембрана. Внутрструктуры: цитоплазма, в кот-й - органеллы: нуклеоид, рибосомы и мезосомы (мембранные образования), а также включения и споры (у спорообразующих).

Жгутики – состоят из белка флагеллина (сокращ-ся). 1 жгутик – монотрихи, пучок – лофотрихи, жгутики на обоих полюсах клетки – амфитрихи, на всей поверхности – перитрихи. Жгутики обеспечивают движение бактерий: беспорядочное, хемотаксис, фототаксис, аэротаксис (от конц-и О2). Скорость зависит от расположения жгутиков, св-в питат/среды. Жгутики имеют антигенные св-ва.

Пили(ворсинки, фимбрии) – тонкие, полые нити из белка длиной 0.3-10 мкм, толщиной 10 нм. Двигательной ф-и нет. Типы: I общий – обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам хозяина, кол-во – до нескольких тысяч. II половые пили – кол-во 1-4 на клетку, участвуют в размножении.

Капсула – непрочно связана с поверхностью клетки. Ф-и: защитная, адгезивная.

Клеточная стенка– состоит из пептидогликана. Нет клет/стенки у микоплазм и L-форм бактерий. Хим/состав клет/стенки и её строение хар-ны для определённых групп прокариотов и служат их отличием. По отношению к окраске по Граму бактерии делятся на грам(+) и грам(-). Ф-и: придаёт определённую форму; защитная; имеет на своей поверхности разные рецепторы; через клет/стенку происходит питание и выделение. Пептидогликан придаёт стенке ригидность и эластичность, с ним связаны антигены у грам(+) бактерий. У грам(-) в пептидогликан входит липополисахарид, обладает антигенными и токсич св-вами – эндотоксин.

Цитоплазматич мембрана– под клет/стенкой. Это липопротеин (15-30% липидов, 50-70% протеинов, 2-5% углеводов и РНК). Ф-и: регуляция поступления метаболитов и ионов, участие в метаболизме, репликации ДНК, спорообразовании.

Мезосомы– производные цитоплазматич мембраны, связаны с нуклеоидом. Расположены у грам(-) – в форме петли, у грам(+) – концентрически, как пузыри, трубочки. Ф-я: участие в делении, спорообраз-и.

Цитоплазма– сложная коллоидная система: 75% воды + минер в-ва, белки РНК, ДНК.

Нуклеоид – ядро бактерий. Нет ядерной мембраны и хромосом, не делится митозом. Состоит из белков гистонов. Содержит 1 молекулу ДНК, РНК и белки. В цитоплазме могут быть также меньшие по массе молекулы ДНК – плазмиды. В молекуле ДНК закодирована вся наследственная информация клетки.

Рибосомы – рибонуклеопротеидные частицы. Ф-я: белоксинтезирующая. Рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть – в отличие от эукариотов.

Включения – это продукты метаболизма. Используются как запасные питат в-ва (это – гликоген, крахмал, сера, полифосфат).

Спора бактерий.

Это форма сохранения наследственной информации бактерии в неблагоприятных условиях. К спорообраз-ю способны патогенные бактерии (бациллы, клостридии)и непатогенные (сапрофиты, кокки). Процесс спорообр-я нач-ся сразу после возникновения дефицита питат в-в и длится ~ 8 часов. Никаких внешних источников питания и энергии не требуется. Подготовит стадия – прекращение деления и ↑ кол-ва липидных включений. Стадия предспоры – формир-ся спорогенная зона внутри бактерии (уплотняется цитоплазма с нуклеоидом). Стадия созревания споры – спорогенная зона изолируется путём врастания внутрь клетки цитоплазматич мембраны. Между внутр и наружным слоями образуется кортекс из особого пептидогликана. Потом внешняя сторона мембраны покрывается оболочкой из белков, липидов (термоустойчивость обеспеч-ся дипиколиновой к-той). Затем вегетат часть клетки отмирает, спора сохран-ся месяцы и годы. Такое длит сохранение обусловлено ↓ содержанием воды, ↑содержанием Са, структурой и хим/составом оболочки. В благоприятных условиях спора прорастает в вегетат клетку, набухает, ферменты активир-ся. Оболочка споры разруш-ся, из неё выходит ростовая трубка, заверш-ся синтез клет/стенки, нач-ся деление. Прорастает спора 4-5 часов. Образование споры – 18-20 часов. Спора у бактерий служит для сохранения вида и в размножении не участвует. Грибы, наоборот, размнож-ся спорами.

