48.Реакція вірусної гемагглютинації та гемадсорбції.Механізм, практичне значення, застосування, діагностична цінність.

Виявлення віруса по реакції гемаглютинації (РГА) - це склеювання еритроцитів під впливом вірусів, які мають гемаглютинуючі властивості.Механізм РГА: на поверхні деяких складних вірусів є особливі рецептори - гемаглютиніни. Віруси адсорбуються на поверхню еритроцитів, завдяки гемаглютинінам вони викликають склеювання еритроцитів і утворення осаду з нерівним краєм. У нормі еритроцити осідають, характер осаду - рівний край.Оцінка достоїнств РГА:1) РГА чітко видно в порівнянні з контролем;2) проходить швидко (1 година) у нестерильних умовах;

3) залежить від виду вірусів (віруси грипу, подагри, віспи) та від виду еритроцитів і (наприклад, вірус грипу склеює еритроцити людини і курок).

Недоліки РГА: 1) не універсальна реакція (не всі віруси мають гемаглютиніни).

Висновок: РГА пройшла, отже, ми виявили вірус, який мас гемаглютинуючі властивості. Титр вірусів у РГА 1/32 - це найбільше розведення вірусу, що викликає РГА.

по реакції гемадсорбції — РГ адсорбції — це адсорбція еритроцитів на поверхню клітин, уражених вірусами (гемадсорбуючими).

Механізм РГ адсорбції:Складні віруси при виході з клітини змінюють її мембрану - відбувається відбруньковування. До цих змінених місць можуть прикріплюватися еритроцит (наприклад, парамексовіруси).

49.Генетика мікроорганізмів. Організація генетичного матеріалу у бактерій. Генотип і фе­нотип. Види мінливості. Дисоціація у бактерій, значення у фармацевтичній справі.

Генетика мікроорганізмів — наука про закони спадковості і мінливості мікроорганізмів, тобто про те, як успадковуються ознаки у мікроорганізмів і як відбувається їх зміна. Генетика мікроорганізмів — популяційна генетика, так як вона вивчає ознаки популяцій, а не окремих особин. Це зв’язано не стільки з тим, що сучасні методи дослідження часто виявляються недостатньо чутливими для вивчення властивостей окремих мікробних клітин, скільки з тим, що мікроорганізми представляють, як правило, достатньо гетерогенні популяції через процеси мінливості, що безперервно відбуваються в умовах швидкого розмноження гаплоїдних організмів.

наведена класифікація форм мінливості мікроорганізмів (бактерій), що наочно демонструє зміни властивостей мікроорганізмів і механізми мінливості, тому немає необхідності детально розбирати всі можливі форми мінливості.

Класифікація форм мінливості мікроорганізмів

Підстава для класифікації	Мінливість
За характером ознак, що змінюються.	Властивостей: морфологічних, тинкторіальних, культуральних, біохімічних, біологічних, серологічних, фаголізабельних, бактеріоциногенних, чутливості до лікарських препаратів
За діапазоном мінливості	Внутрішньовидова неспадкова; Внутрішньовидова спадкова; Видоутворююча
За механізмом мінливості	Мутаційна: Спонтанні; Індуковані мутації Адаптивна: Модифікація Тривала модифікація Комбінативна: Трансформація Трансфузія Лізогенна конверсія Кон’югація

У мікроорганізмів (бактерій) мінливість морфологічних властивостей (гетероморфізм) часто буває при старінні культури і при дії несприятливих факторів. Бактерії можуть змінювати розміри та форму, втрачати рухливість, покриватися капсулою або втрачати її та ін. 

Ген — функціональна і структурна одиниця генотипу (ділянка молекули нуклеїнової кислоти), що контролює синтез одного поліпептидного ланцюга.

Генотип — система самовідтворюючих структур (генів), що контролюють обмін речовин і здійснюють передачу ознак у ряді поколінь. У цьому визначенні підкреслюється функція генотипу.

