Шпаргалки для студентов

готовимся к сессии

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Шпаргалки по микробиологии. Часть 2

Индекс материала
Шпаргалки по микробиологии. Часть 2
Мембранная структура бактериальных клеток
Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями.
Антибиотики. Природа действия
Типы микроскопии и использование.
Способы генетического обмена у бактерий.
Хемолитотрофы
Молочнокислое брожение
Получение накопительных культур.
Оперонный принцип организации генов у бактерий.
Органоиды движения. Типы движения.
Псевдомонады
Распространение в природе. Использование человеком.
Факторы физической природы.
Бактериофаги.
Бактериальная трансдукция.
Патогены высших животных
Анаэробное дыхание
Конкуренция микроорганизмов. Бактериоцины.
Формы и взаимодействия между микрорганизмами.
Явления рестрикции и модификации.
Фототрофные бактерии. Фотосинтетический аппарат.
Типы трансдукции
Спирохеты.
Биогеохимическая деятельность микроорганизмов.
Компетентность. Получение компетентных культур.
Рикеттсии и хламидии.
Все страницы



Закономерности роста чистых культур микроорганизмов
 

В условиях непрерывного (проточного) культивирования в сосуд, содержащий популяцию бактерий, подается свежая питательная среда и из него одновременно удаляется часть среды с клетками микроорганизмов. Хемостат состоит из сосуда-культиватора, в который с заданной постоянной скоростью поступает питательная среда. Примером хемостата в природе служит рубец жвачных животных. Турбидостат представляет собой ферментер, в котором поддерживается заданная плотность клеток за счет определения оптической плотности среды культивирования. Биореакторы, или ферментеры в пром.Культуры, в которых все клетки находятся на одинаковой стадии клеточного цикла и делятся одновременно, называют синхронными.

Методы иммобилизации клеток основаны на способности микроорганизмов к адсорбции на твердых поверхностях. Существуют два принципиально различных подхода к иммобилизации: без образования ковалентной связи между клеткой и носителем (физические) и с образованием ковалентной связи между ними (химические).

Химические методы иммобилизации предполагают образование ковалентной связи между какой-либо из функциональных групп на поверхности клетки микроорганизма и материалом носителя.

Физические методы иммобилизации реализуются в результате адсорбции микроорганизмов на поверхности различных нерастворимых синтетических или природных пористых материалов, при включении клеток в поры поперечносшитого геля и т. п. Например, при смешивании суспензии клеток с раствором полимера (полиакриламид, агароза и т. п.) с последующей полимеризацией образуется пространственная структура геля с включенными в его ячейки клетками микроорганизмов. В резуль-

тате микроорганизмы оказываются заключенными в ячейки, которые ограничивают их перемещение, но не препятствуют поступлению питательных веществ и осуществлению каталитических функций.

В настоящее время разрабатываются методы иммобилизации клеток путем их включения в белковые мембраны с использованием коллагена, казеина, миозина и других белков или полипептидов. Мембраны с иммобилизованными клетками сворачивают в рулон и помещают в колонку, через которую пропускают субстрат.

Иммобилизованные клетки сохраняют высокую ферментативную активность, что позволяет использовать их в непрерывно действующих технологических процессах. При этом облегчается выделение продуктов биосинтеза.

Мутации у бактерий. Мутагены.
 

Мутации – изменения, возникающие в генетическом аппарате бактерий и передающиеся по наследству. Мутации, возникающие в популяции бактерий без целенаправленного экспериментального вмешательства, называют спонтанными. Например, тимин, который обычно спаривается с аденином, может перейти в енольную форму и образовать водородные связи с гуанином. В результате во вновь синтезированной молекуле ДНК вместо пары Т–А появляется пара Г–Ц. Возникают такие мутации довольно редко. В среднем частота спонтанных мутаций составляет 10–4–10–10.

Индуцированные мутации возникают с помощью воздействия тех или иных факторов – мутагенных агентов. Мутагенные агенты характеризуются неспецифичностью действия.

Мутации, приводящие к утрате или изменению какой-то функции клетки, относятся к классу прямых, так как они вызывают появление у клеток другого фенотипа, который отличает их от бактерий дикого типа. Например, бактерии E. coli, способные в норме сбраживать лактозу (Lac+-фенотип), могут утрачивать данный признак, и поэтому мутация Lac+ Lac–, будет считаться прямой.

В результате обратной мутации у мутантного организма восстанавливается исходный (или дикий) фенотип. Обратные мутации бывают истинными (истинные реверсии) и вторичными. Об истинных обратных мутациях говорят, когда в результате второй мутации восстанавливается исходный генотип. Однако эффект первой мутации может быть компенсирован мутацией в другой части этого же или расположенного рядом гена - вторичными реверсиями. Иногда возникают также мутации в других участках генома, которые за счет различных механизмов обеспечивают обходные пути для снятия эффекта первой мутации. Их называют супрессорными мутациями. По фенотипическим проявлениям мутации подразделяют: 1) на морфологические, в результате которых изменяется ряд морфологических признаков; 2) биохимические, среди которых: • определяющие зависимость от дополнительных факторов роста, или ауксотрофные; • обеспечивающие устойчивость к ингибиторам, антибиотикам, бактериоцинам, ядам или бактериофагам; • связанные с чувствительностью к повышенной температуре (условно-летальные); • изменяющие способность использовать определенный субстрат или сбраживать какой-либо углевод; • нарушающие регуляцию или синтез ферментов катаболизма либо анаболизма;

• изменяющие вирулентность клеток, их антигенные свойства.