Темнопольная микроскопия.

Позволяет наблюдать живые бактерии. Метод тёмного поля основан на эффекте, кот-й достигается освещением объекта полым конусом света. Выявляются контуры объекта. При отсутствии объекта поле зрения микроскопа – тёмное, при наличии объекта – яркое блестящее свечение контура вокруг объекта на тёмном фоне. Метод предложен в 1903 г.

6. Основные отличия прокариотов от эукариотов.

Прокариоты:

· Нет мембран, кот-ми органеллы отделяются от цитоплазмы. Мембрана есть только цитоплазматическая, отделяющая цитоплазму от клет/оболочки или от внешней среды.

· Размер 1-10 мкм (у эукариотов 10-100 мкм).

· Анаэробное дыхание возможно. Фиксация азота возможна.

· Генетич материал наход-ся в кольцевой молекуле ДНК, у эукариотов – в хромосоме.

· Гистонов нет, у эукариотов – есть.

· Рибосомы не объединены в ЭПС.

· Ядро (нуклеоид) имеет фибриальную структуру и не имеет ядерной мембраны.

· Нет митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи.

· Окислительно-восстановительные ферменты локализованы в мезосомах.

· Не делятся митозом, тип деления – бинарный.

· Нет клеточного центра.

· Нет внутриклеточного перемещения цитоплазмы и амёбовидного движения.

7. Основные типы культур бактерий.

Для изучения св-в микроорг-мов, их систематизации необходимо изолировать бактерии и вырастить их в виде «чистых культур» - массы клеток, состоящей из микроорг-мов 1 вида и полученных как потомство 1 клетки. Штамм – культура бактерий 1 вида, выделенная из разных источников в разное время. Вид – совокупность микроорг-мов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по морфологич и биологич св-вам. Колония – это «чистая культура», популяция микробных клеток 1вида, сформировавшаяся в рез-те деления 1 микробной клетки в условиях культивирования на плотной питат среде при оптимальной t. Различают 3 типа колоний: гладкие – S-тип (круглые, выпуклые, с гладкой поверхностью, влажной консистенцией), шероховатые – R-тип (шероховатые, края неправильные, консистенция сухая), слизистые – М-тип (тягучая консистенция).

8. Признаки идентификации микроорганизмов.

Фенотипич признаки – величина, форма, агрегация (образование нитей, тетрад, пакетов), наличие капсулы, эндоспор, жгутиков, пигментов и способность окрашиваться красителями. Все бактерии по отношению к окраске по Граму делятся на грам(+) – фиолетового цвета и грам(-) – красного. Способность окрашиваться зависит от хим/состава. У грам(+) в клет/стенке нет ароматических и серосодержащих аминок-т, мало липидов, у грам(-) – наоборот. У грам(+) есть магниевая соль РНК, у грам(-) – нет. Эта соль образует прочный хим комплекс с белком, йодом и генцианвиолетом, кот-й не разруш-ся спиртом. У грам(-) такого комплекса нет, они легко обесцвеч-ся под д-ем спирта.

Споры по Граму не окраш-ся, окраска появл-ся только после использования концентрированной подогретой краски. Причём при последующей обработке к-той спора не обесцвеч-ся. Кислотоустойчивые бактерии – для окраски применяют метод Циля-Нильсена. Морфология бактерий (культуры) изучается в окрашенных мазках либо в нативных препаратах.

Подвижность – скользящие (за счет волнообразных движений тела) и плавающие (за счет жгутиков или ресничек) бактерии.

Спорообразование.

