Кафедра микробиологии вирусологии и иммунологии Каз НМУ Лекция

Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии Каз. НМУ Лекция 2 Генетика микрорганизмов Микрофлора организма человека ДИСБАКТЕРИОЗ САНИТАРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ проф. Акышбаевой К. С.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Синтез ДНК репликация , редупликация (удвоение) Синтез РНК транскрипция (переписывание с ДНК) Синтез белка проводимый рибосомой на м. РНК - трансляция. АКСИОМА молекулярной генетики DNA------- m. RNA------ БЕЛОК transcription translation

Трансляция - синтез белков Она проводится рибосомами. Рибосома состоит из 2 субчастиц: - большой - малой.

Генетический код бактерий универсален 3 типа РНК m. RNA: матричная РНК r. RNA: рибосомная РНК t. RNA: транспортная РНК • Он один и тот же у всех микроорганизмов. • Есть небольшие отличия в генетическом коде митохондрий.

Генетический материал у бактерий сконцентрирован в структурах: Нуклеоид 2 нити ДНК плазмиды Внехромосомные факторы наследственности транспозоны IS Последовательности

ДНК Комплементарная копия ДНК Удвоение ДНК: - при расплетении нитей к каждой нити достраивается комплементарная копия, т. о получается 2 нити ДНК, копирующие исходную.

Плазмиды Трансмиссивность – передача свойств другим бактериям Могут элиминировать мутировать, рекомбинировать, интегрировать с хромосомой, образуя эписомы Классификация плазмид F-фактор – донорные функции R-плазмида – резистентность к антибиотикам RTF – фактор –фактор переноса генов резистентности Col – плазмида -синтез колицинов Еnt – плазмида энтеротоксины Контроль -обмен генетич. материала - синтез факторов патогенности – защита Б. от химических и других агентов.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ • Транспозоны • крупные молекулы ДНК • IS- последовательности короткие фрагменты ДНК. • содержат гены, ответственные за • Способны: транспозицию - перемещаться по хромосоме • Способны: - существовать автономно, - перемещаться по но способны к хромосоме автономной репликации. - встраиваться в различные ее участки.

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Ген фрагмент молекулы ДНК, контролирующий синтез белка. Генотип сумма генов Вся сумма внешних признаков микроба называется фенотип

Изменчивость М. - изменение свойств под влиянием различных факторов ИЗМЕНЧИВОСТЬ микроорганизмов ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ (не наследуемая) Морфологические свойства Культуральные свойства ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ (наследуемая) Биохимические свойства мутации трансдукция Генетические диссоциации Рекомбинации конъюгация трансформация

Фенотипические изменения 1 или нескольких признаков. МОДИФИКАЦИИ • - первичная структура ДНК не меняется • - адаптивные реакции М. на изменяющиеся условия окружающей среды.

Мутация - изменения в первичной структуре ДНК По происхождению: Спонтанные – редкие (1 на 10 млрд. клеток) Индуцированные под влиянием мутагенов (УФО, АБ)

Мутация По протяженности: Генные (точечные) утрачивается Хромосомные (крупные) изменяется 1 ген утрачиваются или изменяются несколько генов По влиянию на жизнеспособность М. : ЛЕТАЛЬНЫЕ НЕЙТРАЛЬНЫЕ УСЛОВНОЛЕТАЛЬНЫЕ

Все мутации происходят в результате ошибок синтеза молекулы ДНК • ДЕЛЕЦИЯ – выпадение (гена или его участка) • ИНВЕРСИЯ – поворот участка ДНК на 180 0 • ДУПЛИКАЦИЯ – повторение опред. участка ДНК или гена • ТРАНСПОЗИЦИЯ – перемещение генов

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕКОМБИНАЦИИ (трансформация, коньюгация, трансдукция) • обмен генами между бактериями, в котором участвует 2 клетки: ДОНОР (отдающий) и РЕЦИПИЕНТ (принимающий)

Трансформация - • Непосредственная передача генетического материала от донора к реципиенту при помощи изолированной ДНК • Сполнтанная Индуцированная ДОНОР ЛИЗИС КЛЕТКИ Фрагменты ДНК Внедрение ДНК Интеграция в ДНК

Трансдукция • - передача генетического материала от донора к реципиенту при помощи умеренного фага. • Бактериофаги (БФ), находясь в бактериальной клетке, встраивают в свою ДНК небольшие участки ДНК клетки-хозяина, а затем переносят их в клетки –реципиенты. ДНК реципиента - ДНК донора + фага.

