Морфология вирусов. Строение и классификация вирусов Нуклеиновые кислоты вирусов
А) обладает инфекционной активностью
Б) несет наследственную функцию
Г) не обладает функцией информационной РНК
У каких микроорганизмов материальной основой наследственности является РНК?
А) у бактерий
Б) у спирохет
В) у РНК – содержащих вирусов
Г) у ДНК – содержащих вирусов
Д) у микоплазм
Что такое трансформация?
А) восстановление поврежденной ДНК
Б) передача генетической информации при контакте бактериальных клеток разной «половой» направленности
В) передача генетической информации с помощью фрагмента ДНК
Г) передача генетической информации от клетки донора клетке реципиента с помощью бактериофага
Какие различают формы генетических рекомбинаций?
А) репарация;
Б) трасформация;
В) трансдукция;
Г) конъюгация;
Д) все ответы правильные;
Е) все ответы неправильные.
Что такое трансдукция?
А) передача генетического материала при помощи бактериофага
Б) необходим контакт клеток донора и реципиента
В) передача генетического материала с помощью РНК
Г) передача генетического материала с помощью полового фактора
Что изучает генетика микроорганизмов?
А) Ультраструктуру микроорганизмов;
Б) Вопросы наследственности и изменчивости микроорганизмов;
В) Процессы метаболизма микроорганизмов;
Г) Все ответы правильные;
Д) Все ответы неправильные.
Чем характеризуется «плюс» цепь РНК?
А) несет наследственную функцию
В) способна встраиваться в хромосому клетки
Г) обладает функцией информационной РНК
Д) не обладает функцией информационной РНК
Е) все ответы правильные.
Занятие № 7
ТемА: Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний. Питание бактерий. Принципы культивирования микроорганизмов. Питательные среды. Методы стерилизации.
I. Мотивационная характеристика, темы занятия.
Усвоение вопросов бактериологического метода определения чистой культуры аэробных и анаэробных инфекционных заболеваний, необходимых для диагностики и лечения, изучение которых осуществляется также на кафедре эпидемиологии, инфекционных болезней, детских инфекций и др. клинических дисциплин.
Необходимый исходный уровень знаний: Физиология микроорганизмов.
II. Целевые задачи
| Студент должен знать: | Студент должен уметь: |
| 1. Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний, его цель и этапы. | 1. Приготовить питательные среды. |
| 2. Типы питания бактерий. | 2. Оценить эффективность стерилизации и дезинфекции. |
| 3. Принципы культивирования микроорганизмов. | |
| 4. Питательные среды, требования, предъявляемые к питательным средам. | |
| 5. Классификация питательных сред, состав и приготовление. | |
| 6. Методы стерилизации. | |
| 7. Механизм действия стерилизующих факторов на молекулярную структуру микроорганизмов. | |
| 8. Отличия понятий контаминации и деконтаминации, дезинфекции и стерилизации, асептики и антисептики. | |
| 9. Современные технологии стерилизации и аппаратура. | |
| 10. Способы контроля эффективности стерилизации и дезинфекции. |
Основная литература:
1. Микробиология с вирусологией и иммунологией / Под ред. Л.Б. Борисова, A.M. Смирновой - М., 1994.
2. Микробиология и иммунология. / Под. ред. А.А. Воробьева. -М., 1999.
3. Медицинская микробиология. / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. - М., 2001.
4. Микробиология, вирусология, иммунология / Под ред. А.А. Воробьева. – М., 2004
5. Микробиология, вирусология и иммунология / Под редакцией В.Н. Царева – М., 2009.
6. Основы медицинской биотехнологии. /Под ред. А.А. Воробьева. - М., 1990.
7. Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. /Под. ред. В.В. Теца, 2002.
8. Практикум лабораторных работ с иллюстрированными ситуационными заданиями по микробиологии, иммунологии и вирусологии / Под ред. В.Н. Царева, А.А. Воробьева. – М., 2008.
Дополнительная литература:
Физиология микроорганизмов / Методические разработки к практическим занятиям по общей микробиологии. – Ростов-на-Дону, 2001.
1. Методы лабораторной диагностики / Методические рекомендации для студентов лечебного, педиатрического, стоматологического, фармацевтического факультетов, факультета высшего сестринского образования – Владикавказ, 2003.
2. Общая микробиология / Учебно-методические рекомендации для студентов лечебного факультета. – Владикавказ, 2004.
3. Методические разработки по клинической микробиологии / Учебно-методические разработки для студентов лечебного и педиатрического факультетов - Владикавказ, 2005.
4. Забор патологического материала для микробиологической, вирусологической и серологической диагностики инфекций / Учебно-методические разработки для студентов высшего сестринского образования. – Владикавказ, 2005.
6. Сборник методических разработок по микробиологии для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического и фармацевтического факультетов / Учебно-методические разработки, часть I.- Владикавказ, 2008.