Физиологич активность– по способу питания (по отношению к О2 – анаэробные, аэробные и факультативные – получают энергию либо в процессе дыхания, либо при брожении).

Биохимич признаки культуры - по её способности ферментировать углеводы, образовывать индол, аммиак, сероводород, гидролизовать белки.

Антигенные св-ва – родоспецифичные, видоспецифичные, штаммоспецифичные.

Чувствительность к бактериофагам.

Химический состав.

Генетич родство – способность обмениваться генетич информацией, состав ДНК, сходство нуклеиновых к-т и их последовательности.

9. Определение методов микробиологической диагностики.

Структура пептидогликана.

Пептидогликан (муреин) – основа клет/стенки. Состоит из параллельных полисахаридных цепей, представляющих собой череду звеньев N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой к-ты. С каждым остатком N-ацетилмурамовой к-ты связан тетрапептид (из аминок-т). Наличие определённых аминок-т в пептидогликане учитывается в таксономии бактерий. У грам(-) бактерий пептиды в пептидогликане перекрёстно связаны друг с другом. У грам(+) – пептиды связаны через пептидный мостик. След-но, пептидогликан – это гетерополимерное образование, состоящее из гликановых цепей и перекрёстно связанных пептидов.

У грам(+) – пептидогликан многослойный, с ним связаны тейхоевые к-ты. У грам(-) пептидогликан однослойный. Это используется при окраске по Граму.

У грам(-) поверх пептидогликана имеется наружная мембрана (как мозаика). В её составе – фосфолипиды, липопротеиды, белки и ЛПС (липополисахарид). Непосредственно с пептидогликаном ковалентно связан липопротеид (глобулярный слой). Поверх него пластичная мембраноподобная структура из фосфолипидов, ЛПС и белков. Снаружи слой из свободного липопротеида. Всю толщу наруж/ мембраны пронизывают белки, образующие выводные каналы. Они называются белки-порины, так как обеспечивают диффузию разных соединений. Также эти белки явл-ся рецепторами для фагов.

Ф-и: антигенные, токсические (эндотоксин).

14. Принцип окраски по Граму, отличия клет/стенки грам(+) и грам(-) бактерий.

Методика:

1) Мазок окрашивают генцианвиолетом через фильтровальную бумагу;

2) Бумагу удаляют, краску сливают;

3) Окрашивают мазок р-ром Люголя;

4) Люголь сливают и наносят 96% спирт на 30-40 сек;

5) Смывают спирт водой;

6) Окрашивают водным фуксином;

7) Промывают водой и сушат.

После Люголя все клетки окраш-ся в фиолетовый цвет. После спирта клетки окраш-ся по-разному: у грам(+) пептидогликан многослойный и краска не вымывается, у грам(-) пептидогликан тонкий и они обесцвеч-ся. При дополнит окраске фуксином грам(-) становятся красного цвета, грам(+) сохраняют фиолетовый цвет.

Отличия клет/стенки: у грам(+) в клет/стенке нет ароматич и серосодержащих аминок-т, мало липидов, у грам(-) – наоборот. У грам(+) есть магниевая соль РНК, у грам(-) – нет. Эта соль образует прочный хим/комплекс с белком, йодом и генцианвиолетом, кот-й не разруш-ся спиртом. У грам(-) такого комплекса нет, они легко обесцвеч-ся под д-ем спирта.

Споры по Граму неокраш-ся, окраска появл-ся только после использования концентрированной подогретой краски. Причём при последующей обработке к-той спора не обесцвеч-ся.

15. В каких случаях употребляются термины «бактерии», «бациллы», «клостридии».

Все прокариоты по существу явл-ся бактериями, однако, имеют особ-ти. Бактерии – группа прокариотов, у кот-х клетка меньше, чем эукариотическая, ДНК не окружены ядерной мембраной, клет/стенка ригидная, форма палочки или шара, митохондрий и хлоропластов нет, деление бинарным путём. Бациллы в узком смысле – род грам(+) палочковидных бактерий, образующих внутриклеточные споры. Некоторые вырабатывают антибиотики. Клостридии – род палочковидных, спорообразующих бактерий, анаэробов. Вызывают брожение. Фиксируют молекулярный азот.

