A mikroorganizmusok változékonysága
A mikroorganizmusok változékonysága
A változékonyság az összes mikroorganizmusban rejlik.
A genetikai kutatások megállapították a szerepe a genetikai DNS átíródik gének és szerkezete a genetikai kód, a DNS-replikáció, és szabályozása a fehérjeszintézis prokarióták tisztázta minták mutagenezis és replikációs károsodott DNS oldalakon.
Tanulmány az öröklődés és a mikroorganizmusok variabilitás feltárta, hogy megváltoztathatja bármelyik tulajdonsággal mikrobiális sejtek: ellenáll a különböző tényezők, morfológiai, tenyésztési, biokémiai, virulens, antigén, toxikus stb (példa erre a vakcinára) ..
A változékonyságot okozó tényezők változatosak. Ezek közé tartozik az összetétele a tápközeg, a pH a környezet, a koncentráció az ásványi sók, hőmérséklet, ultraibolya sugárzás, a hatás a fágok gyógyszerek és fertőtlenítők, különböző vegyi anyagok, ultrahang, ionizáló sugárzás és így tovább.
A mikroorganizmusok genetikájának fejlesztésében elért sikerek kimutatták, hogy az öröklődés és a változékonyság alapvető törvényei alapvetően azonosak minden élő szervezetre, és egyetlen anyagi alapon léteznek. A reprodukciós sebesség és a haploiditás miatt a mikroorganizmusok alkalmasak a változékonyság mintázatának tanulmányozására.
Genetikai vizsgálatok az orvosi mikrobiológia, melynek célja a létfontosságú tevékenység a mikroorganizmusok és a menedzsment megszerzése mutánsok hasznosak humán (előállítására vakcina gyártók az antibiotikumok, aminosavak, fehérje takarmány és így tovább.).
Az örökség anyagi alapja, amely meghatározza az összes szervezet genetikai tulajdonságait, beleértve a baktériumokat, vírusokat, protozoákat, deuteromyceteseket stb., DNS. Az egyetlen kivétel az RNS-tartalmú vírusok, amelyekben az RNS-ben genetikai információt rögzítenek.
Egy DNS-molekula egy részét, amely egyetlen fehérje szintézisét szabályozza, gént nevezik.
A géneket strukturálisan, a sejt által termelt fehérjékben lévő aminosavmaradványok szekvenciájával, valamint a szerkezeti gének működését szabályozó gének - szabályozókra osztják fel.
A sejtek teljes készletét genotípusnak nevezik.
A mikroorganizmusok variabilitásának tanulmányozása során különféle változékonyságot fedeztek fel - disszociáció. Ez a fajta variabilitás nyilvánul meg, hogy a vetés bizonyos kultúrákban szilárd táptalajon szétválasztjuk kolóniák két típusa van: 1) egy sima, kerek, fényes telepeket sima élek - S-alakú (Smooth - sima), és 2) egy lapos, áttetsző telepeket szabálytalan alakú, egyenetlen szélekkel - R-forma (durva - durva).
Vannak átmeneti formák is: M-formák (nyálkahártya) és N-formák (törpék).
A sima S-formához tartozó kolóniák bizonyos körülmények között átmehetnek az R-formába és fordítva. Azonban az R-forma S-formává való átalakulása nehezebb.
A betegség okozó baktériumok gyakran S-formában. Néhány patogén baktériumban a telepeket az r-forma (tuberkulózis, pestis) okozza.
A bakteriális sejtekben bekövetkező változások lehetnek nem örökletesek - fenotípusos változékonyság és örökölt - genotípusos változékonyság.
A fenotípusos variabilitást módosulás jellemzi - ez a sejt reakciója a létezés kedvezőtlen körülményeihez. A módosítások a mikrobák morfológiai, kulturális, biokémiai tulajdonságaira vonatkozhatnak. A morfológiai módosítás megváltoztatja a mikrobiális sejt formáját és méretét.
A kulturális változás a telepek pigmentációját és méretét, az egyének megosztottságának és a telepek kialakulásának időbeli változását okozza,
A biokémiai módosítások olyan adaptív enzimek kialakulásában nyilvánulnak meg, amelyek bizonyos körülmények között lehetővé teszik a mikrobiális sejtek létezését.
