Контрольная работа по "Биологии"

  

В 1915 г. русский врач М. Райский впервые наблюдал явления  иммунологической памяти, т.е. быструю  энергичную выработку антител на повторное введение того же антигена. 

Впоследствии Ф. Вернет связал это с формированием в организме клеток памяти - Т-лимфоцитов - после первичной встречи с антигеном. В 1953 г. английский ученый П. Медавар и чешский ученый М. Гашек открыли явление толерантности, терпимости, устойчивости к антигену, т.е. состояния, при котором иммунная система не реагирует на антиген. Толерантность к собственным антигенам формируется в эмбриональном периоде, и ее можно искусственно создать, вводя антиген во время эмбрионального периода либо сразу после рождения ребенка или животного. Явление иммунологической толерантности используется в хирургии при решении проблемы пересадки органов и тканей. 

Следует отметить также  важность открытия в этот период антигенов  нормальных органов и тканей человека и животных [Чистович Ф. Я., 1898; Ландштейнер К., 1900] и индивидуальных, антигенных различий у людей и животных. Частым признаком этих антигенных различий являются индивидуальные группы крови у людей. Отечественный исследователь Л. А. Зильбер (1957) открыл антигены злокачественных опухолей, что явилось началом изучения противоопухолевого иммунитета. 

  

В иммунологический период развития микробиологии был  создан ряд теорий иммунитета: гуморальная  теория П. Эрлиха, фагоцитарная теория И. И. Мечникова, теория идиотипических взаимодействий Н. Ерне гипофизарно-гипоталамо-адреналовая теория регуляции иммунитета П. Ф. Здродовского и др. Однако, наиболее приемлемой для объяснения многих явлений и механизмов иммунитета остается клонально-селекционная теория, созданная австралийским иммунологом Ф. Бернетом (1899 - 1986). Американский ученый С. Танегава разработал генетические аспекты этой теории. 

  

Особенно бурное развитие получили микробиология и  иммунология в 50-60-е годы нашего столетия. Этому способствовали следующие  причины: 

·        важнейшие открытия в области  молекулярной биологии, генетики, биоорганической  химии; 

·        появление таких новых наук, как  генетическая инженерия, биотехнология, информатика; 

·        создание новых методов и научной  аппаратуры, позволяющих глубже проникать  в тайны живой природы. 

  

Таким образом, с 50-х  годов в развитии микробиологии  и иммунологии начался молекулярно-генетический период, который характеризуется  рядом принципиально важных научных  достижений и открытий. К ним относятся: 

·        расшифровка молекулярной структуры  и молекулярно-биологической организации  многих вирусов и бактерий; открытие простейших форм жизни, «инфекционного белка» приона; 

·        расшифровка химического строения и химический синтез некоторых антигенов. Например, химический синтез лизоцима [Села Д., 1971], пептидов вируса СПИДа (Р.В.Петров, В. Т. Иванов и др.); 

·        открытие новых антигенов, например опухолевых (Л. А. Зильбер и др.), антигенов  гистосовместимости (HLA-система); 

·        расшифровка строения антител-иммуноглобулинов [Эдельман Д., Портер Р., 1959]; 

·        разработка метода культур животных и растительных клеток и их выращивания  в промышленных масштабах с целью  получения вирусных антигенов; 

·        получение рекомбинантных бактерий и рекомбинантных вирусов. Синтез отдельных генов вирусов и бактерий. Получение рекомбинантных штаммов бактерий и вирусов, сочетающих свойства родительских особей или приобретающих новые свойства; 

·        создание гибридом путем слияния  иммунных В-лимфоцитов, продуцентов  антител и раковых клеток с  целью получения моноклональных антител [Келлер Д., Милынтейн Ц., 1975]; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Систематика- распределение  микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим  сходством. Систематика занимается всесторонним описанием видов организмов, выяснением степени родственных  отношений между ними и объединением их в различные по уровню родства  классификационные единицы- таксоны. Основные вопросы, решаемые при систематике (три аспекта, три кита систематики)- классификация, идентификация и  номенклатура. 

Классификация- распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими  и фентипическими признаками) по различным таксонам. 

Таксономия- наука  о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией. Наиболее часто используют следующие таксономические единицы (таксоны)- штамм, вид, род. Последующие  более крупные таксоны- семейство, порядок, класс. 

В современном представлении  вид в микробиологии- совокупность микроорганизмов, имеющих общее эволюционное происхождение, близкий генотип (высокую степень генетической гомологии, как правило более 60%) и максимально близкие фенотипические характеристики. 

Нумерическая (численная) таксономия основывается на использовании максимального количества сопоставляемых признаков и математическом учете степени соответствия. Больщое число сравниваемых фенотипических признаков и принцип их равной значимости затрудняло классификацию. 

При изучении, идентификации  и классификации микроорганизмов  чаще всего изучают следующие (гено- и фенотипические) характеристики: 

1.Морфологические- форма, величина, особенности взаиморасположения, структура. 

2.Тинкториальные- отношение к различным красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму. По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные. 

Морфологические свойства и отношение к окраску по Граму позволяют как правило отнести изучаемый микроорганизм к крупным таксонам- семейству, роду. 

3.Культуральные- характер роста микроорганизма на питательных средах. 