L-формы бактерий.

L-формы – это бактерии, полностью или частично лишённые клет/стенки либо утратившие способ-ть синтезировать её предшественников и сохранившие способ-ть к размножению. Меняется морфология клетки, наруш-ся её деление. L-формы разных бактерий неразличимы; содержат крупные или мелкие сферич тела, включения в виде вакуолей, элементарные тельца или гранулы; образ-ся при применении препаратов, кот-е ингибируют или разрушают пептидогликан клет/стенки (пенициллина и лизоцима).

Различают нестабильные L-формы (сохраняют некоторые элементы клет/стенки и могут возвращаться в исходный вид) и стабильные (не способны к реверсии).

Нумерическая таксономия.

Это систематика. В основе:

· равноценность изучаемых признаков;

· доведение их числа до максимальной величины;

· выделение каждого таксона по числу совпадающих признаков.

Изучает морфологию и структуру клетки, способность окрашиваться анилиновыми красителями, физиологич и биохим св-ва (тип дыхания, культуральные особ-ти, ферментат активность), первичную структуру ДНК, установление гомологии ДНК. Для микроорг-мов приняты следующие категории (таксоны): вид → род → триба (или колено) → семейство → порядок → класс → отдел → царство.

Мини-клетки.

Вид микроорганизма.

Вид – это основная таксономич единица. Это совокупность микроорг-мов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по своим биологич признакам и обладающих наследственно закреплённой способностью вызывать в стандартных условиях качественно определённые процессы.

Важным критерием определения «вид» является однородность особей. Для микроорг-мов строгая однородность признаков не характерна, так как их морфологич св-ва могут меняться в зав-ти от условий окруж среды за короткое время.

Архебактерии.

То есть древние бактерии. Обитают в биотопах с экстремальными условиями. Сюда относятся: метанобразующие бактерии, экстремально галофильные (растут в приcутствии 12-32% NaCl) и термоацидофильные (растут при 75-90° и низком pH) бактерии. От эубактерий их отличают различия в строении клет/стенки (нет пептидогликанового слоя), рибосом, рибосомальных ферментов и т-РНК. Поэтому архебактерии резистентны ко многим антибиотикам. Патогенных видов нет.

Плазмиды.

Это внехромосомные генетические элементы (фрагменты ДНК), в кот-х содержится генетический материал. Находятся в цитоплазме. Обладают св-вами репликона.

Не являются обязательными генетическими структурами. Однако могут передавать довольно важные св-ва клеток:

1) способность к передаче генет. материала донора при конъюгации – F-плазмида;

2) устойчивость к лекарственным препаратам – R-плазмида;

3) синтез бактериоцинов (вызывают гибель бактерий того же или близких видов) – Col-плазмида;

4) синтез токсинов – Ent-плазмида;

5) синтез гемолизинов – Hly-плазмида.

Есть плазмиды, не проявляющиеся фенотипически, - это скрытые (криптические) плазмиды.

Все плазмиды делят на:

1) конъюгативные – переносят собственную ДНК из клетки-донора в клетку-реципиент при конъюгации;

2) неконъюгативные – не переносят.

При делении клетки плазмиды равномерно распределяются между дочерними клетками. Плазмиды – это факторы, увеличивающие жизнеспособность бактерий в орг-ме хозяина и окружающей среде.

Микроаэрофилы.

Микроаэрофилы – нуждаются в О2 для получения энергии, но лучше растут при повышенном содержании СО2 (капнофильные). Сюда относятся большинство аэробных бактерий.

35. Причины чувствительности анаэробов к молекулярному О2 воздуха.

При попадании О2 на среду, в кот-й культивируется облигатный анаэроб, нарушается дыхательная цепь анаэроба. При взаимодействии субстрата с молекулярным О2 водород соединяется с О2 и образуется перекись водорода. У аэробов имеется фермент каталаза, кот-я расщепляет перекись водорода. У анаэробов этого фермента нет, что приводит к накоплению перекиси водорода, задержке роста клеток и их гибели.