III. Задания для самостоятельной внеаудиторной работы
1. Дайте определение микробиологического исследования выделения чистых культур микроорганизмов. Каковы основные принципы?
2. Методы выделения чистых культур.
3. Перечислите этапы выделения чистых культур.
4. Классификация питательных сред и методы их приготовления.
5. Методы стерилизации. Заполните таблицу:
6. Дайте определение асептики, антисептики, дезинфекции и стерилизации.
7. Перечислите химические методы дезинфекции:
8. Как осуществляется контроль эффективности стерилизации (методы).
САМОКОНТРОЛЬ
(выберите один или несколько правильных ответов)
1. При стерилизации наиболее быстро разрушаются следующие виды химических связей в пептидогликане бактериальной клеточной стенки:
А. Пептидные;
Б. Гликозидные;
В. Водородные;
Г. Ковалентные.
2. Для разрушения прионов необходимо:
А. Нарушить структуру НК;
Б. Нарушить структуру белка приона;
В. Разрушить все молекулы, образующие прион;
Г. Разрушить пептидогликан.
3. Перечислите способы стерилизации, освобождающие объект от споровых форм микробов:
А. Облучение ультрафиолетом;
Б. Автоклавирование;
В. Пастеризация;
Г. Сухим жаром.
4. Комплекс мероприятий, направленных на уничтожение на/в объектах патогенных микробов называются:
А. Асептика;
Б. Антисептика;
В. Дезинфекция;
Г. Стерилизация.
5. Если средство обладает моющим и антимикробным свойствами:
А. Допускается совмещение дезинфекции и предстерилизационной отчистки;
Б. Дезинфекция и предстерилизационная отчитска должны проводиься раздельно;
В. Данное средство может использоваться только для очистки;
Г. Данное средство может использоваться только для дезинфекции.
6. Сложные среды, содержащие белковые и углеводные компоненты, стерилизуют:
А. Дробно-текучим паром;
Б. Кипячением;
В. Сухим жаром в печи Пастера;
Г. Тиндализацией;
Д. Фильтрованием;
Е. Химической дезинфекцией.
7. К физическим методам стерилизации относятся:
А. Ультразвук;
Б. Ультрафиолетовые лучи;
В. Антибиотики;
Г. Фильтрование;
Д. Паровая стерилизация;
Е. Сухожаровая стерилизация.
8. Какие факторы используются при автоклавировании:
А. Температура;
Б. Фильтры;
Г. Давление.
9. К простым средам относятся:
Б. Пептонная вода;
В. Кровяной агар;
Г. Среда Гисса;
Е. Сывороточные среды.
10. К сложным средам относятся:
Б. Пептонная вода;
В. Кровяной агар;
Г. Среда Гисса;
11. В жидкой питательной среде рост микробов может наблюдаться в виде:
А. Колоний;
Б. Диффузного помутнения;
В. Придонного помутнения;
Г. Пристеночного налета.
12. Плотность питательных сред зависит от содержания:
А. Сыворотки крови;
Б. Сахарозы;
В. Агар-агара;
Г. Пептона.
13. На рост бактерий влияют следующие условия культивирования:
Б. рН среды;
В. Температура;
Г. Влажность среды;
Д. Факторы роста.
14. Оптимальной температурой для выращивания большинства патогенных микроорганизмов является:
15. Питательные среды по назначению делят на:
А. Простые;
Б. Элективные;
В. Жидкие;
Г. Дифференциально-диагностические;
Д. Транспортные.
16.Для осуществления активного транспорта веществ в бактериальную клетку необходимо присутствие:
а) транскриптазы
б)транслоказы
в)гиалуронидазы
д)нейроминидазы
г)ДНК-азы
17.Процесс биологического окисления субстрата осуществляется микробной клеткой:
а) рибосомах
б)мезосомах
в)митохондриях
г)внутриклеточных включениях
д)лизосомах
18.Микробы, использующие неорганические источники углерода и хемосинтезирующие реакции для получения энергии называются:
а)фотолитотрофами
б)фотоорганотрофами
в)хемолитотрофами
д)хемоорганотрофами
д)истинными хемоорганотрофами
19.Среда тиогликолевая служит для выделения:
а) облигатных аэробов
б) облигатных анаэробов
в) факультативных аэробов
г) факультативных анаэробов
д) все ответы правильные
20.Энергия в микробной клетке запасается в виде:
б) волютин
е) все ответы правильные
21.Для анаэробного культивирования используют:
а) баллоны с бескислородной газовой смесью
б) анаэростат
в) вакуумный насос
г) газовый пакет с редуцирующими реагентами
д) все ответы правильные
22. Среды, содержащие сахара и другие углеводы, стерилизуют:
а) автоклавированием
б) кипячением
в) сухим жаром в печи Пастера
г) фильтрованием
д) дробно-текучим паром
23.На рост бактерий влияют следующие условия культивирования:
а) газовый состав
в) факторы роста
г) рН среды
д) влажность среды
е) все ответы неправильные
24.Процессы биологического окисления сопряжены с реакциями:
а) катабализма
б) амфиболизма
в) анаболизма
г) биосинтеза
д) расщепления веществ
25.При стерилизации наиболее быстро разрушаются следующие виды химических связей в пептидогликане бактериальной клеточной стенки:
а) пептидные
б) гликозидные
в) водородные
г) ковалентные
26.Пастерилизацию с последующим быстрым охлаждением проводят в следующем режиме:
а) при t 100 С в течении 30 секунд
б) при t 65-95 С в течении 30 сек.-2 минут
в) при t 35-55 С в течении 60 минут
г) все ответы верны
27.Для контроля качества стерилизации применяют:
а) физико-химические тесты
б) фенолфталеиновую пробу
в) биологические тесты
г) молекулярно-генетические методы
28.Кислоты как конечный продукт метаболизма источника энергии:
а) дыхание
б) брожение
д) ни тот, ни другой
Оглавление темы "Типы микроорганизмов. Вирусы. Вирион.":1. Микроорганизмы. Типы микроорганизмов. Классификация микроорганизмов. Прионы.
