Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Теоретическая справка. Изменчивость микроорганизмов.

Генотип – вся совокупность имеющихся у организма генов.

Фенотип – совокупность внешних признаков бактерий, то есть индивидуальное проявление генотипа. При изменении условий существования фенотип бактерий может изменяться при сохранении генотипа.

Изменчивость микроорганизмов – это изменение характерных для данного микроба свойств под действием различных факторов. У микроорганизмов наблюдается фенотипическая и генотипическая изменчивость.

Фенотипическая изменчивость – это временные ненаследуемые изменения признаков, возникающие в ответ на изменившиеся условия окружающей среды. После устранения причины, вызвавшей изменение признака, бактерии возвращаются к исходному фенотипу.

Генотипическая изменчивость проявляется изменением генотипа бактерий, в результате чего измененные признаки передаются по наследству. Формы фенотипической изменчивости:

1. Изменчивость морфологических признаков (формы и размеров клеток).

2. Культуральная изменчивость (диссоциация) – возникновение различных форм колоний. Колонии обозначаются как S-колонии (англ. smooth – гладкий) и R- колонии (англ. rough – шероховатый).

3. Изменчивость ферментативных (биохимических) свойств.

4. Изменчивость биологических свойств (вирулентности бактерий). Формы генотипической изменчивости:

1. Мутации – стойкие (передающиеся при репликации по наследству) изменения генетической информации организма. Основу этого явления составляют качественные или количественные изменения последовательности нуклеотидов в ДНК. Бактерии с измененными признаками называются мутантами. Различают спонтанные и индуцированные мутации, генные (изменение одного гена) и хромосомные (изменение двух или более участков хромосомы).

1.1. Спонтанные (самопроизвольные) мутации возникают под влиянием неизвестных причин. Пример – ауксотрофность, то есть утрата способности к синтезу какого-либо соединения.

1.2. Индуцированные ( направленные) мутации проявляются в результате воздействия на микроорганизмы мутагенами (химическими веществами, физическими факторами – температурой ультрафиолетовым и ионизирующим излучениями и др.).

1.3. По механизму возникновения выделяют следующие типы мутаций: а. транзиция – точечная замена пиримидинового азотистого основания на пиримидиновое (замена тимина на цитозин и наоборот) или пуринового на пуриновое (замена аденина на гуанин и наоборот); б. трансверсия – точечная замена пиримидинового азотистого основания на пуриновое (например, замена тимина на гуанин) или пуринового на пиримидиновое (например, замена цитозина на аденин); в. инсерция – вставка одного или нескольких дополнительных азотистых оснований г. делеция – выпадение одного или нескольких азотистых оснований д. дупликация – удвоение последовательности азотистых оснований в определенном участке хромосомы е. транслокация – перенос последовательности азотистых оснований из одного участка хромосомы в другой ж. инверсия – разворот последовательности азотистых оснований на 180 градусов.

2. Генетические рекомбинации – изменение признаков в результате переноса генетического материала от клетки-донора в клетку-реципиент. Перенос генетического материала (ДНК) из клетки-донора в клетку-реципиент может осуществляться различными механизмами: трансформацией, трансдукцией и конъюгацией.

2.1. Трансформация (преобразование, перестройка) – изменение генома реципиента в результате встраивания в бактериальную хромосому поглощенного из среды свободного фрагмента ДНК донора.

2.2. Трансдукция – передача ДНК от клетки-донора в клетку-реципиент с помощью умеренного бактериофага. Различают три типа трансдукции: - неспецифическая (общая) трансдукция; - специфическая трансдукция; - абортивная трансдукция. При общей трансдукции фаг захватывает фрагмент бактериальной ДНК вместо своего генома. Специфическая трансдукция осуществляется фагами, геном которых при лизогенизации соединяется только с определенным участком хромосомы бактерий.

Абортивная трансдукция – перенос фагом участка ДНК клетки-донора в клетку-реципиент, которая не включается в ее геном. При этом проявление нового признака не наблюдается.

