Шпаргалка по дисциплине"Микробиология"

1. Предмет и задачи  микробиологии. Разделы микробиологии. Основные перспективные направления  науки.

Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – наука) –  наука, изучающая мельчайшие существа, невидимые невооруженным глазом.

МБ изучает: морфологию, систематику, классификацию, физиологию,  биохимию, генетику, экологию микроорганизмов.

МБ выясняет роль бактерий в природном круговороте веществ, изучает роль бактерий в патологии макроорганизмов, разрабатывает методы борьбы с вредоносными бактериями,

изыскивает способы использования полезных микроорганизмов для блага человека.

В составе обширной науки микробиологии выделяют разделы:

*Общая микробиология – изучает  закономерности жизнедеятельности  всех групп микроорганизмов, выясняет  роль и значение в природном круговороте.

*Частная микробиология – изучает  систематику бактерий, возбудителей  отдельных заболеваний и методы  их лабораторной диагностики.

В составе обширной науки микробиологии выделяют разделы:

*Сельскохозяйственная микробиология  изучает роль и формирование структуры почвы и ее плодородия, роль бактерий в питании растений. Разрабатывает методы и способы использования бактерий для удобрения почв и консервирования кормов.

*Ветеринарная микробиология –  изучает микробов, вызывающих заболевания у домашних животных, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения данных болезней.

*Техническая (промышленная) микробиология  – изучает микроорганизмы, которые  можно использовать в производственных  процессах для получения биологически  активных веществ, биомассы и пр. Многие исследования происходят на стыке дисциплин (например, молекулярная биология, генная инженерия, биотехнология).

*Санитарная микробиология изучает  бактерий, обитающих в объектах  окружающей среды, как автохтонных, так и аллохтонных, способных вызвать загрязнение окружающей среды и играть определенную роль в эпидемиологии инфекций.

*Экологическая микробиология изучает  роль микроорганизмов в природных  экосистемах и пищевых цепях.

*Популяционная микробиология выясняет  природу межклеточных контактов и взаимосвязь клеток в популяции.

*Космическая микробиология характеризует  физиологию земных микроорганизмов  в условиях космоса, изучает влияние  космоса на симбиотические бактерии  человека, занимается вопросами  предупреждения занесения космических микроорганизмов на Землю.

*Медицинская микробиология –  изучает микробов, вызывающих заболевания  у человека. Изучает патогенез  и клиническую картину заболеваний, факторы патогенности. Разрабатывает  методы профилактики, диагностики  и лечения инфекционных болезней человека.

 

2. История развития микробиологии. Основные открытия. Достижения русских  ученых в развитии микробиологии. Развитие современной науки.

В истории микробиологии было два периода:

*Морфологический: период наблюдений  и описаний, период первых в микробиологии терминов, рисунков, статей

* Физиологический: период экспериментов, поиска новых методов изучения, изобретения новых микроскопов, период открытий в микромире

Морфологический период

+Антони ван Левенгук  - нидерландский натуралист, один из основоположников научной микроскопии. Изготовив линзы с 150-300-кратным увеличением, впервые наблюдал и зарисовал простейших, сперматозоиды, бактерии, эритроциты и их движение в капиллярах.

+ Отто Мюллер и Фердинанд Юлиус Кон — известный немецкий ботаник и бактериолог.

Физиологический период

+ Луи Пастер  — французский ученый, основоположник современной микробиологии и иммунологии, Работы Пастера по оптической асимметрии молекул легли в основу стереохимии. Открыл природу брожения. Опроверг теорию самозарождения микроорганизмов. Изучил этиологию многих инфекционных заболеваний. Разработал метод профилактической вакцинации против куриной холеры, сибирской язвы, бешенства. Ввел методы асептики и антисептики.

Во 2-й половине XIX в. в России и в мире микробиология разделилась на два направления

1. Общая. Основоположник Л.С. Ценковский

2. Медицинская. Основоположник Роберт  Кох

Русские учёные

* Ивановский Дмитрий Иосифович Основоположник вирусологии

* Мечников Илья Ильич Основоположник иммунологии

* Виноградский Сергей Николаевич Основоположник Почвенной микробиологии

Гамалея, Николай Федорович - врач-бактериолог. Его труды касаются общей бактериологии, бешенства и многих патогенных микробов. 

 

3. Распространение микроорганизмов  в природе. Участие в производственных процессах.