2. Вирусы. Вирион. Морфология вирусов. Размеры вирусов. Нуклеиновые кислоты вирусов.
3. Капсид вируса. Функции капсида вирусов. Капсомеры. Нуклеокапсид вирусов. Спиральная симметрия нуклеокапсида. Кубическая симметрия капсида.
4. Суперкапсид вируса. Одетые вирусы. Голые вирусы. Матричные белки (М-белки) вирусов. Репродукция вирусов.
5. Взаимодействие вируса с клеткой. Характер взаимодействия вирус-клетка. Продуктивное взаимодействие. Вирогения. Интерференция вирусов.
6. Типы инфицирования клеток вирусами. Репродуктивный цикл вирусов. Основные этапы репродукции вирусов. Адсорбция вириона к клетке.
7. Проникновение вируса в клетку. Виропексис. Раздевание вируса. Теневая фаза (фаза эклипса) репродукции вирусов. Образование вирусных частиц.
8. Транскрипция вируса в клетке. Трансляция вирусов.
9. Репликация вируса в клетке. Сборка вирусов. Высвобождение дочерних вирионов из клетки.
Вирусы. Вирион. Морфология вирусов. Размеры вирусов. Нуклеиновые кислоты вирусов.
Внеклеточная форма - вирион - включает в себя все составные элементы (капсид, нуклеиновую кислоту, структурные белки, ферменты и др.). Внутриклеточная форма - вирус - может быть представлена лишь одной молекулой нуклеиновой кислоты, так как, попадая в клетку, вирион распадается на составные элементы.
Морфология вирусов. Размеры вирусов.
Нуклеиновые кислоты вирусов
Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты, ДИК или РНК, но не оба типа одновременно. Например, вирусы оспы, простого герпеса, Эпстайна-Барр - ДНК-содержащие, а тогавирусы, пикорнавирусы - РНК-содержащие. Геном вирусной частицы гаплоидный. Наиболее простой вирусный геном кодирует 3-4 белка, наиболее сложный - более 50 полипептидов. Нуклеиновые кислоты представлены однонитевыми молекулами РНК (исключая реовиру-сы, у которых геном образован двумя нитями РНК) или двухнитевыми молекулами ДНК (исключая парвовирусы, у которых геном образован одной нитью ДНК). У вируса гепатита В нити двухнитевой молекулы ДНК неодинаковы по длине.
Вирусные ДНК образуют циркулярные, ковалентно-сцёпленные суперспирализованные (например, у паповавирусов) или линейные двухнитевые структуры (например, у герпес- и аденовирусов). Их молекулярная масса в 10-100 раз меньше массы бактериальных ДНК. Транскрипция вирусной ДНК (синтез мРНК) осуществляется в ядре заражённой вирусом клетки. В вирусной ДНК на концах молекулы имеются прямые или инвертированные (развёрнутые на 180") повторяющиеся нуклеотидные последовательности. Их наличие обеспечивает способность молекулы ДНК замыкаться в кольцо. Эти последовательности, присутствующие в одно- и двух-нитевых молекулах ДНК, - своеобразные маркёры вирусной ДНК.
Рис. 2-1. Размеры и морфология основных возбудителей вирусных инфекций человека
.
Вирусные РНК представлены одно- или двухнитевыми молекулами. Однонитевые молекулы могут быть сегментированными - от 2 сегментов у ареновирусов до 11 - у ротавирусов. Наличие сегментов ведёт к увеличению кодирующей ёмкости генома. Вирусные РНК подразделяют на следующие группы: плюс-нити РНК (+РНК), минус-нити РНК (-РНК). У различных вирусов геном могут образовывать нити +РНК либо -РНК, а также двойные нити, одна из которых -РНК, другая (комплементарная ей) - +РНК.