Состав среды Кита-Тароцци.

Это питательная среда для выделения и идентификации анаэробов. Используют как среду накопления. Включает МПБ и кусочки вываренной печени (для связывания свободного О2).

Волютин.

Это полифосфат, производное нуклеиновой к-ты. Играет роль запасного питательного в-ва. Относится к включениям. Располагается в цитоплазме.

У дифтерийной палочки определение волютина имеет дифференциально-диагностическое значение: он обладает способностью к метахромазии, то есть окрашивается в другой цвет, чем цвет красителя. Цитоплазма клетки, имеющая кислую реакцию, воспринимает щелочной краситель и становится жёлтой, а зёрна волютина, фиксировавшие ацетат цинка, - чёрными.

Методы стерилизации.

Стерилизация – полное освобождение от микроорганизмов различных в-в и предметов. Термическая обработка применима лишь в отношении термоустойчивых материалов – стекло, металлы. Цель стерилизации – уничтожение всех микроорганизмов и их спор.

Методы:

· Физические – сухой горячий воздух, пар под давлением, в среде нагретых шариков (гласперленовые стерилизаторы, применяют в стоматологии – боры, алмазные головки, дрильборы), фильтрование, мембранная фильтрация, радиационный метод, тиндализация (дробная стерилизация при низких t – применяют для стерилизации сыворотки крови).

· Химические – газы, р-ры.

ИНФЕКЦИЯ. ИММУНИТЕТ.

Пример последовательности взаимодействий при иммуноферментной реакции.

В основе лежит взаимодействие Аг с АТ. Для выявления образовавшихся иммунных комплексов (Аг-АТ) используют фермент, кот-м предварительно метится узнающий компонент (Аг или АТ). Сам фермент не виден. Поэтому для определения присутствия в-ва, определяемого этим методом, используется посредник – хромоген (бесцветное в-во, растворимое в воде). Под д-ем фермента бесцветный хромоген превращается в цветной хромофор.

Техника: определение АТ в сыворотке крови – известный Аг фиксируют на полистироловой пластине и наносят на него исследуемую сыворотку. Затем через время отмывают и обрабатывают антисывороткой, меченной ферментом (фосфатаза, пероксидаза). По сохранившейся активности фермента, кот-я пропорциональна кол-ву АТ, судят о рез-те реакции.

Сущность иммуноферментного метода (ИФМ или ИФА или РЭМА).

В основе лежит взаимодействие Аг с АТ. Для выявления образовавшихся иммунных комплексов (Аг-АТ) используют фермент, кот-м предварительно метится узнающий компонент (Аг или АТ). Сам фермент не виден. Поэтому для определения присутствия в-ва, определяемого этим методом, используется посредник – хромоген (бесцветное в-во, растворимое в воде). Под д-ем фермента бесцветный хромоген превращается в цветной хромофор.

Техника: определение АТ в сыворотке крови – известный Аг фиксируют на полистироловой пластине и наносят на него исследуемую сыворотку. Затем через время отмывают и обрабатывают антисывороткой, меченной ферментом (фосфатаза, пероксидаза). По сохранившейся активности фермента, кот-я пропорциональна кол-ву АТ, судят о рез-те реакции.

Реакция пассивной (непрямой) гемагглютинации (РПГА), применение.

РПГА – АТ агглютинирует Аг, предварительно адсорбированный на различных субстратах (эритроциты животных, порошок целлюлозы, бентонита). Иногда применяют обратный вариант, то есть адсорбируют АТ на эритроцитах. Высоко чувствительна и специфична. Применяется в серодиагностике инфекционных болезней, установления беременности, выявления повышенной чувств-ти к лекарствам.

Комплемент, состав, ф-и.

Комплемент – это система белковых фракций сыворотки крови, способная вызывать лизис микробов. Есть у всех животных и человека. Уровень комплемента зависит от возраста, питания и др. Комплемент есть во всех жидкостях, кроме передней камеры глаза и спинномозговой жидкости. При заболеваниях его кол-во ↓.