Абортивная трансдукция – • перенесенная фагом часть ДНК донора не встраивается в хромосому реципиента, а остается в цитоплазме реципиента и функционирует самостоятельно. • При делении клеток-реципиентов этот участок ДНК остается в первой дочерней клетке, т. е. наследуется однолинейно.

Трансдукция • Неспецифическая • Специфическая • БФ - переносчик генов от • ДНК фага соединяется с • донора к реципиенту, но ДНК фага не участвует в образовании рекомбинантов. Например, перенос генов, контролирующих : - синтез углеводов, - резистентность к АБ генами хромосомы донора, расположенными рядом с умеренным фагом.

Конъюгация перенос генетич. материала от донора к реципиенту при их контакте. • 3 процесса: + • I. F коньюгация (ч/з секс-пили) • II. Hfr коньюгация • III. Коньюгация плазмиды резистентности

Конъюгация бактерий: • Палочковидная Б. –донор • Клетка-реципиент • Тонкий соединит. канал по которому происходит перенос ГМ.

3 МЕХАНИЗМА ПЕРЕДАЧИ ГЕНЕТ. МАТЕРИАЛА У БАКТЕРИЙ ДОНОР ТРАНСФОРМАЦИЯ РЕЦИПИЕНТ КОНЬЮГАЦИЯ ТРАНСДУКЦИЯ ПЛАЗМИДЫ БФ

Практическое значение генетики? • Создана новая отрасль – генная инженерия • Изучение молекулярных основ наследственности, изменчивости • Селекция, отбор микробов – продуцентов АБ • Получение вакцинных аттенуированных штаммов • Улучшение диагностики

? ? 1. Перечислите внехромосомные 2. 3. 4. структуры. Что такое фенотип? Что такое ген?

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Ген фрагмент молекулы ДНК, контролирующий синтез белка. Генотип сумма генов Вся сумма внешних признаков микроба называется фенотип

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ - Изучает отношения : внутри микробных сообществ; между микро- и макрорганизмом совместно обитающих в общих биотопах.

Биотоп – среда обитания микробов. Биоценоз – совокупность популяций разных видов, связанных единой средой обитания (биотопом). Экосистема – состоит из биоценоза и биотопа.

МЕЖВИДОВЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Комменсализм - микробы используют другой организм без вреда, но и без очевидной выгоды для последнего Паразитизм - партнер-паразит использует партнера-хозяина как реду обитания или источник пищи, нанося определенный вред организму хозяина Мутуализм - взаимовыгодные отношения (микробы – хозяин) кишечная МФ ↔ хозяин; анаэробы ↔ аэробы

НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА ЧЕЛОВЕКА Это совокупность множества микробиоценозов характеризующихся определенными взаимосвязями и местом обитания I. Постоянная (резидентная, индигенная, аутохтонная) представители, специфичные для данного биотопа. (количество видов невелико, но относительно стабильно) II. Случайная (транзиторная, аллохтонная) состоит из особей, занесенных извне. (не характерно для данного биотопа )

Постоянная МФ Облигатная Факультативная (главная составляющая) Микробы населяют: Транзиторная МФ 1. Кожа, конъюктива • Состав не постоянен • Зависит от: - возраста внешней среды условий труда рациона питания -перенесенных заболеваний, стресса, травм и др. факторов 2. 3. ротоглотка, ВДП ЖКТ (желудок, тонкий и толстый кишечник) 4. МПС (уретра, н/половые органы, влагалище)

НМФ- Формируется с рождения Качественный количественныый регулируется антагонистическими и синергетическими отношениями м/у представителями в составе биоценозов • Наибольшая обсемененность - толстый кишечник - ротовая полость - МВС, ВДП, кожа • В норме стерильны: - кровь, ликвор - суставная, - плевральная жидкость лимфа внутреннние органы Стерильность обеспечивается факторами иммунитета

ТОЛСТЫЙ КИШЕЧНИК - до 99%- анаэробы (бактероиды, клостридии, стрептококки, фузобактерии, эубактерии, вейлонеллы) - 1 -4 %- аэробы и фак. анаэробы - ( КП, энтерококки, стафилококки, протеи, псевдомонады, лактобациллы, Кандида, микоплазы, простейшие, вирусы)

What Good Are E. coli? - Защищает желудочнокишечного тракта от бактериальных инфекций - Способствует пищеварению - наш главный Источник В 12 и К 4) Живет в симбиоз с нами (мы помогаем им жить, и они помогают нам жить)