Плюс-нити РНК представлены одиночными цепочками, имеющими характерные окончания («шапочки») для распознавания рибосом. К этой группе относят РНК, способные непосредственно транслировать генетическую информацию на рибосомах заражённой вирусом клетки, то есть выполнять функции мРНК. Плюс-нити выполняют следующие функции: служат мРНК для синтеза структурных белков, матрицей для репликации РНК, упаковываются в капсид с образованием дочерней популяции. Минус-нити РНК не способны транслировать генетическую информацию непосредственно на рибосомах, то есть они не могут функционировать как мРНК. Однако такие РНК служат матрицей для синтеза мРНК.
Инфекционность нуклеиновых кислот вирусов
Многие вирусные нуклеиновые кислоты инфекционны сами по себе, так как содержат всю генетическую информацию, необходимую для синтеза новых вирусных частиц. Эта информация реализуется после проникновения вириона в чувствительную клетку. Инфекционные свойства проявляют нуклеиновые кислоты большинства +РНК- и ДНК-содержащих вирусов. Двухнитевые РНК и большинство -РНК не проявляют инфекционных свойств.
Подробности
В основу классификации вирусов
положены следующие категории:
тип нуклеиновой кислоты
(ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома;
размер и морфология вирионов
, количество капсомеров и тип симметрии;
наличие суперкапсида
;
чувствительность
к эфиру и дезоксихолату;
место размножения
в клетке;
антигенные свойства
и пр.
Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают:
Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными .
Среди РНК- содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом . Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК) .
Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом . Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию .
Морфологию вирусов изучают с помощью электронной микроскопии , так как их размеры малы (18-400 нм) и сравнимы с толщиной оболочки бактерий.
Форма вирионов может быть различной:
а) палочковидной (вирус табачной мозаики),
б) пулевидной (вирус бешенства),
в) сферической (вирусы полио¬миелита, ВИЧ),
г) нитевидной (филовирусы),
д) в виде сперматозоида (многие бактериофаги).
Различают просто устроенные и сложно устроенные вирусы.
Простые, или безоболочечные, вирусы
состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, называемой капсидом. Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц - капсомеров
. Нуклеиновая кислота и капсид взаимодействуют друг с другом, образуя нуклеокапсид.
Сложные, или оболочечные, вирусы снаружи капсида окружены липопротеиновой оболочкой (суперкапсидом , или пеплосом). Эта оболочка является производной структурой от мембран вирус-инфицированной клетки. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы, или шипики (пепломеры). Под оболочкой некоторых вирусов находится матриксный М-белок.
Тип симметрии. Капсид или нуклеокапсид могут иметь спиральный, икосаэдрический (кубический) или сложный тип симметрии . Икосаэдрический тип симметрии обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту (например, у вирусов гепатита А, герпеса, полиомиелита). Спиральный тип симметрии обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида (например, у вируса гриппа).
Тема сегодняшней лекции – синтез ДНК, РНК и белков. Синтез ДНК называется репликацией или редупликацией (удвоением), синтез РНК – транскрипцией (переписывание с ДНК), синтез белка, проводимый рибосомой на матричной РНК называется трансляцией, то есть переводим с языка нуклеотидов на язык аминокислот.
Мы постараемся дать краткий обзор всех этих процессов, в то же время останавливаясь более подробно на молекулярных деталях, для того чтобы вы получили представление, на какую глубину этот предмет изучен.
Репликация ДНК
Молекула ДНК, состоящая из двух спиралей, удваивается при делении клетки. Удвоение ДНК основано на том, что при расплетении нитей к каждой нити можно достроить комплементарную копию, таким образом получая две нити молекулы ДНК, копирующие исходную.
Здесь также указан один из параметров ДНК, это шаг спирали, на каждый полный виток приходится 10 пар оснований, заметим, что один шаг – это не между ближайшими выступами, а через один, так как у ДНК есть малая бороздка и большая. Через большую бороздку с ДНК взаимодействуют белки, которые распознают последовательность нуклеотидов. Шаг спирали равен 34 ангстрем, а диаметр двойной спирали – 20 ангстрем.
Репликацию ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. Этот фермент способен наращивать ДНК только на 3΄– конце. Вы помните, что молекула ДНК антипараллельна, разные ее концы называются 3΄-конец и 5΄ - конец. При синтезе новых копий на каждой нити одна новая нить удлиняется в направлении от 5΄ к 3΄ , а другая – в направлении от 3΄ к 5-концу. Однако 5΄ конец ДНК-полимераза наращивать не может. Поэтому синтез одной нити ДНК, той, которая растет в "удобном" для фермента направлении, идет непрерывно (она называется лидирующая или ведущая нить), а синтез другой нити осуществляется короткими фрагментами (они называются фрагментами Оказаки в честь ученого, который их описал). Потом эти фрагменты сшиваются, и такая нить называется запаздывающей, в целом репликация этой нити идет медленней. Структура, которая образуется во время репликации, называется репликативной вилкой.