4.Биохимические- способность ферментировать различные субстраты (углеводы, белки и аминокислоты и др.), образовывать в процессе жизнедеятельности различные биохимические продукты за счет активности различных ферментных систем и особенностей обмена веществ. 

5.Антигенные- зависят преимущественно от химического состава и строения клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы, распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать антитела и другие формы иммунного ответа, выявляются в иммунологических реакциях. 

6.Физиологические- способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы). 

7.Подвижность и  типы движения. 

8.Способность к  спорообразованию, характер спор. 

9.Чувствительность  к бактериофагам, фаготипирование. 

10.Химический состав  клеточных стенок- основные сахара и аминокислоты, липидный и жинокислотный состав. 

11.Белковый спектр (полипептидный профиль). 

12.Чувствительность  к антибиотикам и другим лекарственным  препаратам. 

13.Генотипические (использование  методов геносистематики). 

В последние десятилетия  для классификации микроорганизмов, помимо их фенотипических характеристик (см. пп.1- 12), все более широко и  эффективно используются различные  генетические методы (изучение генотипа- генотипических свойств). Используются все более совершенные методы- рестрикционный анализ, ДНК- ДНК гибридизация, ПЦР, сиквенс и др. В основе большинства методов лежит принцип определения степени гомологии генетического материала (ДНК, РНК). При этом чаще исходят из условного допущения, что степень гомологии более 60% ( для некоторых групп микроорганизмов- 80%) свидетельствует о принадлежности микроорганизмов к одному виду (различные генотипы — один геновид), 40- 60%- к одному роду. 

Идентификация. 

Основные фено- и генотипические характеристики, используемые для классификации микроорганизмов, используются и для идентификации, т.е. установления их таксономического положения и прежде всего видовой принадлежности- наиболее важного аспекта микробиологической диагностики инфекционных заболеваний. Идентификация осуществляется на основе изучения фено- и генотипических характеристик изучаемого инфекционного агента и сравнения их с характеристиками известных видов. При этой работе часто применяют эталонные штаммы микроорганизмов, стандартные антигены и иммунные сыворотки к известным прототипным микроорганизмам. У патогенных микроорганизмов чаще изучают морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические и антигенные свойства. 

Номенклатура- название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для  обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется  с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri, Rickettsia sibirica. 

В микробиологии  часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов. 

Штамм- любой конкретный образец (изолят) данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют серотипами (серовариантами- сокращенно сероварами), по чувствительности к специфическим фагам- фаготипами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам- биоварами и т.д. 

Колония- видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон. 

Культура- вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной  среде. 

Основной принцип  бактериологической работы- выделение и изучение свойств только чистых (однородных, без примеси посторонней микрофлоры) культур. 

2. Морфология бактерий. 

Прокариоты отличаются от эукариот по ряду основных признаков. 

1.Отсутствие истинного  дифференцированного ядра (ядерной  мембраны). 

2.Отсутствие развитой  эндоплазматической сети, аппарата  Гольджи. 

3.Отсутствие митохондрий,  хлоропластов, лизосом. 

4.Неспособность к  эндоцитозу (захвату частиц пищи). 

5.Клеточное деление  не связано с циклическими  изменениями строения клетки. 

6. Значительно меньшие  размеры (как правило). Большая  часть бактерий имеет размеры  0,5- 0,8 микрометров (мкм) х 2- 3 мкм. 

По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов. 

1.Шаровидные или  кокки ( с греч.- зерно). 

2.Палочковидные. 

3.Извитые. 

4.Нитевидные. 

Кокковидные бактерии (кокки) по характеру взаиморасположения после деления подразделяются на ряд вариантов. 

1.Микрококки. Клетки  расположены в одиночку. Входят  в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде.  Заболеваний у людей не вызывают. 

2.Диплококки. Деление  этих микроорганизмов происходит  в одной плоскости, образуются  пары клеток. Среди диплококков  много патогенных микроорганизмов- гонококк, менингококк, пневмококк. 

3.Стрептококки. Деление  осуществляется в одной плоскости,  размножающиеся клетки сохраняют  связь (не расходятся), образуя  цепочки. Много патогенных микроорганизмов- возбудители ангин, скарлатины, гнойных воспалительных процессов. 

4.Тетракокки. Деление  в двух взаимоперпендикулярных плоскостях с образованием тетрад (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют. 

5.Сарцины. Деление  в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества клеток. Часто обнаруживают в воздухе. 

6.Стафилококки (от  лат.- гроздь винограда). Делятся беспорядочно в различных плоскостях, образуя скопления, напоминающие грозди винограда. Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно- воспалительные. 

Палочковидные формы  микроорганизмов. 

1.Бактерии- палочки,  не образующие спор. 

2.Бациллы- аэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры обычно не превышает размера (“ширины”) клетки (эндоспоры). 

3.Клостридии- анаэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры больше поперечника (диаметра) вегетативной клетки, в связи с чем клетка напоминает веретено или теннисную ракетку. 

Необходимо иметь  в виду, что термин “бактерия” часто  используют для обозначения всех микробов- прокариот. В более узком (морфологическом) значении бактерии- палочковидные формы прокариот, не имеющих спор.