A módosítás a mikroorganizmus környezeti feltételekhez való illesztésének egyik módja. Mivel a szerzett tulajdonságok nem öröklődnek, csak a mikrobiális populációk túléléséhez járulnak hozzá.
Például a diftéria baktériumok viszonylag könnyen megváltoztatják a morfológiai, kulturális és biokémiai tulajdonságokat a fizikai és kémiai tényezők hatása alatt. Izomzatos, filiform, élesztőszerű és koccoid formákat képezhetnek, elveszítik a szénhidrátok fermentálására és toxinok előállítására való képességét. Ha azonban életük optimális feltételei helyreállnak, akkor a felmerülő változások elveszhetnek.
A genotípus változékonyság az örökölt változások következtében alakul ki. A genotípus változékonyságát mutációk és rekombinációk képviselik.
A mutációk és a rekombinációk örökletes szerkezeti változások a génekben.
A mutációk a külső tényezők (fizikai és kémiai) hatásának következményei. A mutációk nagymutációkra vannak osztva a teljes kromoszóma változásai és a kis (pont) mutációk miatt, amelyek az egyedi DNS-nukleotidok változásaiból erednek.
A mutációk különálló DNS-bázisok lerakódásával vagy hozzáadásával, az egyik bázis helyettesítésével vagy a szimmetria-tengelyhez viszonyított elmozdulással keletkeznek.
A mikrobiális mutációk spontán és indukált.
A mutációk következtében a morfológiai és kulturális tulajdonságok megváltozhatnak, megjelenhetnek a gyógyszerekkel szembeni ellenálló képesség, a virulens tulajdonságok csökkenhetnek, az aminosavak szintézisének képessége, a szénhidrátok és egyéb tápanyagok eldobása elveszhet.
Ha a mutációk külső tényezők hatására keletkeznek a génszerkezet hatására, a rekombináció variabilitása a donor DNS befolyása a recipiens sejten keresztül történik.
A rekombináció három típusból áll:
1. Transzformáció, amely abból ered, hogy a recipiens sejt képes közvetlen kapcsolatba kerülni a donor DNS-ével.
2. A transzdukció, melyet a genetikai információ átadása az adományozóból a mérsékelt fág segítségével történik. A mérsékelt fág segítségével a recipiens továbbadhatja a toxin termelésének képességét, formálja a spórákat, további enzimeket termel stb.
A bakteriofág által okozott transzdukció eredményeképpen a diftéria baktériumok, mint például a mitisz, új tulajdonságokkal rendelkezhetnek, amelyek mérgezőbbek, és következésképpen virulensekké válhatnak.
Konjugáció - a genetikai anyag átadása egy donorsejtből egy recipiens cellába, az egyének közvetlen kapcsolatával.
Az öröklődés kromoszóma tényezőin kívül vannak extracromoszómális tényezők is.
Ezek a plazmidok viszonylag kicsiek a mikrobás sejtek kromoszómális DNS-molekulái. Ezek a citoplazmában helyezkednek el és gyűrűs szerkezettel rendelkeznek. A plazmidok a baktériumok rezisztenciát biztosítanak a gyógyászati anyagokhoz, beleértve az antibiotikumokat is.
A genetikai mechanizmusok szerint a mikrobák gyógyszerrezisztenciája elsődleges vagy megszerzett lehet.
Az elsődleges (természetes) rezisztencia a megfelelő metabolikus reakciók hiányának köszönhető, melyeket bizonyos gyógyszerek blokkolnak.
A megszerzett ellenállás olyan kromoszómális gének mutációitól származik, amelyek szabályozzák a sejtfal komponensek szintézisét, a citoplazmatikus membránt, a riboszomális vagy transzport fehérjéket.
Leggyakrabban a szerzett rezisztencia adódik az átviteli tényező extrakromoszómális - plazmid, amely szabályozza többszörös rezisztenciát mikrobiális sejt (baktériumok), hogy két, három vagy több gyógyszer, beleértve az antibiotikumokat. Több gyógyszerrezisztencia, sőt egy vagy másik gyógyszer (antibiotikum) függése is.
