Mikrobiologijo darbas
5 (100%) 1 vote

Mikrobiologijo darbas

Turinys

Įvadas…………………………………………………………………………..1psl.

Virusai………………………………………………………………………….2psl.

Bakteriofagai…………………………………………………………………8psl.

Išvados………………………………………………………………………..12psl.

Literatūra……………………………………………………………………..13psl

Įvadas

Mikrobiologija – biologijos mokslas, kuris nagrinėja mažų, plika akimi nematomų arganizmų – mikroorganizmų ląstelės formą, didumą ir sandarą, mitybą, kvėpavimą, medžiagų apykaitą, dauginimąsi, svarbą gamtoje ir žmonių gyvenime, paveldimumą.

Virusologija nagrinėja labai mažus, tiktai pro elektroninį mikroskopą matomus mikroorganizmus, vadinamus virusais ir fagais.

Virusai ir fagai labai paplitę gamtoje, sukelia žmonių, gyvūnų, augalų, mikroorganizmų ligas. Fagai dažnai sutrikdo technologinius gamybos procesus, kur panaudojami mikroorganizmai. Pavyzdžiui, jie lizuoja raugų pieno rūgšties bakterijas ir tuo kenkia rauginto pieno produktų, sūrių gamybai. Tačiau kai kurių patogeninių bakterijų fagai ( šigelių, choleros vibrionų) naudojami dizenterijos ir choleros profilaktiškai ir gydymui.

Virusai

Virusai – tai mikroorganizmai, maždaug penkiasdešimt kartų mažesni už smulkiausias bakterijas, neturintys ląstelinės sandaros ir sa varankiškos medžiagų apykaitos, matomi tik pro elektroninį mikroskopą ir pereinantys per bakterinius filtrus, turintys tik vieno tipo nukleorūgštį. Jų dydis matuojamas nanometrais, ir yra įvairus apytiksliai 20 – 300 nm. Kaip ir visi gyvi organizmai, gali daugintis, prisitaikyti prie aplinkos, kisti, naujoms generacijoms perduoti paveldimus požymius. Jie parizituoja žmonių, gyvūnų, nariuotakojų, augalų bei mikrobų gyvose ląastelėse ir sukelia jų savitas virusines ligas. Virusai sukelia galvijų, avių, paukščių ir kiaulių marą, galvijų snukio ir nagų ligą, leukozę, pasiutligę, per tūkstantį augalų ligų. Virusinėmis ligomis serga ir žmonės: tymais, poliomielitu, AIDS ir kitomis sunkiai gydomomis ligomis.

Virusai yra biologiškai aktyvios, neturinčios ląstelės sandaros struktūros, užimančios tarpinę padėtį tarp gyvosios ir negyvosios gamtos. Į negyvus daigtus virusai panašūs tuo, kad gali būti kristalų būsenoje, neturi savarankiškos medžiagų apykaitos, neturi fermentų, dalyvaujančių medžiagų sintezėje. Biologinės virusų savybės reiškiasi tik tada, kai virusai patenka į jiems imlias ląsteles. Kita ypatybė, kuria virusai skiriasi nuo ląstelių organizmų, yra ta, kad savo sudėtyje turi tik vieną kurio nors tipo nukleorūgštį (DNR ar RNR), kas lemia virusų griežtą viduląstelinį parazitiškumą ir jų, kaip gyvų padarų, nevisavertiškumą.

Į gyvus padarus virusai panašūs tuo, kad sudaryti iš struktūriškai sutvarkytų baltymų molekulių ir nukleorūgšties, turi gana pastovią formą ir dydį, pasižymi kintamumu ir paveldimumu.

Virusams būdingas ne tik kintamumas, bet ir konservatyvumas. Jie rūšies savybes išsaugo per daugelį kartų ir daugelį šimtmečių. Šį paveldimųjų savybių pastovumą lemia ląstelės, kurioje gyvena, konservatyvumas.