Фенотип — комбінація ознак в конкретних умовах існування. У фенотипі проявляється лише частина ознак, закладених в генотипі, тому потенційні можливості генотипу завжди ширші фенотипічного прояву ознак.

Генетичний код:

1.Триплетний (одну амінокислоту кодують три нуклеотиди), що доведено під час вивчення потрійних мутантів фагів (вірусів, бактерій). Наприклад, перший відкритий триплет — УУУ кодує включення фенілаланіну.

2. Той, що не перекривається (нуклеотид, що входить до одного триплету, не може брати участь в утворенні наступного триплету).

3.Той, що не має ком (триплети нічим не розділяються, випадіння одного нуклеотиду робить беззмістовною наступну інформацію, але при випадінні повністю одного триплету зміст інформації може не згубитися, лише в цьому місці буде відсутньою одна амінокислота).

4.Вироджений (одну амінокислоту можуть кодувати кілька різних триплетів, що забезпечує велику стійкість генетичного кода, не всяка зміна триплету змінює зміст інформації).

Організація генетичного матеріалу в бактерій

На відміну від хромосоми еукаріот спадковий матеріал прокаріот представлений однією молекулою ДНК, нерідко замкненою у кільце. Молекулярна маса ДНК бактерій порівняно велика, в ДНК кишкової палички вона дорівняє 2 Х 10⁹. Генетичний матеріал бактерій називають бактеріальною хромосомою, або нуклеоїдом. Окрім нуклеоїда, генетичний матеріал у бактерій може міститися в плазмідах, транспозонах і Is-послідовностях. Ці позахромосомні спадкові елементи не є обов’язковими, але можуть надавати бактеріям селективні переваги, наприклад лікарську стійкість.

Плазміди — позахромосомні генетичні елементи, що являють собою невеликі замкнені в кільце нитки ДНК з 1,5 – 400 тисяч пар нуклеотидів. Плазміди можуть знаходитися в цитоплазмі в автономному, вільному стані у вигляді однієї або декількох копій, тоді вони реплікуються незалежно від хромосоми. Пазміди також можуть бути вбудовані до складу хромосоми, тобто знаходитись в інтегрованому стані. Тоді їх називають епісомами. В цьому випадку вони відтворюються разом із хромосомою і передаються в ряді поколінь. Бактерії можуть втрачати плазміди і здобувати їх. Плазміди містять у своєму складі ген, який забезпечує їх здатність до передачі іншим бактеріальним клітинам, і гени, які кодують певну ознаку.

У теперішній час описано декілька десятків плазмід. Ми можемо зупинитися лише на деяких: профагу, F-плазміді, плазміді бактеріоціногенності і R-плазміді.

Профаг може служити моделлю плазміди, тому що він здатний існувати в автономному й інтегрованому стані і не є обов’язковим генетичним елементом бактерій. Із інтегруванням профагу в бактеріальну хромосому і надбанням бактеріями лізогенних властивостей одночасно у бактерій можуть проявлятися нові властивості, привнесені профагом. Цей процес називають лізогенною конверсією. Наприклад, дифтерійна паличка є токсигенною лише тоді, коли вона лізогенна (токсигенна конверсія).

F-плазміда, або статевий фактор (фактор фертильності, плодовитості), має молекулярну масу близько 60^.10⁶ і контролює синтез статевих ворсинок. Бактеріальна клітина, яка має F-плазміду, утворює кон’югативні ворсини, за допомогою яких встановлюється зв’язок між F⁺ (“чоловічими”) та F^- (“жіночими”) клітинами і по яких відбувається передача генів під час кон’югативного процесу, аналогові статевого процесу у бактерій. При видаленні F-плазміди клітини втрачають властивості донорів генів і набувають властивостей їхніх реципієнтів — перетворення “чоловічої” особини в “жіночу”. Процес кон’югації забезпечує бактеріям можливість обміну генами, що служить одним із важливих факторів набуття селективних переваг в умовах існування, які змінюються.