Микрофлора полости рта Полость рта – биологический термостат (стрепт. , стаф. , вейлонеллы, дрожжеподоб. грибы, нитевид. бактерии, лактобактерии) 1. 2. 3. 4. 5. наличие питательных веществ повышенная влажность оптимальная температура реакция среды, близкая к нейтральной особенности архитектоники ротовой полости межзубные промежутки, десневые карманы, складки –

МФ КОЖИ Постоянная Транзиторная • СОСТАВ: - кокки- стафилоккоки, микрококки, стрептококки, пептококки, сарцины - пропионбактерии, коринебактерии, КП - лактобациллы, дрожжеподобные грибы Самая многочисленная группа на коже волосистой части головы

БИОПЛЕНКА • полисахаридный каркас • микроколонии (от нескольких сотен до нескольких тысяч) микроорганизмов нормальной микрофлоры Толщина БП- 0, 1 -0, 5 мм анаэробы/аэробы- 10: 1 – 100: 1

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МФ I Эндогенные - секреторная функция организма - гормональный фон - кислотно-основное состояние II Экзогенные - условия жизни (климатические, бытовые, экологические

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ МФ • Обеспечение колонизационной резистентности • Иммуногенная • Участие в обменных процессах • Участие в биохимических процессах • Инактивация экзогенных и эндогенных токсических продуктов

Антагонистическая • Колонизационная резистентность (КР) - это устойчивость эпитопов к заселению случайной, в том числе патогенной МФ КР обеспечивается: - бактерицидными и бактериостатическими веществами - конкуренцией бактерий за питат. субстраты и экологические ниши

ИММУНОГЕННАЯ ФУНКЦИЯ МФ • Стимуляция процессов формирования ИС у новорожденных • Поддержание иммунного статуса у взрослых при помощи мурамилпептида КС бактерий и др. адьювантных макромолекул

Участие МФ • продукция энзимов (д/метаболизма белков, липидов, НК и ЖК) • поддержание водно-солевого баланса • синтез витаминовв гр. В, К и Д • регуляция газовой среды кишечника • Ферментация пищевых продуктов • Регуляция моторно-эвакуаторной функции кишечника • Инактивация экзогенных и эндогенных токсических продуктов

ДИСБАКТЕРИОЗ Нарушение симбиотического микробного равновесия, характеризующееся выраженными изменениями микрофлоры, ее качественного и количественного состава • СТЕПЕНИ ДИСБАКТЕРИОЗА I степень – слабовыраженная II степень – выраженный III степень – резковыраженный ДБ- клиникомикробиологический синдром

ФАЗЫ ДБ Компенсированная не сопровождается клинич. проявлениями Субкомпенсированна Локальные воспалит. явления Декомпенсированная генерализация процесса с возникновением метастатических воспалительных очагов ЭУБИОТИКИ (ПРОБИОТИКИ) Монокомпонентные бифудум-, лакто-, колибактерин, энтерол (концентрат живых лиофильновысушенн ых микробов с их метаболитами) Поликомпонентные 2 и более видов М. ПРЕБИОТИКИ СИНБИОТИКИ

САНИТАРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ- раздел медицинской микробиологии Изучает микроорганизмы: Разрабатывает: - микробиол. показатели - содержащие в гигиенич. окружающей среде нормирования и способные оказывать - методы контроля за эффективностью Неблагоприятное - методы воздействие на обеззараживания состояние здоровья обьектов окруж. среды человека - выявляет патогенные, УПМ и СПМ

Что такое индикаторные микроорганизмы? • Непатогенные микроорганизмы, наличие которых предполагает присутствие патогенных кишечных микробов. • Индикаторные микроорганизмы используются, потому что патогенных возбудителей часто трудно обнаружить в питьевой воде и сточных водах: - небольшое число (но все же выше MID) - сложно, отнимает много времени, или дорогая процедура выделения

В 1914 году было принято решение, что колибактерии могут использоваться в качестве индикатора фекального загрязнения питьевой воды: ü колибактерии живут в кишечнике теплокровных животных и выделяются в больших количествах с фекалиями ü указывают на фекальное загрязнения питьевой воды ü их наличие демонстрирует нарушение процессов очистки сточных вод • В пищевой промышленности используются другие микроорганизмы как индикаторы для оценки эффективности переработки пищевых продуктов

САНИТАРНО-ПОКАЗАТЕЛЬНЫЕ МИКРОБЫ - косвенные показатели - количественный учет: Определяют: - коли-титр - перфрингенс-коли - титр энтерококка - микробное число

How many of you like to go swimming in Lake Sorbulak?

Спасибо за внимание!