Микроорганизмы – существенная часть любой экосистемы,  выполняющая  функции синтеза нового органического вещества в процессе первичной продукции и деструкции органических веществ.

Микрофлора воздуха состоит в основном из бактерий, обитающих в почве, на растениях и живых организмах. В воздухе часто встречаются пигментные сапрофитные бактерии (микрококки, различные сарцины). Эти бактерии выработкой пигментов надежно защищены от действия ультрафиолетовых лучей. Вacillus subtilis, В. megaterim, В. cereus, В. mesentericus, В. mycoides попадают в воздух из почвы.

Рseudomonas glaucum, Mucor mucedo,  Micrococcus roseus, Micr. candicans, Staphylococcus citreus, Staph. albus, актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др. довольно часто входят в состав бактериоценоза воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Неклеточные формы  жизни. Морфология и размножение  вирусов. Отличительные черты прионов.

Прионы – возбудители медленных неконвекционных инфекций. Состоят из набора специфичных белков и аномальных изоформных клеточных белков с молекулярной массой от 20000 до 37000 единиц.

Заболевания, вызываемые прионами (связаня с расстройством рефлексов, нейронов, нервной ткани, ЦНС): Куру (болезнь каннибалов Новой Гвинеи), Болезнь Кройтцфельдта – Якоба, Амниотрофический лейкоспорангиоз, Синдром Герстманна – Страусслера – Шайнкера, Спонгиоформная энцефалопатия

Обладают выс резистентностью к кипячению, 70% этанола, формальдегиду=>они лишены НК либо они сипрятаны

Белок приона – структырный компонент=фактор вирулентности. Механизм: прион – это матрица для кристаллизации белков. Они кристаллизуются, аккумулируются=>гибнут нейроны.

Вирусы отличаются от микроорганизмов следующими особенностями:

*содержат нуклеиновую кислоту только одного типа – или ДНК, или РНК;

*для репродукции необходима только одна нуклеиновая кислота;

*не способны размножаться вне живой «хозяйской» клетки;

*Не дышат, не питаются, не двигаются

Вирусы – абсолютные паразиты. Вне клетки вирус существует в виде вирусной частицы (вириона). Вирион состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида. Развитие вируса приводит к гибели клетки-хозяина.

Подтип ДНК-вирусов: паповавирусы (Вир бородавнок), аденовирусы (ОРВИ), герпесвирусы (ветрянка), поксвирусы (оспа), онкорновирусы (лейкозы)

Подтип РНК-вирусов: пикорнавирусы (полиомиелит, ЕСНО, коксаки, ящур), флавивирусы, ортомиксовирусы (грипп), парамиксовирусы (парагрипп, корь, свинка), реовирусы, ретровирусы, фитопатогенные, рабдовирусы (вирус бешенства)

ДНК-овые вирусы: одноцепоч, двуцепоч, кольцевые, двухцепоч с 1 короткой цепью, двуцепоч с 1 непрерывной, а с другой ферментир цепями

РНК-овые вирусы: однонитевые, линейные двунитевые, линейные фрагментированные, кольцевые, 2 одинаковые однонитч РНК

Типы взаимод-я вируса с кл-хозяина:

1) продуктивная вирусная инф (вирус проникает внутрь, репродуцир-ся, а кл постепенно погибают)

2) абортивная инф (вирус проникает в кл, но его репродукции не происходит, кл восстанавливают нарушенные функции)

3) латентная вир инф (вирус проникает, продуцируется, но кл нормально  функционирует)

4) вирус-индуцированная трансформация (кл, пораженные вирусом, трансформир-ся, преобретают новые ф-ции, может  стать злокач).

Размножение вирусов протекает в несколько стадий. Сначала вирус прикрепляется к клетке, что обычно требует наличия химического сродства между поверхностью вирусной частицы и тем или иным компонентом клеточной поверхности (рецептором). 

Это взаимодействие весьма специфично, что является одной из при­чин высокой избирательности взаимодействия вируса с клеткой (напр., вирус полиомиелита или вирус иммунодефицита человека -ВИЧ в естественных условиях инфекционны только для человека).