Если мы посмотрим в реплицирующуюся ДНК бактерии, а это можно наблюдать в электронном микроскопе, мы увидим, что у нее вначале образуется "глазок", затем он расширяется, в конце концов вся кольцевая молекула ДНК оказывается реплицированной. Процесс репликации происходит с большой точностью, но не абсолютной. Бактериальная ДНК-полимераза делает ошибки, то есть вставляет не тот нуклеотид, который был в матричной молекуле ДНК, примерно с частотой 10-6. У эукариот ферменты работают точнее, так как они более сложно устроены, уровень ошибок при репликации ДНК у человека оценивается как 10-7 – 10 -8 . Точность репликации может быть разной на разных участках геном, есть участки с повышенной частотой мутаций и есть участки более консервативные, где мутации происходят редко. И в этом следует различать два разных процесса: процесс появления мутации ДНК и процесс фиксации мутации. Ведь если мутации ведут к летальному исходу, они не проявятся в следующих поколениях, а если ошибка не смертельна, она закрепится в следующих поколениях, и мы сможем ее проявление наблюдать и изучить. Еще одной особенностью репликации ДНК является то, что ДНК-полимераза не может начать процесс синтеза сама, ей нужна «затравка». Обычно в качестве такой затравки используется фрагмент РНК. Если речь идет о геноме бактерии, то там есть специальная точка называемая origin (исток, начало) репликации, в этой точке находится последовательность, которая распознается ферментом, синтезирующим РНК. Он относится к классу РНК-полимераз, и в данном случае называется праймазой. РНК-полимеразы не нуждаются в затравках, и этот фермент синтезирует короткий фрагмент РНК – ту самую «затравку», с которой начинается синтез ДНК.
Транскрипция
Следующий процесс – транскрипция. На нем остановимся подробнее.
Транскрипция – синтез РНК на ДНК, то есть синтез комплементарной нити РНК на молекуле ДНК осуществляется ферментом РНК-полимеразой. У бактерий, например, кишечной палочки – одна РНК-полимераза, и все бактериальные ферменты очень похожи друг на друга; у высших организмов (эукариотов) – несколько ферментов, они называются РНК-полимераза I, РНК-полимераза II, РНК-полимераза III, они также имеют сходство с бактериальными ферментами, но устроены сложнее, в их состав входит больше белков. Каждый вид эукариотической РНК-полимеразы обладает своими специальными функциями, то есть транскрибирует определенный набор генов. Нить ДНК, которая служит матрицей для синтеза РНК при транскрипции называется смысловой или матричной. Вторая нить ДНК называется некодирующей (комплементарная ей РНК не кодирует белки, она "бессмысленная").
В процессе транскрипции можно выделить три этапа. Первый этап - инициация транскрипции – начало синтеза нити РНК, образуется первая связь между нуклеотидами. Затем идет наращивание нити, ее удлинение – элонгация, и, когда синтез завершен, происходит терминация, освобождение синтезированной РНК. РНК-полимераза при этом «слезает» с ДНК и готова к новому циклу транскрипции. Бактериальная РНК-полимераза изучена очень подробно. Она состоит из нескольких белковых-субъединиц: двух α-субъединиц (это маленькие субъединицы), β- и β΄-субъединиц (большие субъединицы) и ω-субъединицы. Вместе они образуют так называемый минимальный фермент, или кор-фермент. К этому кор-ферменту может присоединяться σ-субъединица. σ-субъединица необходима для начала синтеза РНК, для инициации транскрипции. После того, как инициация осуществилась, σ-субъединица отсоединяется от комплекса, и дальнейшую работу (элонгацию цепи) ведет кор-фермент. При присоединении к ДНК σ-субъединица распознает участок, на котором должна начинаться транскрипция. Он называется промотор. Промотор - это последовательность нуклеотидов, указывающих на начало синтеза РНК. Без σ-субъединицы кор-фермент промотор распознать не может. σ-субъединица вместе с кор-ферментом называется полным ферментом, или холоферментом.
Связавшись с ДНК, а именно с промотором, который распознала σ-субъединица, холофермент расплетает двунитевую спираль и начинает синтез РНК. Участок расплетенной ДНК – это точка инициации транскрипции, первый нуклеотид, к которому должен комплементарно быть присоединен рибонуклеотид. Инициируется транскрипция, σ-субъединица уходит, а кор-фермент продолжает элонгацию цепи РНК. Затем происходит терминация, кор-фермент освобождается и становится готов к новому циклу синтеза.
Как происходит элонгация транскрипции?