Nors virusai savarankiškai nesidaugina, bet ląstelėse, į kurias patenka, atsinaujina ir gausėja, naudodami tos ląstelės, vadinamojo šeimininko, medžiagas.

Virusai egzistuoja dviem skirtingom formom: neląsteline(viriono) ir ląsteline(viruso).

Virionas – elementari virusinė dalelė, susidedanti iš vidurinės dalies(nukleoido),turinčios DNR ar RNR, padengtos baltyminiu apvalkalu. Virione nepastebėta jokių gyvybės apraiškų. Viriono uždavinys – išsaugoti paveldimumo informaciją, kol pateks į kitą ląatelę, nukeliaus pas kitą šeimininką. Kadangi virionas susideda iš nukleorūgšties ir baltyminio apvalkalo – kapsidės, virusinė dalelė vadinama nukleokapside. Kapsidę sudaro atskiri struktūriniai vienetai – kapsomerai, sudaryti iš polipeptidinių molekulių (protomerų), kurie, susijungę tam tikra tvarka, sudaro spiralės arba kubo formą.

Protomerai gali būti monomeriniai arba polimeriniai.

Kiekvienos viruso rūšies kapsidę sudaro tam tikras tik tai rūšiai būdingas griežta tvarka tarpusavyje susijungusių kapsomerų skaičius.

Visi virusai, atsižvelgiant į kapsidės geometrinęerdvinę formą, skirstomi į dvi grupes:

1. virusai, kuriems būdinga kapsidės struktūros spiralinė simetrija, kai virusų nukleorūgštis yra ilgos spiralės formos, o apie ją spirališkai telkiasi kapsomerai;

2. virusai, kuriems būdinga kubinė simetrija, kai nukleorūgštis ir ją gaubiantys kapsomerai, išsidėstę įvairiose plokštumose, sudaro įvairias daugiabriaunes figūras.

Viruso sandaros simetrijos tipas yra būdingas viruso rūšiai(1pav.).


1pav. Kai kurių virusų formos

Yra virusų, neturinčių pastovios simetrijos;tai būdinga dideliems virusams (pvz.: poksvirusai ir bakteriofagai).

Virionai
skiriasi savo dydžiu, struktūra, chemine sudėtimi ir genetine medžiaga. Vieni turi 6 – 8 genus, kiti – 300. Didesnių virusų sandara sudėtingesnė. Be baltyminio apvalkalo, supančio nukleorūgštį, virusai gali turėti ir išorinį apvalkalą, sudarytą iš baltymų, polisacharidų, lipidų, vadinamą superkapside. Superkapsidės baltymai atpažįsta ląstelės membrana ir viruso plitimą. Kai kurie virusų struktūriniai baltymai yra fermentiškai aktyvūs.

Virusų fermentai skirstomi į dvi grupes:

1. dalyvaujančiųjų replikacijoje ir transkripcijoje;

2. lemiančiųjų nuleorūgščių patekimą į ląstelę ir dukterinių populiacijų išėjimą.

Kai kurie virusai turi proteazes, endonukleazes, ligazes.

Virusai yra parazitai. Jie auga tik gyvoje ląstelėje, todėl kultivuojami gyvų audinių kultūrose.

Į ląstelę virusai patenka arba ištirpinę savo fermentu ląstelės apvalkalėlį ir ten įšvirkštę savo nukleorūgštį, arba pati šeimininko ląstelė užgriebia jį iš aplinkos su apvalkalu, kuris vėliau ištirpsta ląstelės citoplazmoje.

Virusai, patekę į šeimininko ląstelę, inaktyvuoja šeimininko DNR ir, panaudoję savo DNR ar RNR, duoda komandą sintetinti savo naujas kopijas.

Viruso komponentai sintetinasi skirtingose ląstelės vietose ir nebūtinai vienu metu. Pavyzdžiui, viruso baltymai sintetinasi ribosomose, nukleorūgštys – citoplazmoje arba branduolyje. Virusai daugėja geometrine progresija – vienas virusas palieka nuo keleto šimtų iki keleto tūkstančių palikuonių, kurie savo ruožtu vėl dauginasi. Viruso nukleorūgštis, save reprodukuodama, be jokio pasigailėjimo gyvą ląstelę suardo.

