I. Конъюгация – передача генетического материала от клетки - донора в клетку- реципиент при непосредственном половом контакте клеток.

Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке – доноре трансмиссивной Р- плазмиды (фертильности, плодовитости)

Эта плазмида участвует в образовании конъюгационного мостика между клеткой- донором и клеткой-реципиентом, по которому происходит передача плазмидной и клеточной ДНК.

В результате такого переноса клетка-реципиент получает донорские свойства.

 

II. Трансдукция -передача бактериальной ДНК посредством бактериофага.

Существует 2 типа трансдукции: общая и специфическая.

Общая трансдукция- перенос бактериофагом фрагмента любой части бактериальной хромосомы.

 

Специфическая трансдукция- перенос в клетку - реципиент строго определённого участка бактериальной ДНК донора.

 

III. Трансформация - передача генетической информации с молекулой ДНК, выделенной из клетки- донора.

 

Процесс трансформации может самопроизвольно происходить в природе, особенно у грамположительных бактерий, когда ДНК из погибших клеток захватывается реципиентными клетками.

Благодаря трансформации показано, что ДНК из патогенных (имеющих капсулу) пневмококков, может трансформировать непатогенные (некапсулированные) пневмококки в патогенные.

На различных видах микроорганизмов (синегнойная палочка, менингококки, кишечная палочка и другие) установлено, что при трансформации передаются гены, отвечающие за резистентность (устойчивость) к антибиотикам и другие свойства.

С помощью трансформации было впервые доказано, что именно ДНК служит носителем генетической информации. В настоящее время трансформация является приёмом в генной инженерии, используемым при конструировании штаммов с заданным геномом.

 

 

Тема: Основы вирусологии. Бактериофагия.

Основные свойства вирусов.

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от всех других живых существ следующие:

1. Ультрамикроскопические размеры.

2. Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа- ДНК или РНК.

3. Вирусы не способны к росту и бинарному делению.

4. Вирусы размножаются путём воспроизводства себя из собственной геномной нуклеиновой кислоты. Другие организмы способны к росту и размножаются путём бинарного деления.

5. У вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергии.

6. У вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем.

7. Являются абсолютными внутриклеточными паразитами.

Средой обитания вирусов являются бактерии, клетки растений, животных и человека.

Вирусы – это особое царство ультрамикроскопических размеров организмов, обладающих только одним типом нуклеиновых кислот, лишённых собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии, являющиеся абсолютными внутриклеточными паразитами.

Существует другой взгляд на вирусы: «вирусы рассматривают как генетические элементы, одетые в защитную оболочку и способные переходить из одной клетки в другую».

Вирусы размножаются только внутриклеточно, поэтому необходимо было найти простые и общедоступные методы их культивирования. Крупным решением было предложение в 1932г. Р.Гудпасчура использовать для культивирования вирусов куриные эмбрионы. Окончательное решение проблемы стало возможным, после того как были разработаны способы культивирования клеток вне организма. Вначале был использован метод переживающих тканей. Он заключается в том, что в колбу, содержащую питательную среду, вносили кусочек тканей. Клетки некоторых тканей в таких условиях могут переживать(но не размножаться) до30 дней, а в них могут размножаться вирусы. К началу второй половины 20 века эпидемии полиомиелита приняли широкий и опасный характер, что требовалось принять немедленные меры для создания вакцины. Для этого нужно было найти метод, позволяющий быстро выращивать вирусы в большом количестве.

Для выделения культур клеток, которые можно было бы использовать при выращивании вирусов необходимо решить 4 проблемы:

I. получить в необходимом количестве свободные (т.е изолированные друг от друга) клетки;

II. создать такие условия и питательные среды, где клетки могли бы активно размножаться;

III. обеспечить условия, при которых в культурах клеток не могли бы размножаться бактерии;

IV. определить методы для того, чтобы распознать рост вируса и идентифицировать его.

Все эти проблемы были решены. Для выделения изолированных, но жизнеспособных клеток из разрушенных тканей использовали обработку их слабым раствором трипсина. Для культивирования были предложены питательные среды, содержащие все необходимые для роста клеток питательные вещества (аминокислоты, витамины), минеральные соли. К питательным средам добавляли индикатор, по изменению цвета которого можно было судить о метаболизме клеток и их размножении. В качестве основы для размножения использовали стекло пробирок и колб. Для подавления возможного роста бактерий вируссодержащий материал перед посевом в культуры клеток обрабатывали антибиотиками.