Комплемент является термолабильным фактором естественного иммунитета.

В активном состоянии участвует в иммунологических реакциях, адсорбируясь на комплексе Аг-АТ. При этом вызывает лизис клеток – Аг, усиливает фагоцитоз, участвует в реакции нейтрализации вирусов, в анафилаксии.

Комплемент содержит 9 фракций белков (С1…С9), они неактивны.

Инфекция, основные формы.

Инфекция – это совокупность физиологических и патологических процессов, возникающих и развивающихся в орг-ме при внедрении в него патогенных микробов, кот-е вызывают нарушение постоянства его внутренней среды и физиологических ф-й.

Формы:

1) происхождение – экзогенная (извне) и эндогенная (внутри орг-ма – при определённых условиях становится патогенным);

2) локализация – местная (очаговая) и общая (генерализованная);

3) распространение в орг-ме – бактериемия, вирусемия, септицемия (сепсис), септикопиемия, токсинемия;

4) число инфицирующих агентов – моноинфекция, смешанная инфекция;

5) повторные проявления заболевания – вторичная инфекция, реинфекция, суперинфекция, рецидив;

6) продолж-ть пребывания микроба в орг-ме – острая, хроническая, персистирующая, микробоносительство.

Лимфокины, ф-и.

Это – биологически активные в-ва, кот-е вырабатываются Т-лимфоцитами. Лимфокины осуществляют взаимодействие между Т- и В-клетками, а также активируют макрофаги и другие клетки, участвующие в эффекторных (разрушение) иммунологических реакциях.

ВИРУСОЛОГИЯ

Вирусы – возбудители ОРЗ?

Самые распространённые инфекционные болезни человека. Широкому распространению способствуют: воздушно-капельный путь заражения, большое разнообразие возбудителей, отсутствие стойкого иммунитета. Различают:

1. Вирусы гриппа (ортомиксовирусы) – А, В, С. Наиболее опасен вирус гриппа А. Клиника: t°, насморк, кашель, головные и мышечные боли.

2. Вирусы парагриппа (парамиксовирусы) – выделены 5 типов, поражает верхние отделы дыхательных путей.

3. Вирусы эпидемического паротита (парамиксовирус) – поражает околоушные слюнные железы.

4. Вирус кори (парамиксовирус) – интоксикация, сыпь, поражение дыхательных путей.

5. Респираторно-синцитиальный вирус (парамиксовирус) – поражает дыхательные пути у новорождённых.

6. Респираторные коронавирусы – поражают дыхательные пути и жкт.

7. Аденовирусы – клиника, как у гриппа.

8. Вирус краснухи (тогавирусы) – лихорадка, сыпь, увеличение лимфоузлов, поражение плода у беременных (уродства).

9. Риновирусы – клиника гриппа.

Типы вирусных гепатитов.

Формы вирусных гепатитов:

1) гепатиты с парентеральным (кровяно-контактный) мех-мом передачи – B, C, D, G, TTV. Характерно хроническое течение и вирусоносительство;

2) гепатиты с энтеральным мех-мом передачи – A, E, F. Передаются пищевым, водным и контактным путём, не исключены гемотрансфузионный и половой пути. Такие гепатиты всегда острые, протекают благоприятно и безвирусоносительства.

Типы вирусных геномов.

Вирусы содержат только 1 тип нуклеиновой к-ты – ДНК или РНК:

1) Вирусные ДНК – циркулярные или линейные 2-нитевые структуры. В вирусной ДНК на концах молекулы имеются повторяющиеся нуклеотидные последовательности – это позволяет молекуле замыкаться в кольцо;

2) Вирусные РНК – 1- или 2-нитевые молекулы. В 1 нити – 2-11 сегментов (это ведёт к увеличению кодирующей ёмкости):

а) + нити РНК – одиночные цепочки, имеющие «шапочки» на концах для распознавания рибосом. Функции: служат для синтеза структурных белков, матрицей для репликации РНК;

б) – нити РНК – не способны транслировать генетическую информацию на рибосомах. Также служат матрицей для синтеза РНК.