Точковые мутации – мутации, затрагивающие только одну пару оснований и приводящие к замене одной пары оснований на другую: • транзиции, в результате которых происходит замена пурина на

другой пурин или же пиримидина на другой пиримидин; • трансверсии, приводящие к замене пурина пиримидином, и наоборот.

Мутации, связанные с заменой оснований, часто оказываются миссенс-мутациями (мутациями с изменением смысла), в которых кодирующий триплет оснований после замены обеспечивает включение в белок уже другой аминокислоты. Значительная часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), характеризующиеся тем, что кодирующий какую-либо аминокис- лоту триплет превращается в триплет, не кодирующий никакой аминокислоты.

Под влиянием некоторых мутагенов могут происходить вставки или выпадения оснований, а возникающие в результате этого мутации называются мутациями со сдвигом рамки считывания.

Мутации, затрагивающие вножество пар нуклеотидов, называют хромосомными. Дупликации – возникновение в данной нуклеотидной последовательности одного или, чаще, нескольких повторов. Делеции – утрата двух или нескольких пар оснований. Инверсии – изменение порядка нуклеотидов в ДНК на обратный по отношению к ориентации в штаммах дикого типа, возникающее обычно в результате рекомбинации с переворотом (flip-flop). Транслокации – перенос фрагмента ДНК в новое положение.

Азотистая кислота (HNO2) дезаминирует (отщепляет аминогруппу и замещает другой группой) аденин, гуанин или цитозин, что приводит к ошибкам при репликации ДНК. Происходит простая замена оснований, или транзиция.

Гидроксиламин (NH2OH) вступает в реакцию главным образом с ци-тозином и изменяет его так, что он при репликации ДНК предпочтитель-но спаривается с аденином вместо гуанина (транзиция).

Переход в другую таутомерную форму может привести к неправильному образованию пар во время репликации ДНК. Часто для выделения мутантов используют 5-бромурацил и 2-аминопурин.

5-Бромурацил представляет собой соединение, сходное по строению с тимином. Он может включаться вместо тимина в цепь ДНК как комплементарное аденину основание. При переходе в енольную форму 5-бромурацил (БУ*) ведет себя при репликации ДНК как цитозин и спаривается с гуанином.

После третьего цикла репликации вместо пары А–Т в молекуле ДНК обнаруживается пара Г–Ц.

Алкилирующие агенты –этилэтансульфонат, сернистый иприт и другие принадлежат к наиболее эффективным мутагенам. Они модифицируют (алкилируют) в области репликативной вилки преимущественно пуриновые основания, в первую очередь гуанин, вызывая его спаривание с ти-

мином вместо цитозина. Молекулы акридиновых красителей внедряются между соседними азотистыми основаниями в цепи ДНК и увеличивают расстояние между ними. Такое пространственное изменение при репликации ДНК может вызывать ошибки двух типов – утрату нуклеотида или включение дополнительной пары нуклеотидов. УФ-лучи действуют на тиминовые основания, следствием чего является образование димеров тимина в ДНК. Такие димеры служат источником возникновения ошибок при репликации ДНК. УФ-лучи вызывают мутации типа транзиций, трансверсий или делеций.

Как мутагенные факторы биологической природы рассматривают перемещающиеся (мобильные, мигрирующие) генетические элементы бактерий - простые вставочные последовательности (IS-элементы), транспозоны (Tn-элементы) и фаги-транспозоны (Mu, Д3112).

  1. Определение капсул у бактерий.

При определенных условиях культивирования многие виды бактерий различных таксономических групп образуют слизистое вещество, формирующее вокруг клетки структуру, которая называется капсулой. Колонии капсулообразующих бактерий имеют влажную, блестящую поверхность и называются мукоидными. Среди сапрофитных бактерий капсула хорошо выражена у представителей родов Azotobacter,Leuconostoc, Rhizobium, патогенных – Streptococcus pneumoniae,Klebsiella pneumoniae

Капсула предохраняет клетку от обезвоживания, механического повреждения, капсульное вещество создает вокруг клетки дополнительный осмотический барьер, регулирующий поступление и выделение

различных веществ и ионов, а также аэрацию бактерий. Лучше всего капсулы выявляются во влажных препаратах, так как составляющиеих сильно гидратированные коллоидные полимеры легко разрушают-

ся и сокращаются в размерах при высушивании и фиксации. Для выявления капсул пользуются различными методами, среди которых можно отметить метод Гинса Бурри (метод негативного кон-

трастирования).

Техника: 1. На предметное стекло наносят каплю водного раствора фуксина, в которую с помощью стерильной петли вносят исследуемую культуру бактерий.

2. Рядом с первой каплей помещают каплю туши. Две капли смешивают и с помощью другого предметного стекла делают мазок как мазок крови.

3. Мазок высушивают на воздухе.

4. Микроскопируют, пользуясь иммерсионной системой. На темнодымчатом фоне препарата видны розовые клетки микроорганизмов, окруженные бесцветной капсулой.