СИСТЕМАТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Лектор: зав. кафедрой микробиологии,

СИСТЕМАТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Лектор: зав. кафедрой микробиологии, иммунологии и вирусологии д. м. н. , Леванова Людмила Александровна 2010 г.

Систематика – это: Наука, которая занимается всесторонним описанием микроорганизмов, выяснением степени родства между ними и распределением на соподчиненные группы. Цель систематики – создать классификацию.

Классификация - это Система соподчиненных понятий какой-либо области знаний, необходимая как средство связи между этими понятиями.

Таксономия - это Раздел систематики, изучающий принципы и методы распределения (классификации) организмов в иерархическом порядке (греч. порядок, расположение). Таксон- группа микроорганизмов, объединенных по определенным свойствам в рамках той или иной таксономической категории.

МИКРОБЫ (МИКРООРГАНИЗМЫ) Неклеточные (доклеточные формы) — вирусы, вироиды, прионы; Клеточные формы — бактерии, архебактерии, грибы, простейшие;

Иерархическая система таксонов, применяемая в бактериологии Домен (Domain) Царство (Kingdom) Тип (отдел) (Phylum) Класс (Class) Порядок (Order) (-ales) Семейство (Famili) (-ceae) Род (Genus) (-us) Вид (Species)

Определение понятия «ВИД» Это основная таксономическая категория в бактериологии, протозоологии, микологии. Это совокупность особей, имеющих общее происхождение, единый генотип, который в стандартных условиях проявляется одинаковыми биологическими свойствами.

Подвидовые категории: Морфовары (по форме) Серовары (по антигенам) Фаговары (по чувствительности к фагам) Ферментовары (по ферментам) Эковары (по эконишам)

Номенклатура бактерий Bacillus cereus (B. cereus) Staphylococcus aureus (S. aureus) Salmonella typhi (S. typhi) Номенклатура – бинарная ► 1 слово – род (фамилия автора, морфология) ► 2 слово – вид (клиника, место обитания, место выявления, морфология колоний)

Примеры конструирования биноминального названия бактерий Вид бактерий Род Вид Clostridium tetanus Clostridium (веретено) Tetanus (судороги) Shigella dysenteriae Shigella (Шига –автор) Dysenteriae (расстройство) Salmonella typhus Salmonella (Сальмон – автор) Typhus ( «туман» -бред) Bacillus anthracis Bacillus (палочка) Anthracis (уголь-антрацит)

Терминология в микробиологии Чистая культура-совокупность особей одного вида, выращенная на питательной среде Клон - совокупность особей одного вида, которые являются потомством одной клетки Штамм- совокупность особей одного вида, выделенные из одного источника, но в разное время или из разных источников

Признаки, лежащие в основе классификации микроорганизмов Морфологические - форма, размер, взаимное расположение, наличие капсулы, жгутиков. Тинкториальные – характеризуют отношение к красителям, в зависимости от особенностей клеточной стенки. Спорообразование – форма и характер расположения спор Культуральные – особенности роста на питательных средах при определенной РН и температуре.

Признаки, лежащие в основе классификации микроорганизмов Биохимические – способности утилизировать различные субстраты Физиологические – это тип дыхания, питания Антигенные – свойства, которые определяют чужеродность микроба по отношению к человеку

Основные принципы классификации микроорганизмов Нумерическая таксономия ►Принцип сопоставления по большому числу признаков Генотаксономия ►Принцип изучения нуклеотидного состава ДНК Филогенетическая таксономия ►Принцип учета исторического развития мира и эволюционных преобразований

Клеточные формы жизни Домен «Bacteria» - прокариоты (истинные бактерии или эубактерии); Домен «Archeae» - прокариоты (архебактерии); Домен «Eucarya» - эукариоты;

Домен «Eucarya» Царство грибов (Fungi) Царство животных (Animalia) с подцарством простейших (Protozoa) Царство растений (Plantae)