Как устроен вирус гриппа?

Вирусы гриппа – овальные «одетые» вирусы, размер 80-120 нм, вирионы неправильной формы. Геном образован 1-нитчатой молекулой РНК, состоящей из 8 сегментов. Нуклеокапсид организован по типу спиральной симметрии. Суперкапсид образован 2 слоями липидов, кот-е пронизывают гликопротеиновые шипы, определяющие гемагглютинирующую или нейраминидазную активность.

Гемагглютинин способствует проникновению вирусов в клетки путём слияния с мембраной клетки. Нейраминидаза распознаёт и взаимодействует с рецепторами.

7 сегментов генома кодируют структурные белки, 8-й – неструктурные, кот-е существуют только в инфицированных клетках. Основные белки:

· матриксный (М-белок) – выполняет защитную ф-ю – окружает геном;

· нуклеопротеидный (NP) – выполняет регуляторную и структурную ф-и.

Типы симметрии у вирусов.

По типу строения нуклеокапсида выделяют:

· Спиральная симметрия – нуклеиновая к-та и белок взаимодействуют по одной оси вращения. Придаёт вирусам форму палочки. Белковый чехол лучше защищает наследственную информацию, но требуется большое кол-во белка.

· Кубическая симметрия – икосаэдр (это аденовирусы, герпес). Придаёт сферическую форму. Белка для защиты генома требуется немного.

· Двойная симметрия – бактериофаги: головка – кубическая симметрия, отросток – спиральная.

· Отсутствие постоянной симметрии – характерно для вирусов больших размеров (поксвирусы).

Мех-м РТГА.

Определяют видовую принадлежность вирусов. Основана на способности антисыворотки подавлять вирусную гемагглютинацию, так как нейтрализованный вирус не агглютинирует эритроциты.

ВИЧ.

Как устроен ВИЧ?

ВИЧ входит в состав ретровирусов. Характерно: уникальное строение генома и наличие обратной транскриптазы. Обратная транскриптаза обеспечивает обратную направленность потока генетической информации – от РНК к ДНК (отсюда название).

Геном: 2 идентичные молекулы 1-нитевой несегментированной +РНК.

При репродукции образуются промежуточные продукты ДНК – особенности размножения ретровирусов. Выделяют ВИЧ-I и ВИЧ-II.

Зрелые вирионы: сферическая форма, d = 120 нм, в геноме 2 нити +РНК, капсид, суперкапсид из двойного липидного слоя, кот-й пронизывают гликопротеиновые шипы. Эти шипы взаимодействуют с молекулами CD4 на мембранах клетки.

Иммуноблотинг.

Метод идентификации Аг (или АТ) с помощью известных сывороток (или Аг). Применяют для подтверждения ВИЧ. Сначала электрофорезом в полиакриловом геле выделяют Аг вируса (на практике используют коммерческий реагент). Затем на полосы преципитата накладывают носитель (бумагу) и продолжают электрофорез. Потом на бумагу наносят сыворотку пациента и инкубируют. После отмывания несвязавшихся АТ проводят ИФА – на плёнку (на бумагу) наносят антисыворотку к иммуноглобулинам человека, меченую ферментом, и хромогенный субстрат. При наличии комплексов Аг-АТ-антисыворотка на носителе появляются окрашенные пятна.

МОРФОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

1. Строение бактериальной клетки.

Изучение ультраструктуры бактер/клетки стало возможным после появления электронных микроскопов. Поверхностные структуры бактерий: капсулы, жгутики, ворсинки, клеточная стенка, под ней – цитоплазматич мембрана. Внутрструктуры: цитоплазма, в кот-й - органеллы: нуклеоид, рибосомы и мезосомы (мембранные образования), а также включения и споры (у спорообразующих).

Жгутики – состоят из белка флагеллина (сокращ-ся). 1 жгутик – монотрихи, пучок – лофотрихи, жгутики на обоих полюсах клетки – амфитрихи, на всей поверхности – перитрихи. Жгутики обеспечивают движение бактерий: беспорядочное, хемотаксис, фототаксис, аэротаксис (от конц-и О2). Скорость зависит от расположения жгутиков, св-в питат/среды. Жгутики имеют антигенные св-ва.