РНК наращивается на 3΄-конце. Присоединением каждого нуклеотида кор-фермент делает шаг по ДНК и сдвигается на один нуклеотид. Так как все в мире относительно, то можно сказать, что кор-фермент неподвижен, а сквозь него «протаскивается» ДНК. Понятно, что результат будет таким же. Но мы будем говорить о движении по молекуле ДНК. Размер белкового комплекса, составляющего кор-фермент, 150 Ǻ. Размеры РНК-полимеразы - 150×115×110Ǻ. То есть это такая наномашина. Скорость работы РНК-полимеразы – до 50 нуклеотидов в секунду. Комплекс кор-фермента с ДНК и РНК называется элонгационным комплексом. В нем находится ДНК-РНК гибрид. То есть это участок, на котором ДНК спарена с РНК, и 3΄-конец РНК открыт для дальнейшего роста. Размер этого гибрида – 9 пар оснований. Расплетенный участок ДНК занимает примерно 12 пар оснований.
РНК-полимераза связанна с ДНК перед расплетенным участком. Этот участок называется передним дуплексом ДНК, его размер – 10 пар оснований. Полимераза связана также с более длинной частью ДНК, называемой задним дуплексом ДНК. Размер матричных РНК, которые синтезируют РНК-полимеразы у бактерий, могут достигать 1000 нуклеотидов и больше. В эукариотических клетках размер синтезируемых ДНК может достигать 100000 и даже нескольких миллионов нуклеотидов. Правда, неизвестно, существуют ли они в таких размерах в клетках, или в процессе синтеза они могут успеть процессировать.
Элонгационный комплекс довольно стабилен, т.к. он должен выполнить большую работу. То есть, сам по себе он с ДНК не «свалится». Он способен перемещаться по ДНК со скоростью до 50 нуклеотидов в секунду. Этот процесс называется перемещение (или, транслокация). Взаимодействие ДНК с РНК-полимеразой (кор-ферментом) не зависит от последовательности этой ДНК, в отличие от σ-субъединицы. И кор-фермент при прохождении определенных сигналов терминации завершает синтез ДНК.
Разберем более подробно молекулярную структуру кор-фермента. Как было сказано выше, кор-фермент состоит из α- и β-субъединиц. Они соединены так, что образуют как бы «пасть» или «клешню». α-субъединицы находятся в основании этой «клешни», и выполняют структурную функцию. С ДНК и РНК они, по-видимому, не взаимодействуют. ω-субъединица – небольшой белок, который также выполняет структурную функцию. Основная часть работы приходится на долю β- и β΄-субъединиц. На рисунке β΄-субъединица показана наверху, а β-субъединица - внизу.
Внутри «пасти», которая называется главным каналом, находится активный центр фермента. Именно здесь происходит соединение нуклеотидов, образование новой связи при синтезе РНК. Главный канал в РНК-полимеразе – это то место, где во время элонгации находится ДНК. Еще в этой структуре сбоку есть так называемый вторичный канал, по которому подаются нуклеотиды для синтеза РНК.
Распределение зарядов на поверхности РНК-полимеразы обеспечивает ее функции. Распределение очень логично. Молекула нуклеиновой кислоты заряжена отрицательно. Поэтому полость главного канала, где должна удерживаться отрицательно заряженная ДНК, выложена положительными зарядами. Поверхность РНК-полимеразы выполнена отрицательно заряженными аминокислотами, чтобы ДНК к ней не прилипала.
А) обладает инфекционной активностью
Б) несет наследственную функцию
Г) не обладает функцией информационной РНК
У каких микроорганизмов материальной основой наследственности является РНК?
А) у бактерий
Б) у спирохет
В) у РНК – содержащих вирусов
Г) у ДНК – содержащих вирусов
Д) у микоплазм
Что такое трансформация?
А) восстановление поврежденной ДНК
Б) передача генетической информации при контакте бактериальных клеток разной «половой» направленности
В) передача генетической информации с помощью фрагмента ДНК
Г) передача генетической информации от клетки донора клетке реципиента с помощью бактериофага
Какие различают формы генетических рекомбинаций?
А) репарация;
Б) трасформация;
В) трансдукция;
Г) конъюгация;
Д) все ответы правильные;
Е) все ответы неправильные.
Что такое трансдукция?
А) передача генетического материала при помощи бактериофага
Б) необходим контакт клеток донора и реципиента
В) передача генетического материала с помощью РНК
Г) передача генетического материала с помощью полового фактора
Что изучает генетика микроорганизмов?
А) Ультраструктуру микроорганизмов;
Б) Вопросы наследственности и изменчивости микроорганизмов;
В) Процессы метаболизма микроорганизмов;
Г) Все ответы правильные;
Д) Все ответы неправильные.
Чем характеризуется «плюс» цепь РНК?
А) несет наследственную функцию
В) способна встраиваться в хромосому клетки
Г) обладает функцией информационной РНК
Д) не обладает функцией информационной РНК
Е) все ответы правильные.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6.
Тема: Симбиоз и антибиоз. Резидентная и патогенная микрофлора. Факторы вирулентности микробов. Синергизм и антагонизм у микробов. Антибиотики, механизм действия и методы определения чувствительности к антибиотикам.
Тестовый контроль.