Esant sunkiai infekcijai 1 mm 3 tam tikrų organų galima suskaičiuoti 109 – 1010 virusų. Ląstelių rezervai nėra begaliniai, be to, virusai renkasi organus ir ląsteles, dauginasi ne visame organizme. Pavyzdžiui, polimielito virusas skverbiasi į centrinę nervų sistemą ir naikina tas ląsteles, kurios reguliuoja judėjimą, hepatito virusas pažeidžia kepenų ląsteles.

Viruso skiriami lizės ir lizogeninis ciklai. Viruso lizės ciklas skirstomas į 5 stadijas:

1. prisitvirtinimo,

2. įsiskverbimo,

3. biosintezės,

4. subrendimo,

5. atsiskyrimo.

Gyvūnų virusai turi apvalkalą, jo glikoproteinai leidžia virusui prisitvirtinti prie ląstelės plazminės membranos receptorių. Tada visas virusas endocitozės būdu patenka į šeimininko ląstelę. Ląstelės viduje virusas netenka apvalkalo ir kapsidės. Viruso genomas nebeturi apvalkalo ir prasideda jo biosintezė. Kitas apvalkalus turinčių virusų skirtumas yra jų dauginimasis pumpuravimu. Jo metu virusas savo apvalkalą, susidedantį iš lipidų, baltymų ir angliavandenių surenka iš šeimininko ląstelės plazminės membranos arba iš jos branduolio apvalkalo. Kitos apvalkalo dalys, tokios kaip glikoproteinai, kurie padeda virusui patekti į šeimininko ląstelę, yra koduojami paties viruso genuose. Po pumpuravimo subrendęs virusas atsiskiria nuo šeiminiko ląstelės, o ląstelė gali ir išlikti.

Yra virusų, kurie besidaugindami organizmo ląstelėse, sudaro specialius įvairaus dydžio intarpus – įterptinius kūnelius.

Virusai gali būti ir neaktyvios formos – provirusais, kai įsiterpę į šeimininko ląstelės genomą neindukuoja savo elementų sintezės ir nesukelia jokių matomų ląstelės pokyčių. Tokią ląstelę paveikus tam tikrais agentais, provirusas išeina iš ląstelės genomo ir pradeda daugintis kaip lizuojantysis virusas.

Išeidamas iš ląstelės genomo chromosomos virusas gali pasiimti ir nedidelį ląstelės DNR segmentą, kurį gali perduoti kitoms ląstelėms. Tai būdinga kai kuriems gyvūnų virusams.

Virusai yra unikalūs tiek savo vieta gamtoje – jie neturi giminių, tiek biocheminėmis savybėmis : galima suskaidyti jo nukleorūgštį, sumaišyti fragmentų seką, virusas kiekvieną kartą atgis. Susitikę keli viruso kamienai gali pasikeisti nukleorūgšties fragmentais – genais ir tada susidaro trečias, naujų savybių, kamienas, prieš kurį organizmas dar neturi antikūnų. Virusų pasikeitimas genais ir paveldimų požymių perskirstymas yra vienas unikaliausių reiškinių gamtoje.

Virusai nevienodai jautrūs aplinkai: dauguma jų inaktyvinasi, esant 60O C temperatūrai, o žemoje temperatūroje, sušalę gali išsilaikyti mėnesius ir net metus. Virusai jautrūs džiovinimui, daugumai chemikalų, ultravioletinių ir radioaktyviųjų spindulių poveikiui.

Klasifikuojant virusus, vertinama jų morfologija, dydis, forma, turi ar neturi apvalkalą, nukleokapsidės simetrija, nukleorūgščių seka, jų tipas, fermentų buvimas, antigeninės savybės.

