Генетическая трансформация бактерий

· Обмен генетической информацией - быстрая реакция на изменения условий окружающей среды и приобретение необходимых генетических признаков (напр. изменение вирулентных свойств, устойчивость к АМП).

· приводит к образованию рекомбинантной ДНК.

· механизм, обеспечивающий многообразие микробного мира.

· способствует быстрой адаптации бактерий.

· служит важным фактором эволюции бактерий.

Способа передачи генетической информации

1. Конъюгация – внедрение ДНК из бактерии донора в клетку реципиента

2. Трансформация – поглощение свободной ДНК из внешней среды

3. Трансдукция – распространение генов бактерий умеренными фагами

Коньюгация бактерий

Конъюгация – однонаправленный перенос генетического материала (хромосомной и плазмидной ДНК) от донора к реципиенту при непосредственном контакте клеток.

Донор – бактерия, содержащая конъюгативную плазмиду или конъюгативный транспозон, способная передавать ДНК реципиенту путем горизонтального переноса генов.

Реципиент – любая бактериальная клетка, способная принимать ДНК от бактерии-донора путем горизонтального переноса генов.

Механизм передачи конъюгативных плазмид между Гр- бактериями

1. Образование межклеточного контакта - конъюгативных пилей

2. Сайт-специфическое разрезание одной цепочки ДНК

3. Сборка особой структуры - релаксосомы для переноса ДНК

4. Перемещение разделенных цепей ДНК в клетку реципиента

5. Синтез комплементарных цепей ДНК

6. Терминация переноса ДНК и разделение конъюгирующих клеток

58. Характеристика процесса трансдукции

· Обмен генетическим материалом с участием бактериофагов.

· Бактериофаги – вирусы бактерий - молекулярные паразиты, использующие для самовоспроизводства аппарат репликации ДНК и синтеза белка зараженных ими клеток.

· Трансдукцию осуществляют бактериофаги, содержащие невирусную генетическую информацию.

· Подобно плазмидам, бактериофаги могут выступать в качестве векторов переноса ДНК от клеток-хозяев.

· Перенос фаговой информации может служить механизмом обмена генетическим материалом между бактериями.

Виды трансдукции:

1. Специфическая трансдукция – перенос генов клетки-хозяина из строго определенных участков хромосомы бактериальной клетки.

(Например, 5 из 11 фагов возбудителя дифтерии Corynebacterium diphtheriae – переносчики генов дифтерийного токсина).

2. Неспецифическая трансдукция (общая) - случайный перенос различных генов клетки-хозяина, расположенных в разных участках генома бактерии.

Вирусная конверсия

· С умеренными БФ связано явление вирусной конверсии -

· Изменение свойств лизогенных бактерий, содержащих профаг

· Трансдукция – передача определенных признаков, напр. о выработке токсинов:

· 1. Corynebacterium diphtheriae – содержат 11 умеренных фагов, 5 из них несут информацию о дифтерийном токсине.

· 2. род Clostridium.

Характеристика процесса трансформации

· Поглощение бактерией ДНК из окружающей среды и включение ее в свой геном - бактерия становится генетически трансформированной.

· Впервые феномен описан у Streptococcus pneumoniae- непатогенные живые мутантные клетки стали патогенными для мышей при одновременной инъекции с убитыми нагреванием вирулентными клетками.

· Изменение происходило в результате трансформирующего действия ДНК из убитых нагреванием вирулентных клеток S.pneumoniae.

Стадии трансформации

1. Адсорбция ДНК на клетке (клеточной стенке)

2. Проникновение внутрь клетки

3. Рекомбинация с ДНК клеточной хромосомы

Понятие о патогенности, вирулентности и токсиногенности м/о

Патогенность м/о – способность вызывать инфекционный процесс

Факторы патогенности

· Компоненты бактериальных клеток или вырабатываемые ими вещества, способные вызывать глубокие изменения в макроорганизме, приводящие к развитию инфекционного процесса:

· Капсулы, пили, жгутики, фрагменты клеточной стенки, адгезины наружной мембраны Гр- бактерий, ферменты, токсины и т.д.

Группы факторов патогенности (по функциям)

·1. адгезия (прикрепление: адгезины, капсулы, пили)

·2. инвазия (проникновение: жгутики, реже пили)

·3. токсинообразование (вызывают патоморфологические изменения различных органов и тканей)

·4. индукция цитокинов и медиаторов воспаления (приводит к иммунопатологии)

Факторы вирулентности м/о