I. Вопросы для проверки исходного (базового) уровня знаний:
1. История открытия антибиотиков, принципы получения и применения антибиотиков (исследования А.Флеминга, Г.Флори, Э.Чейна, З.Ермольевой, С.Ваксмана и др).
2. Место антибиотиков в современной медицине. Основные принципы антибиотикотерапии.
3. Классификация по химическому строению, характеру и механизму противомикробного действия, происхождению и спектру действия на микробную клетку..
4.Демонстрация антибиотиков с различным механизмом и спектром действия. Принципы рациональной антибиотико- и химиотерапии.
5.Третий и четвертый этапы выделения чистой культуры аэробов.
6.Выделение чистой культуры анаэробов (продолжение).
7.Дисбактериоз, эубиотики.
8.Определение чувствительности к антибиотикам методом индикаторных дисков.
9.Генетический контроль резистентности к антибиотикам у бактерий.
II.Целевые задачи:
| Студент должен знать: | Литература: |
| · основные принципы антибиотикотерапии; · классификацию антибиотиков по механизму действия, спектру и конечному результату действия на микробную клетку; · сравнительную характеристику основных групп антибиотиков (пенициллины, цефалоспорины, макролиды, аминогликозиды, тетрациклины, левомицетины); · Выполнение 3 и 4-го этапов исследования выделения чистой культуры аэробов и анаэробов. · Чувствительность методом индикаторных дисков. | 1. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. / Под ред. А.И. Коротяева, С.А. Бабичева. – Санкт –Петербург, 1989. 2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. / Под. ред. А.А. Воробьева. - М., 1999, 2001, 2004. 3. Медицинская микробиология. / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. – М., 2001. 4. Микробиология. / Под. Ред. А.А. Воробьева, А.С. Быкова, Е.П. Пашкова, А.М. Рыбаковой. – М., Медицина, 2003. 5. Микробиология, вирусология и иммунология. / Под ред. В.Н. Царева, 2009. 6. Навашин С.М., Фомина И.П. Рациональная антибиотикотерапия. - М., 1082. 7.Яковлев С.В., Яковлев В.П. Краткий справочник по антибиотикотерапии. - М., 1998. 8.Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М, 2000. |
| Студент должен уметь: · Определить биохимическую и протеолитическую активность выделенной чистой культуры. · Описать характеристику чувствительности чистой культуры к антибиотикам. · Запротоколировать. | Литература: 1.Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии. / Под ред. Л.Б. Борисова. – М., 1984. 2.Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. / Под. Ред. В.В. Теца, 2002. |
Восполнить недостающие знания поможет изучение специальной литературы, указанной выше.
III. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме:
1.Заполните таблицу:
2. Заполните протокол исследования:
САМОКОНТРОЛЬ
Укажите правильные ответы:
3. Укажите антибиотик, обладающий наибольшей антианаэробной активностью:
а) Ампициллин
б) Гентамицин
в) Цефоперазон
г) Метронидазол
д) Ципрофлоксацин
4. Принципами рациональной антибактериальной терапии являются:
а) Начало лечения с минимальных доз антибактериальных препаратов
б) Начало антибактериальной терапии после идентификации возбудителя
в) Учет предшествовавшей антибактериальной терапии
г) Учет возраста и сопутствующей патологии
д) Обязательный забор биоматериалов для бактериологического исследования до начала лечения
5. Выберите антибактериальные препараты, активные в отношении внутриклеточных возбудителей (микоплазмы, хламидии, легионеллы):
а) Левофлоксацин
б) Кларитромицин
в) Амоксициллин
г) Доксициклин
д) Клиндамицин
6.Укажите антибиотик, являющийся препаратом выбора при лечении инфекций, вызванных метициллинрезистентным стафилококком (MRSA):
а) Клиндамицин (далацин)
б) Метронидазол (трихопол, флагил)
в) Ванкомицин (эдицин)
г) Ампициллин/сульбактам (уназин)
д) Меропенем (меронем)
7. Укажите антибактериальный препарат, неактивный в отношении Streptococcus pneumoniaе :
а) Азитромицин (сумамед)
б) Бензилпенициллин
в) Цефтриаксон (лонгацеф)
г) Ципрофлоксацин
д) Клиндамицин (далацин)
8. Основным отличием цефалоспоринов II поколения от препаратов III поколения является более высокая активность в отношении:
а) Полирезистентной Гр (–) флоры
б) Полирезистентной Гр (+) флоры
в) Анаэробных возбудителей
г) Внутриклеточных возбудителей
д) Энтерококков
9. Установите соответствие:
Показание Препарат
1. Цефазолин Б а) Высокая Гр.(+), Гр.(–) и антианаэробная активность
2. Цефуроксим Д б) Гр.(+) флора
3. Цефтриаксон Г в) Гр.(–) флора, внутриклеточные возбудители
4. Цефепим А г) Высокая Гр.(–) и умеренная Гр.(+) активность
5. Ципрофлоксацин В д) Умеренная Гр.(+) и Гр.(–) активность
10. На какие 4 группы по происхождению делятся антибиотики:
1. животного
2. растительного
3. микробного
4. синтетические и полусинтетические
5. широкого спектра действия
6. противогрибковые
7. узкого спектра действия
8. противотуберкулезные
11.Приведите 2 примера антибиотиков животного происхождения:
1. лизоцим
2. экмолин
3. грамицидин
4. полимиксин
12. Представители каких трех групп микроорганизмов являются продуцентами антибиотиков:
1. актиномицеты
3. бактерии
4. микоплазмы
5. риккетсии
6. спирохетты
13. Приведите 2 примера антибиотиков вырабатываемых бактериями:
1. полимиксин
2. грамицидин
3. стрептомицин
4. эритромицин
14.На какие 5 групп по антимикробному спектру действия делятся антибиотики:
1. действующие на грамположительные и грамотрицательные кокки
2. активные на большинство грамположительных и грамотрицательных бактерий
3. противотуберкулезные
4. противомикозные
5. активные в отношении простейших
6. кишечные
7. бактериоцидные
8. бактериостатистическое
9. нарушение синтез клеточной стенки
10. нарушающие функции цитоплазматической мембраны
15.Назовите 2 метода определения чувствительности бактерий к антибиотикам:
1. метод бумажных дисков
2. метод серийных разведений
3. методом флокуляции в агаре
4. методом дифузии в агар
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7.