2.3. Конъюгация (спаривание) – это передача генетического материала от клетки-донора в клетку-реципиент при непосредственном контакте клеток. Конъюгирующие клетки соединяются через конъюгационный мостик, образованный F-пилей донорской клетки. Способность к синтезу F-пили обеспечивается наличием F-плазмиды. Перенос генетического материала происходит в одном направлении – от донорской (мужской) F+ -клетки к реципиентной (женской) F- -клетке. Среди 4 популяции клеток-доноров есть бактерии, которые могут при конъюгации передавать и фрагменты бактериальной хромосомы. Эти штаммы получили название HFR (англ. high-frequency recombination) – бактерии с высокой частотой рекомбинации.

Плазмиды – внехромосомные молекулы ДНК, наделяющие бактерии дополнительными свойствами. Плазмиды могут встраиваться в хромосому бактерий (интегративные плазмиды) или находиться в виде отдельной структуры в цитоплазме (автономные плазмиды). Присутствие в бактериальной клетке плазмид придает ей дополнительные (селективные) преимущества. Например, R-плазмиды (англ. resistance) обеспечивают резистентность (устойчивость) бактерий к антибиотикам. Также выделяют и другие типы плазмид – уже упоминавшиеся F- плазмиды, обеспечивающие синтез F-пили, Ent-плазмиды, обеспечивающие синтез энтеротоксинов, Col-плазмиды, обеспечивающие синтез колицинов и др

Праймер (англ. primer) — это короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), комплементарный ДНК- или РНК-мишени, служит затравкой для синтеза комплементарной цепи с помощью ДНК-полимеразы (при репликации ДНК). Затравка необходима ДНК-полимеразам для инициации синтеза новой цепи, с 3'-конца (гидроксильной группы) праймера. ДНК-полимераза последовательно добавляет к 3'-концу праймера нуклеотиды, комплементарные матричной цепи[1][2].

В большинстве случаев естественной репликации ДНК праймером для синтеза ДНК является короткий фрагмент РНК (создаваемый заново). Такой рибонуклеотидный праймер создается ферментом праймазой, и впоследствии заменяется дезоксирибонуклеотидами полимеразой, выполняющий в норме функции репарации[2].

Многие лабораторные методы в биохимии и молекулярной биологии, которые предполагают использование ДНК-полимеразы, такие, как секвенирование илиполимеразная цепная реакция, требуют наличие коротких олигонуклеотидов (праймеров). Такие праймеры обычно длиной от 6 до 50 оснований, химически синтезированные олигонуклеотиды[3].

Амплификация (лат. amplificatio — усиление, увеличение), в молекулярной биологии — процесс образования дополнительных копий участков хромосомной ДНК, как правило, содержащих определённые гены либо сегменты структурного гетерохроматина. Амплификация может быть ответом клеток на селективное воздействие (например, при действии метотрексата). Амплификация — один из механизмов активации онкогенов в процессе развития опухоли, например, онкогена N-myc при развитии нейробластомы. Также амплификация — накопление копий определенной нуклеотидной последовательности во время ПЦР — полимеразной цепной реакции[1].

Процесс удвоения[

Выделенную молекулу ДНК нагревают, затем она распадается на две нити. Добавляют праймеры. Затем смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры, при наличии в смеси ДНК искомо­го гена, связываются с его комплементарными участками. Далее к смеси ДНК и праймера добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. Устанавливают температуру, оптимальную для функционирования ДНК-полимеразы (37 °С). В этих условиях, в случае комплементарности ДНК гена и праймера, происходит присоединение нуклеотидов к З'-концам праймеров, в резуль­тате чего синтезируются две копии гена. После этого цикл повторяется снова, при этом ко­личество ДНК гена будет увеличиваться каждый раз вдвое. Проводят реакцию в специальных приборах — амплификаторах.

Секвенирование биополимеров (белков и нуклеиновых кислот — ДНК и РНК) — определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности (отлат. sequentum — последовательность). В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде. Размеры секвенируемых участков ДНК обычно не превышают 100 пар нуклеотидов (next-generation sequencing) и 1000 пар нуклеотидов при секвенировании по Сенгеру. В результате секвенирования перекрывающихся участков ДНК, получают последовательности участков генов, целых генов, тотальной мРНК и даже полных геномов организмов[1][2].