Отличия прокариот от эукариот: Вместо ядра – нуклеоид - двойная спираль, замкнутая в кольцо не отграниченная от цитоплазмы кариолеммой, с гаплоидным набором, без гистонов. Отсутствуют митохондрии, ЭПС, комплекс Гольджи. Производное ЦПМ - мезосомы. Цитоплазма не движется. В составе клеточной стенки имеется особый гетерополимер – пептидогликан Способны к движению с помощью жгутиков Отсутствует митоз, размножаются бинарным делением Не способны к пино, фаго и экзоцитозу, вещества поступают через всю поверхность бактериальной клетки Множество путей метаболизма

Домен «Bacteria» (эубактерии) ► бактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные; ► бактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные; ►бактерии без клеточной стенки (класс Mollicutes - микоплазмы)

Методы исследования: микроскопический Основан на непосредственном обнаружении микробов в материале. Позволяет изучить: морфологические и тинкториальные свойства (фиксированные препараты), Морфологию и подвижность (в нативных препаратах) Не позволяют осуществить видовую идентификацию ! Антони ван Левенгук (1632 -1723) Микроскоп Левенгука

Методы исследования: культуральный (бактериологический) Основан на выделении чистой культуры возбудителя и ее идентификации. Позволяет определить: Видовую или родовую принадлежность микроба Чувствительность к антибиотикам Играет решающее значение в лабораторной диагностике инфекционных заболеваний

Методы исследования: биопробы Основаны на неодинаковой чувствительности лабораторных животных к микробам. Применяют для: Выделения чистых культур, если микробы плохо растут или не растут на питательных средах Изучения вирулентности бактерий

Методы исследования: серологические Основаны на обнаружении феномена взаимодействия антигена с антителом. Применяют для: Поиска антител в сыворотке крови больного или определения динамики их нарастания Изучения антигенной структуры микроорганизмов при идентификации

Методы исследования: аллергологический Основаны на выявлении гиперчувствительности к инфекционным антигенам (аллергены) при некоторых заболеваниях: туберкулеза, бруцеллеза, туляремии и др.

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ В МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

Получение рекомбинантной вакцины для профилактики гепатита В встраивание гена вируса гепатита В, детерминирующего синтез HBs-Ag в геном дрожжевой клетки манифестация гена синтез дрожжевой клеткой HBs-Ag очистка HBs-Ag вакцина, содержащая HBs-Ag, но не содержащая вирусных частиц или их фрагментов

Продукты, получаемые генно-инженерным способом с помощью рекомбинантных штаммов бактерий вакцины гормоны интерфероны цитокины

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ Цель Выявления степени сходства различных ДНК (при идентификации микроорганизмов – сравнение ДНК выделенного штамма с ДНК эталонного штамма)

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ Принцип осуществления исследуемая ДНК нагрев в щелочной среде расплетение на две отдельные нити закрепление одной из них на специальном фильтре помещение этого фильтра в р-р, содержащий радиоактивный зонд (одноцепочечную молекулу ДНК эталонного штамма, меченную радиоактивным изотопом) понижение температуры + - восстановление двойной спирали – - двойная спираль не восстанавливается

ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ Цели обнаружение в патологическом материале конкретного вида микроорганизма без выделения чистой культуры идентификация микроорганизмов генотипирование микроорганизмов

ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ Принцип осуществления патологический материал или штамм микроорганизма выделение ДНК нагрев расплетение ДНК на две нити добавление праймеров (участки ДНК, комплементарные 3’-концам искомого гена) охлаждение связывание праймеров с комплементарными участками искомого гена

ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ Принцип осуществления добавление ДНК-полимеразы и нуклеотидов нуклеотиды присоединяются к 3’-концам праймеров повторение циклов (30 -80) – накопление (амплификация) искомого гена резкое нарастание (двукратное после каждого цикла) количества искомого гена определение количества ДНК с помощью электрофореза + - количество ДНК увеличивается – - количество ДНК не увеличивается

Спасибо за внимание!