Pagal nukleorūgšties tipą virusai į dvi dideles grupes: DNR virusai ir RNR virusai. DNR turinčiuose virusuose paveldimumo informaciją perneša dvivijė ir vienvijė DNR, o RNR turinčiuose – dažniausiai vienvijės RNR. Saviti yra retrovirusai – tai gyvūnų RNR virusai, turintys ir DNR stadiją.

Iš per 55 žinomų virusų šeimų, devyniolika jungia žmonių ir gyvulių virusas.

Žmonių ir gyvulių RNR virusai jungia 11 šeimų, iš kurių pažymėtini miksovirusai (Paramyxoviridae),
rabdovirusai(rhabdoviridae), pikornavirusai(picornaviridae).

Paramyxoviridae šeimos virusai yra sferinės formos, 150 – 200nm diametro, juos gaubia lipoproteinų apvalkalas.

Rhabdoviridae šeimos virusai – tai stambūs ( 60 – 400 nm ilgio ir 60 – 85 nm skersmens) lazdelės formos, spiralės tipo simetrijos virionai, apsupti dvisluoksne lipidine membrana su iškiliais spygliais ( 10 nm ilgio ir 3 nm pločio).

Picornaviridae šeimos virusai labai smulkūs (20 – 30nm), kapsidė kubo formos, būdingasis požymis – subręėsta citoplazmoje.

Žmonių ir gyvūnų DNR virusai jungia 6 šeimas, iš kurių pažymėtini adenovirusai (Adenoviridae), herpesvirusai ( herpesviridae).

Adenoviridae šeimos virionai yra daugiabriaunio formos. Jų skersmuo 60 – 80 nm. Sukelia ne tik kvėpavimo takų, akių junginės ligas, bet ir enterokolitus, šlapimo takų infekcijas.

Herpesviridae šeimos virionų skersmuo 180 – 220 nm, kapsidė – kubo formos, 162 kapsomerų. Sukeliamos pūslelinės ligos būdingas požymis – odoje bei gleivinėje daug virusų turinčių pūslelių.

Virusinių ligų plitimo šaltinis – sergantis žmogus ar gyvulys ir sveikas virusų nešiotojas. Užsikrečiama per orą, per maistą, per kontaktą su sergančiuoju. Kai kuriuos virusus perneša uodai, erkės, moskitai, kaip pavyzdžiui, erkinį encefalitą, hemoragines karštliges. Kai kuriuos virusus išskiria musės, tarakonai – gan svarbūs infekcijos platintojai.

Maisto produktų mikrobiologiojoje aktualūs per maistą plintantys virusai. Per maistą dažniausiai perduodami enterovirusai iš Picornaviridae, rotavirusai iš Reoviridae bei kalicivirusai iš caliciviridae šeimų. Šių virionų struktūra atspari virškinamojo trakto poveikiui – rūgščiai skrandžio aplinkai, žarnuno proteazėms, tulžies apmuilinamąjam veikimui.

Iš virusinių hepatitų sukėlėjų sunkius ir masiškus kepenų susirgimus sukelia hepatito A virusas, plintantis per nešvarias rankas, kai užteršiamas maistas, vanduo kai nesilaikoma sanitarinių higieninių taisyklių apdorojant žaliavas, gaminant produktus. Tai labai smulkūs 27 – 32 nm dydžio vienviję RNR turintys virusai. Jie ląstelių nelizuoja, o iš jų išeina egzocitozės būdu. Jų kapsidė turi 32 kapsomerus, sudarytus iš keturių polipeptidų.

Poloimielito virusas pradžioje dauginasi virškinamojo trakto epitelinėse ląstelėse, po to patenka į aplinkinius limfinius mazgus, vėliau – į kraują. Tai besimptomės formos. Vienok, patekę į centrinę nervų sistemą, ją pažeidžia ir išsivysto sunki ligos forma, galinti baigtis ir mirtimi. Infekcijos šaltinis – sergantis poliomelitu ar turintis besimptomę infekciją žmogus. Plitimo būdas – fekalinis – oralinis.