Az extrakromoszómális tényezőket nagyon nagy gyakorisággal közvetítik a sejtekbe, és a mikroorganizmusok széles körű elterjedését és nagyobb túlélését okozzák a környezetben.
A plazmidrezisztencia biokémiai mechanizmusai olyan enzimek kialakulásához kapcsolódnak, amelyek antibiotikumokat inaktiválnak, vagy olyan antibiotikumokat vagy transzportfehérjéket modifikálnak, amelyek az antibiotikumokat a sejthez továbbítják.
A plazmid egyik baktériumból a másikba való transzportját transzdukcióval vagy konjugációval végezzük.
Az eukarióták - gombák és protozoák antibiotikumokkal szembeni rezisztenciája - a kromoszómális gének olyan mutációi miatt is előfordul, amelyek szabályozzák a sejt strukturális komponenseinek képződését.
A mikroorganizmusok antibiotikum-rezisztenciájának kialakulására szolgáló mechanizmusok összetettek és sokszínűek.
Ezek az antibiotikumok vagy kemoterápia hatásmechanizmusának jellemzői az érzékeny sejteken, a mikrobák metabolikus tulajdonságairól, valamint az ellenálló markerek kromoszomális vagy plazmid lokalizációjáról.
Amellett, hogy a elnyomása a mikrobiális sejtek életfolyamatok, antibiotikumok, valamint más kemoterápiás szerek, nagy hatékonyságú, szelektív szerek, amelyek elősegítik a szelekciót és a szaporítást a gyógyszer-rezisztens egyének hozzá. Még ha az antibiotikumra érzékeny vagy kemoterápiás szert baktérium populációk tartalmaznak csak egy rezisztens sejtek, akkor jelenlétében az anyag nagyon rövid idő alatt válhat a progenitor új populáció rezisztens organizmusok.
Számos tényező járul hozzá az antibiotikum-rezisztens mikrobiális populációk tömeges kiválasztásához és eloszlásához. Például, széles és gyakran ellenőrizetlen antibiotikumok alkalmazása kezelésére és különösen megelőzésére különböző betegségek megfelelő indoklás nélkül (beleértve a vírusos betegségek), valamint a széles körű alkalmazása az antibiotikumok az állatgyógyászat területén, takarmány-adalékok gyorsuló növekedés az állatok, az antibiotikumok mint az élelmiszerek tartósítószerei, az állatok különböző betegségeinek megelőzésére.
A genetikai vizsgálatok a genetikai kódban rögzített örökletes tulajdonságok megváltoztatásának módjait fejlesztik, megváltoztatják őket a genetikai készülék különböző tényezőkkel (ultraibolya sugarak, kémiai vegyületek, hőmérséklet stb.) Való befolyásolásával.
Ennek eredményeként léteznek olyan mutánsok - olyan módosított genotípusú kultúrák, amelyek egy bizonyos attribútumhoz többé-kevésbé aktív tulajdonságokkal rendelkeznek.
A különböző gombák enzimjeit széles körben használják a géntechnológia területén. Modern genetika, molekuláris biológia, használatának módja és a legújabb fizikai - kémiai módszerekkel, a megszerzésének lehetőségét új törzsek organizmusok a megváltozott specifikus aktivitást. Ezt az tette lehetővé, feltérképezése gének a DNS-molekula, azaz, a tanulmány a helyét a DNS a polimer lánc és funkcionális tulajdonságait. Fizikai - kémiai módszerek lehetővé teszik a meglévő specifikus enzimek izolálására egyes gének vagy azok részei, és csatlakoztatni őket egy adott része a DNS egy másik egyén. Ennek eredményeképpen a kapott mesterségesen életképes sejtek módosított genetikai információt tartalmaznak.
Ezt a módszert a szervezet genetikai tulajdonságainak megalkotására genetikai tervezésnek nevezik.
A fejlesztés a genetikai és sejt mérnöki lehetővé célzottan szerezni a korábban elérhetetlen gyógyszerek (inzulin, interferon, vakcinák és így tovább.) Ahhoz, hogy hozzon létre egy új törzs a hasznos mikroorganizmusok (aktívabb gyártók különböző esszenciális metabolitok), növényfajták, állatfajták.