Бактеріоциногенні плазміди контролюють синтез антибіотичних речовин бактеріоцинів. Бактеріоцини згубно діють на бактерії того ж або близьких видів, які не мають фактору бактеріоциногенності. Бактеріоцини, виявлені у багатьох бактерій — кишкових бактерій (коліцини), палички чуми (пестицини), стафілококів (стафілоцини) та ін. Якщо клітина продукує бактеріоцин, вона гине, але бактеріоцини, що утворилися, впливають на формування мікробних асоціацій. Коліцини кишкової палички, наприклад, мають антагоністичну дію щодо патогенних представників кишкової родини.

Вивчення бактеріоциногенності допомагає при типуванні бактерій, тому що розрізняють бактеріоциногеновари (варіанти бактерій за властивістю продукувати певний варіант бактеріоцину) і бактеріоциновари (варіанти бактерій за чутливістю до різних бактеріоцинів). Це служить інструментом епідеміологічного аналізу, тому що дає можливість визначати джерела інфекції.

R – плазміда, фактор лікарської стійкості — визначає стійкість бактерій до одного або ж багатьох лікарських препаратів. Передача R – плазмід від одних бактерій до інших призводить до широкого розповсюдження їх не лише серед патогенних, але й умовно-патогенних бактерій завдяки тому, що їх наявність дає селективні переваги в умовах широкого застосування антибіотиків. У грамнегативних бактерій передача R – плазмід може здійснюватися при кон’югації, у грампозитивних — частіше шляхом трансдукції (переносу за допомогою помірного фагу).

Транспозони являють собою послідовності в декілька тисяч пар нуклеотидів, які несуть генетичну інформацію для транспозиції — переміщення всередині бактеріальної хромосоми або з хромосоми на пламіди й навпаки. Транспозони нездатні до самостійної реплікації, відтворюються лише у структурі хромосоми. При включенні їх в бактеріальну ДНК вони викликають в ній подвоєння ділянок, при переміщенні — делеції (випадіння) й інверсії (зворотній порядок нуклеотидів частини нуклеїнової кислоти), що призводить до мутацій. Крім того, транспозони можуть містити генетичну інформацію для синтезу бактеріальних токсинів і ферментів.

Is – послідовності (англ. insertion — вставка, sequence — послідовність), являють собою фрагменти ДНК довжиною в 100 пар і більше нуклеотидів , що містять інформацію лише для транспозиції, переміщення в різні ділянки ДНК. При переміщенні Is — послідовностей змінюється функціонування хромосомних генів — вони можуть інактивуватися або ж експресуватися, в них можуть виникати мутації.

Таким чином, у бактерій генетичний матеріал організовано відповідно до загальнобіологічних закономірностей, але є деякі відмінності: функцію матеріальної основи спадковості деяких вірусів можуть виконувати РНК, у генетичних процесах у бактерій можуть відігравати важливу роль позахромосомні фактори — плазміди, транспозони, Is – послідовності.

Мутації — швидкі, неспрямовані, випадкові зміни властивостей мікроорганізмів, зв’язані зі змінами в генотипі. Їх умовно поділяють на спонтанні й індуковані.

Спонтанні мутації відбуваються з невеликою частотою (10^{-4 _} 10¹⁰). Вони з’являються під впливом різноманітних причин: мутагенного фону випромінювань, помилок в реплікації нуклеїнових кислот, включення в бактеріальну хромосому плазмід, транспозонів, Is — послідовностей та інші.

Індуковані мутації виникають під впливом мутагенних факторів (рентгенівського, гама-, ультрафіолетового випроміннювання, дії радіоміметиків) з більшою частотою (10^-4 – 10^-2) Мутагени не мають специфічності дії, вони можуть викликати мутаційні зміни в різних генах з різноманітними наслідками.