Koksakio virusai išplitę gamtoje ir sutinkami įvairių variantų, apjungtų į dvi grupes : A ir B. Virusologinėmis ir epidemiologinėmis savybėmis jie daug kuo panašūs į poliovirusus. Be į poliomielitą panašių ligų, Koksakio A ir B virusai sukelia ir kitas ligas su įvairia klinika. 20 – 40 proc. Ligonių Koksakio infekcija komplikuojasi širdies raumens uždegimu.

ECHO virusai panašūs į poliovirusus ir Koksakio virusus, tik skiriasi nepatogeniškumu bedžionėms ir pelių jaunikliams. Dažniausiai žmogaus žarnyno ligas sukelia ECHO virusų 11, 18, 19 serovarai.

Koksakio, ECHO virusų šaltinis yra žmogus. Užsikrečiama fekaliniu – oraliniu būdu.

Reoviridae šeimos Rotavirusus genties virusai sudaryti iš dvivijės RNR, kuri turi RNR polimerazę. Kapsidė turi du baltyminius sluoksnius. Virione nustatyti 8 baltymai, iš kurių išorinis kapsidės VP3 baltymas nulemia viruso įsiskverbimą į ląstelę ir jo virulentiškumą. Rotavirusai sukelia dvylikapirštės žarnos sutrikimus, viduriavimą. Labiausiai pažeidžiami vaikai iki 2 metų. Virusų šaltinis – žmogus.

Caliciviridae šeimoje, Calicivirus gentyje patogeniški žmogui virusai, sukeliantys gastroenteritus ir hepatitus. Tai Norvolko ir hepatito e virusai. Norvolko ir hepatito E virusai plinta fekaliniu – oraliniu būdu, gali sukelti epidemijas. Norvolko virusai yra vieni dažniausių gastroenteritų sukėlėjai. Jie infekuoja storąjį žarnyną, kur sukelia viduriavimą. Viruso replikacija vyksta citoplazmoje; lizuoja ląstelę.

Bakteriofagai

Bakteriofagai, arba tiesiog fagai, yra bakterijų virusai.

Bakteriofagija – fagų ir bakterijų tarpusavio sąveika. Bakteriofagijos reiškinį tyrinėjo rusų mikrobiologas N. Gamalėja , anglų bakteriologas F. Tuortas ir kt.

Elektriniu mikroskopu nustatyta fagų forma. Dauguma jų susidarę iš apvalios ar daugiabriaunės galvutės ir ataugėlės (2 pav.).



Galvutė turi baltyminį apvalkalėlį, viduje yra DNR ir rečiau RNR molekulė, ataugėlė sudaryta iš baltyminio vamzdelio. Vamzdelis baigiasi plokštele su ataugomis ir plonais siūlais – fibrilėmis. Į fagų baltymų sudėtį įeina poliaminai, sperminas ir putrescinas, rūgštusis peptidas, turintis asparto ir glutamo rūgšties, lizinas ir rūgštyse netirpus baltymas.

Gamtoje egzistuoja rutulio, lazdelės formos bakteriofagai.

Bakteriofagų veikimo mechanizmas gerai ištirtas. Jie adsorbuojasi bakterinės
paviršiuje, pakeičia ląstelės apvalkalėlio laidumą ir ištirpdo jos sienelę. Baltyminis vamzdelio apvalkalas susitraukia ir įšvirkščia savo DNR į bakterinę ląstelę, kur fagai pradeda daugėti, prieš tai nuslopinę ląstelės baltymų ir nuklerūgščių sintezę ir paruošę sąlygas savajai Dnr replikuotis bei savų baltyminių struktūrų sintezei.

Tokiu būdu bakteriofagų DNR taip pakeičia ląstelės medžiagų apykaitą, kad ši sintetina fagų struktūrines dalis. Subrendus bakteriofagams, bakterijos ląstelės sienelė, veikiant fago fermentui lizocimui, ištirpdoma, fagai išlaisvina ir pradeda naują vystymosi ciklą.