Тема: Серологический метод диагностики. Механизмы неспецифической резистентности человека. Фагоцитоз, система комплемента, лизоцим и т.д. Антигены и антитела. Серологические реакции: агглютинация, преципитация, лизис, гемолиз и связывания комплемента. Иммунофлюоресцентный, иммуноферментный и радиоиммунный анализ в диагностике инфекционных болезней.
Мотивационная характеристика темы: Изучение физиологических механизмов иммунитета. Строение, свойства антигена и антител.
Необходимый исходный уровень знаний: Неспецифическая резистентность организма человека.
I. Вопросы для проверки исходного (базового) уровня знаний:
1. Неспецифические факторы защиты организма;
2.Иммунная система человека;
1. Иммунокомпетентные клетки, иммуногенез;
2. Что такое антигены?
3. Что такое антитела?
II. Целевые задачи:
Студент должен знать:
1.Определение иммунитета, виды иммунитета.
2. Органы иммунной системы человека.
3. Иммунокомпетентные клетки. Иммуногенез.
4. Антигены. Гаптены. Антигены бактерий.
5. Физиологические механизмы иммунитета. Кооперация иммуноком-петентных клеток.
6. Гуморальный и клеточный иммунный ответ.
7. Антитела. Структура иммуноглобулинов, основные классы, функции антител.
8. Иммунологическая память.
9. Иммунологическая толерантность.
Студент должен уметь:
Определять концентрацию иммуноглобулинов разных классов в сыворотке методом радиальной иммунодиффузии по Манчини
Литература:
Основная литература:
1. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. / Под ред.
2. А.И. Коротяева, С.А. Бабичева. - Санкт-Петербург, 1989.
3. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. / Под. ред. А.А. Воробьева. - М., 1999, 2001, 2004.
4. Медицинская микробиология. / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. - М., 2001.
5. Микробиология. / Под. Ред. А.А. Воробьева, А.С. Быкова, Е.П. Пашкова, A.M. Рыбаковой. - М., Медицина, 2003.
6. Микробиология, вирусология и иммунология. / Под ред. В.Н. Царева, 2009.
7. Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии. / Под ред. Л.Б. Борисова. - М., 1984.
8. Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. / Под. Ред. В.В. Теца, 2002.
Дополнительная литература:
1. Краткий терминологический словарь микробиолога-биотехнолога. / Под ред. Ю.А. Овчинникова. - М.: Ан СССР, 1989.
2. Основы медицинской биотехнологии. /Под ред. А.А. Воробьева. - М., 1990.
3. Внутрибольничные инфекции. / Под ред. В.П. Венцела. - М., 1990.
4. Основы биотехнологии. - СПБ.: Изд-во фирма «Наука». - 1995.
5. Экологическая иммунология. /Под ред. P.M. Хаитова, Б.В. Пинегина, Х.И. Истамова.- М.:Изд-во ВНИИРО, 1995.
6. Иммунология для врача. / Под ред. С.А. Кетлинской, Н.М. Калининой. -СПБ., 1998.
7. Клиническая иммунология. / Под ред. А.В. Караулова. - М., 1999.
8. Медицинская микробиология (учебное пособие) / Под ред. А.М.Королюка и В.Б.Сбойчакова. - СПб., 1999.
9. Микробиология для врачей / Под ред.А.Н. Маянского.-Н.Новгород., 1999.
III. Задание для самостоятельной работы по изучаемой теме:
1. Дополнить схему:
ВИДЫ ИММУНИТЕТА
ИММУНИТЕТ
4. Заполнить таблицу
6. Заполнить таблицу