Пили(ворсинки, фимбрии) – тонкие, полые нити из белка длиной 0.3-10 мкм, толщиной 10 нм. Двигательной ф-и нет. Типы: I общий – обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам хозяина, кол-во – до нескольких тысяч. II половые пили – кол-во 1-4 на клетку, участвуют в размножении.

Капсула – непрочно связана с поверхностью клетки. Ф-и: защитная, адгезивная.

Клеточная стенка– состоит из пептидогликана. Нет клет/стенки у микоплазм и L-форм бактерий. Хим/состав клет/стенки и её строение хар-ны для определённых групп прокариотов и служат их отличием. По отношению к окраске по Граму бактерии делятся на грам(+) и грам(-). Ф-и: придаёт определённую форму; защитная; имеет на своей поверхности разные рецепторы; через клет/стенку происходит питание и выделение. Пептидогликан придаёт стенке ригидность и эластичность, с ним связаны антигены у грам(+) бактерий. У грам(-) в пептидогликан входит липополисахарид, обладает антигенными и токсич св-вами – эндотоксин.

Цитоплазматич мембрана– под клет/стенкой. Это липопротеин (15-30% липидов, 50-70% протеинов, 2-5% углеводов и РНК). Ф-и: регуляция поступления метаболитов и ионов, участие в метаболизме, репликации ДНК, спорообразовании.

Мезосомы– производные цитоплазматич мембраны, связаны с нуклеоидом. Расположены у грам(-) – в форме петли, у грам(+) – концентрически, как пузыри, трубочки. Ф-я: участие в делении, спорообраз-и.

Цитоплазма– сложная коллоидная система: 75% воды + минер в-ва, белки РНК, ДНК.

Нуклеоид – ядро бактерий. Нет ядерной мембраны и хромосом, не делится митозом. Состоит из белков гистонов. Содержит 1 молекулу ДНК, РНК и белки. В цитоплазме могут быть также меньшие по массе молекулы ДНК – плазмиды. В молекуле ДНК закодирована вся наследственная информация клетки.

Рибосомы – рибонуклеопротеидные частицы. Ф-я: белоксинтезирующая. Рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть – в отличие от эукариотов.

Включения – это продукты метаболизма. Используются как запасные питат в-ва (это – гликоген, крахмал, сера, полифосфат).

Спора бактерий.

Это форма сохранения наследственной информации бактерии в неблагоприятных условиях. К спорообраз-ю способны патогенные бактерии (бациллы, клостридии)и непатогенные (сапрофиты, кокки). Процесс спорообр-я нач-ся сразу после возникновения дефицита питат в-в и длится ~ 8 часов. Никаких внешних источников питания и энергии не требуется. Подготовит стадия – прекращение деления и ↑ кол-ва липидных включений. Стадия предспоры – формир-ся спорогенная зона внутри бактерии (уплотняется цитоплазма с нуклеоидом). Стадия созревания споры – спорогенная зона изолируется путём врастания внутрь клетки цитоплазматич мембраны. Между внутр и наружным слоями образуется кортекс из особого пептидогликана. Потом внешняя сторона мембраны покрывается оболочкой из белков, липидов (термоустойчивость обеспеч-ся дипиколиновой к-той). Затем вегетат часть клетки отмирает, спора сохран-ся месяцы и годы. Такое длит сохранение обусловлено ↓ содержанием воды, ↑содержанием Са, структурой и хим/составом оболочки. В благоприятных условиях спора прорастает в вегетат клетку, набухает, ферменты активир-ся. Оболочка споры разруш-ся, из неё выходит ростовая трубка, заверш-ся синтез клет/стенки, нач-ся деление. Прорастает спора 4-5 часов. Образование споры – 18-20 часов. Спора у бактерий служит для сохранения вида и в размножении не участвует. Грибы, наоборот, размнож-ся спорами.

Наши рекомендации