Fago sąveika su bakterine ląstele priklauso nuo receptorių, ant kurių tvirtinasi fagas, buvimo, ląstelės sienelėje ir citoplazmoje esančių fermentų, padedančių nukleorūgšties patekimui ir genų susidarymui, nuo medžiagų ir energinių resursų, reikalingų fago komponentų sintezei.

Priklausomai nuo tos sąveikos gali būti infekcinė arba lizogeninė būsena ir skiriami virulentiškieji ir nuosaikieji fagai dar vadinami profagais.

Virulentiškojo fago nukleorūgštis įsiterpia į ląstelės genomą ir joje pradedami sintetinti fago struktūriniai elementai, o susiformavus naujam fagui, ląstelė žūva, fagai išsilaisvina.

Nuosaikiųjų fagų nukleorūgštis, įsiterpusi į ląstelės genomą, struktūrinių fagų elementų sintezės neindukuoja, esti latentinėje būsenoje. Tokios ląstelės, kuriose fagas yra pasislėpęs tūno, vadinamos lizogeninėmis.

Lizogenija – tai reiškinys, kai fagas patenka į ląstelę, bet joje savarankiškai nesidaugina ir ląstelės nesuardo.

Profagas dauginasi kartu su šeimininko DNR ir jo kopijų randama visose prisidauginusiose ląstelėse. Nuosaikiojo fago nukleorūg štis, esanti ląstelės požymiams atsirasti : gali pakisti bakterijos savybės, antigeninė sandara. Tuo pačiu fagai yra bakterijų kintamumo faktoriai.

Bakterijų kultūrų savybių pakitimas fagų poveikyje – lizogeninė konversija. Profagas nuo tam tikro poveikio ( pvz.: ultravioletinės, jonizuojančios spinduliuotės) gali virsti virulentišku (lizuojančiu).

Bakteriofagai pasižymi savitumu, t.y. kiekvienas jų aktyviai veikia tik tam tikrą bakterijų rūšį ar giminingų rūšių grupę. Pagal savitumo laipsnį fagai skirstomi į :

 polifagus – lizuoja giminingas bakterijų grupes;

 monofagus – lizuoja vienos rūšies bakterijas;

 fagovarus – lizuoja tik vienos rūšies bakterijų vieną variantą (varjetetą).

Fagai yra griežti parazitai, gali vystytis tiktai gyvoje ląstelėje. Aprašyti visų mikrooganizmų grupių virusai : bakterijų (bakteriofagai), aktinomicetų (aktinofagai), grybų (mikofagai), dumblių (algofagai). Fagai, infekuojantys Escherichia coli ląsteles, vadinami kolifagais.

Bakteriofagai labai paplitę gamtoje, jų randama visur, kur yra yra mikroorganizmų, taip pat žmogaus ir gyvulių organizme. Su fagais susiduriama ir pramonėje, kur naudojami raugai. Tuo atveju sutrinka technologinis procesas, nes raugai, paveikti fagų netenka aktyvumo.

Fagai paprastai išskiriami iš gyvūnų išskyrų, pūliuojančių žaizdų, nuotekų, pieno, senų kultūrų.

Fagai dėl didelio savitumo naudojami ligų terapijai ir profilaktikai, mikrobiologijoje – bakterinių kultūrų diferenciacijai, patogeninių bakterijų indikacijai aplinkoje. Taip fagų koncentracijos augimas patvirtina, kad tiriamoji medžiaga yra infekuota.

Be virusų, gamtoje aptikti ir kiti labai maži infekciniai agentai – viroidai ir prionai.

Viroidai, skirtingai nuo virusų, yra be baltyminio apvalkalo ir susideda tik iš infekcinės vienvijės žiedinės RNR molekulės, todėl neturi antigeninių savybių ir negali būti atpažįstami serologiniais metodais. Jie žinomi gamtoje kaip patys mažiausi gebantys daugintis vienetai, sudaryti iš 300 – 400 nukleotidų.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 2656 žodžiai iš 8767 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.