Опыты, проведённые в 1949г.Дж. Эндерсом, Т.Веллером и Ф.Роббинсом, которые показали, что вирус полиомиелита хорошо размножается в первично-трипсинизированных культурах клеток, полученных из почек обезьян.

Разработка способов получения культур клеток позволила внедрить в практическую медицину классические методы вирусологической диагностики инфекционных заболеваний- с одной стороны, и обеспечить накопление вирусов в количествах, достаточных для производства – вакцин, с другой. Основной недостаток первично-трипсинизированных культур клеток заключается в том, что после нескольких пересевов они перестают размножаться. Искали культуры, таких клеток, которые способны размножаться бесконечно. Такими свойствами обладают опухолевые или мутантные клетки, но опухолевые клетки не используют для получения вакцин. Для этих целей используют культуры клеток, которые не содержат никаких вирусов, не обладают злокачественностью. Этим требованиям отвечают культуры диплоидных клеток.

Штаммом диплоидных клеток, называется морфологически однородная культура клеток, стабилизированная в процессе культивирования in vitro с ограниченным сроком жизни и характеризующиеся 3 фазами (стабилизации, активного роста, старения), сохранением кариотипа исходной ткани, свободным от контаминантов и не обладающий, онкогенной активностью при трансплантации хомячкам.

Типы вирусных инфекций.

Взаимодействие вирусов с клеткой может протекать по-разному и приводить к различным клиническим проявлениям. В зависимости от продолжительности пребывания вируса в организме различают 2 группы вирусных инфекций:

Ø вирусные инфекции, связанные с непродолжительным пребыванием вируса в организме. В данном случае заболевание протекает в форме острой инфекции, либо в виде бессимптомной (инаппарантной). Острая инфекция, как правило заканчивается выздоровлением, формированием приобретённого иммунитета и освобождением организма от возбудителя. Бессимптомная инфекция протекает без каких- либо проявлений и заканчивается также формированием приобретённого иммунитета и освобождением организма от возбудителя.

Ø Вирусные инфекции, обусловленные длительным пребыванием (персистенцией) возбудителя в организме. Они подразделяются на латентные, хронические и медленные. Латентные инфекции протекают бессимптомно и могут сопровождаться либо нормальной репродукцией вируса во внешне здоровом организме и выделением его во внешнюю среду, либо сопровождаться вирусоносительством, при котором нарушен нормальный цикл вируснойрепродукции и вирус длительно персистирует в организме.

Хронические инфекции характеризуются периодическими состояниями выздоровления (ремиссии) и рецидивов (обострений).

Медленные инфекции характеризуют вирусные заболевания с продолжительным течением (иногда в течение многих лет) инкубационного периода, длительным прогрессирующим течением и заканчивающиеся тяжелыми расстройствами или чаще смертью. Типичным примером медленной инфекции является СПИД. В основе развития медленной инфекции лежат нарушения генетических, иммунологических и физиологических механизмов. Медленные инфекции могут вызывать и такие вирусы, которые обычно вызывают острые инфекции (например вирусы кори, бешенства и другие). Так вирус кори оказался возбудителем такой тяжёлой медленной инфекции, как подострый склерозирующий панэнцефалит. Известны несколько механизмов, которые обуславливают длительное нахождение вируса в организме:

1) вирус находится в дефектном состоянии, он неспособен размножаться и индуцировать эффективный иммунный ответ;

2) вирус находится в клетке в виде свободной геномной нуклеиновой кислоты, недоступной действию антител.

3) геном вируса интегрирован в хромосому клетки- мишени.

«Состояние вирусного носительства является, распространённой формой взаимодействия вируса с клеткой, а острое вирусное заболевание – лишь проявлением нарушения этого характерного равновесия».