Но есть вирус и с широким спектром хозяев, заражающие, например, млекопитающих и насекомых (так, вирус клещевого энцефалита размножается в организме человека и клеща). В кле­ки растений вирус может проникать только после механического повреждения (например, насекомыми) клеточной стенки. После взаимодействия вируса с рецептором его геном (в свободном виде или в комплексе с белками) проникает внутри клетки, где начинается синтез вирусных нуклеиновых кислот и белков (структурных компонентов вириона, а также вирусных ферментов и др. молекул, способствующих эффективному размножении вируса благодаря их взаимодействию с вирусными или клеточными макромолекулами). Последовательность образования этих двух типов молекул у разных вирусов варьирует. Однако всегда синтез вирусных белков направляется вирусными нуклеиновыми кислотами и происходит на рибосомах клетки. Синтез же вирусных нуклеиновых кислот осуществляется при участии либо вирусных, либо клеточных ферментов, нередко и тех и других. Затем вирусные нуклеиновые кислоты и структурные белки объединяются с образованием дочерних вирионов, которые покидают клетку, разрушая её или сохраняя целостность. Клеточная плазматическая мембрана сохраняется, например, если вирус покидает клетку путём т. н почкования: "незрелый" вирион сначала обволакивается клеточной мембраной, включающей некоторые из вирусных белков, затем "отшнуровывается", а целостность клеточной мембраны восстанавливается. Т.о., для построения оболочки вируса могут использоваться клеточные липиды и углеводы. Инфекционный процесс, инициированный одним вирионом может приводить к образованию до 103-105 дочерних вирусных частиц.

 

5. Отличия вирусов от  бактерий. Характеристика бактериофагов, их биологическое значение.

Вирусы часто называют фильтрующимися за их способность проходить через поры бактериологических фильтров, которые задерживают бактерии при механическом способе стерилизации. Вирусы были открыты Д. И. Ивановским при изучении болезни табака — табачной мозаики. Их размеры колеблются от 10—12 нм (вирусы ящура, полиомиелита) до 200—350 нм (вирусы оспы, герпеса).

Вирусы не имеют клеточного строения. Они бывают шарообразной, палочковидной, нитевидной и сперматозоидной формы. Вирусная частица называется вирионом. Она состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белка глобулина; некоторые вирусы содержат также липиды и углеводы. Характерной особенностью вирусов является их способность к образованию кристаллов, что долгое время служило причиной споров о живой или неживой природе вирусов. Впоследствии было доказано, что кристаллы — это нуклеиновая кислота и белок. Затем был установлен ряд свойств, подтвердивших представление о живой природе вирусов, — способность к самовоспроизведению (размножению), изменчивость, приспособляемость к условиям существования, а также способность вызывать инфекционные процессы. Развитие и размножение вирусов возможно только в клетках живого организма — хозяина, т. е. они являются паразитами.

Вирусы могут быть паразитами не только человека, животных и растений, но и микроорганизмов — грибов, актиномицетов, бактерий. Такие вирусы получили название фагов. Вирусы бактерий называются бактериофаги, актиномицетов — актинофаги, грибов — микофаги.

В 1898 г. русский ученый Н. Ф. Гамалея при изучении сибирской язвы крупного рогатого скота впервые наблюдал, что спорообразующие палочки — возбудители болезни — растворяются под влиянием какого-то агента. В 1915 г. английским микробиологом Ф. Туортом и в 1917 г. канадским микробиологом Ф. Д'Эррелем была установлена природа этого явления. Оно получило название бактериофагии, а возбудитель — бактериофага.

Размеры фагов колеблются от 40 до 140 нм. Бактериофаги имеют вид многогранной головки со стержнем, покрытой снаружи белковой оболочкой. Внутри стержня имеется канал. Головка фага заполнена молекулой ДНК. У основания стержня имеется базальная пластинка с шипами и нитями.

Воздействие фага на бактериальную клетку происходит в несколько стадий: адсорбция фага на бактериальной клетке с помощью базальной пластинки с зубцами и нитями, проникновение ДНК из головки фага по каналу в бактериальную клетку, в которой затем под влиянием фаговой ДНК происходит полная перестройка обмена веществ, синтезируется уже не бактериальная ДНК, а фаговая, что приводит к образованию в бактериальной клетке новых частиц фага растворение клеточной стенки бактерии, ее гибель.

По морфологии фаги подразделяются:

фаги с длинным отростком, чехол которого сокращается;

фаги с длинным отростком, чехол которого не сокращается;

фаги с короткими отростками;

фаги с аналогом отростка;

фаги без отростка;