Для секвенирования применяют методы Эдмана, Сэнгера и другие; в настоящее время для секвенирования генов обычно применяют метод Сэнгера с дидезоксинуклеозидтрифосфатами (ddNTP). Обычно до начала секвенирования производят амплификацию участка ДНК, последовательность которого требуется определить, при помощи ПЦР. Секвенирование полного генома обычно осуществляют при помощи технологий секвенирования нового поколения (next-generation sequencing).

Секвенирование по Сэнгеру[править | править вики-текст]

Основная статья: Метод Сэнгера

 

Участок геля, содержащего продукты полимеразной реакции, меченные радиоактивным изотопом. Радиоавтограф

Дидезоксинуклеотидный метод, или метод «обрыва цепи», был разработан Ф. Сенгером в 1977 году и в настоящее время широко используется для определения нуклеотидной последовательности ДНК. При секвенировании по Сенгеру происходит гибридизация синтетического олигонуклеотида длиной 17—20 звеньев со специфическим участком одной из цепей секвенируемого участка. Этот олигонуклеотид является праймером, поставляющим 3'-гидроксильную группу для инициации синтеза цепи, комплементарной матрице.

Раствор с праймером распределяют по четырём пробиркам, в каждой из которых находятся четыре дезоксинуклеотида, dATP, dCTP, dGTP и dTTP (один из них — меченный радиоактивным изотопом) и один из четырёх 2',3'-дидезоксинуклеотидов (ddATP, ddTTP, ddGTP или ddCTP). Дидезоксинуклеотид включается по всем позициям в смеси растущих цепей, и после его присоединения рост цепи сразу останавливается.

В результате этого в каждой из четырёх пробирок при участии ДНК-полимеразы образуется уникальный набор олигонуклеотидов разной длины, включающих праймерную последовательность. Далее в пробирки добавляют формамид для расхождения цепей и проводятэлектрофорез в полиакриламидном геле на четырёх дорожках. Проводят радиоавтографию, которая позволяет «прочесть» нуклеотидную последовательность секвенируемого сегмента ДНК.

В более современном варианте дидезоксинуклеотиды метят четырьмя разными флуоресцентными красителями и проводят ПЦР в одной пробирке. Затем во время электрофореза в полиакриламидном геле луч лазера в определённом месте геля возбуждает флуоресценцию красителей, и детектор определяет, какой нуклеотид в настоящий момент мигрирует через гель. Современные приборы используют для секвенирования ДНК капиллярный электрофорез.[3]

Эпидемиология инфекционных болезней

Эпидемиология инфекционных болезней — это система знаний о закономерностях эпидемического процесса и методах его изучения, а также совокупности противоэпидемических мероприятий и организации их проведения с целью предупреждения заболеваемости инфекционными болезнями отдельных групп населения, снижения показателей заболеваемости совокупного населения и ликвидации отдельных инфекций. По мнению некоторых авторов (Беляков В. Д., Яфаев Р. Х., 1989 г.), предметом изучения эпидемиологии инфекционных болезней является эпидемический процесс, закономерности его развития и формы проявления.

Эпидемиология неинфекционных болезней[

Эпидемиология неинфекционных болезней — это наука, изучающая причины и условия возникновения и распространения неинфекционной заболеваемости среди населения для разработки и применения профилактических мероприятий. В эпидемиологии неинфекционных заболеваний выделяются, в зависимости от временной протяженности причинно-следственных связей, обуславливаемых реактивностью и компенсаторными механизмами, пространственное (хорологическое) и пространственно-временное (хронологическое)направления. Эти направления достаточно существенно отличаются своими аналитическими системами и используемыми показателями. Пространственное направление эффективно используется в онкологии, сердечно-сосудистой патологии, эндокринологии и др. сферах.Хроноэпидемиологическое направление как методология и метод фазовопространственного анализа впервые разработано и использовано в психиатрии (В. П. Исхаков, 1972—2010).

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Основные принципы классификация и морфология простейших. Методы их исследования и медицинское значение. | Рецепт приготовления


Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных