Практическое занятие №6.
2. Тема: Генетика бактерий. Молекулярно-биологические методы диагностики (плазмидный профиль, рестрикционеный анализ, риботипирование, использование микрочипов). ПЦР.
3. Цель: Изучить особенности строения бактериального генома и основные формы изменчивости микроорганизмов для определения принципов генной диагностики инфекционных заболеваний.
4 . Вопросы для самоподготовки:
1.Строение бактериальоного генома.
2.Плазмиды и их роль в жизнедеятельности бактерий.
3.Модификации и мутации бактерий. Практическое использование (популяционный анализ).
4.Рекомбинативная изменчивость - механизмы трансформации, трансдукции, конъюгации.
5.Генная инженерия в медицинской микробиологии. Цели. Задачи.
5. Основные понятия темы:
Генетика микроорганизмов – одно из наиболее актуальных и перспективных направлений микробиологической науки. Генетический контроль в бактериальной клетке осуществляют ДНК нуклеоида и ДНК плазмид. Передача генетического материала осуществляется по наследству (вертикально) от материнской клетки дочерним при бинарном делении, а также между отдельными особями в бактериальной популяции (горизонтально). Основными механизмами генотипической изменчивости бактерий являются мутации и рекомбинации. Мутации являются следствием изменений в первичной структуре ДНК бактериальной клетки, бывают спонтанными и инцуцированными. Рекомбинации включают перенос генетического материала от клетки-донора клетке-реципиенту. В зависимости от механизма рекомбинаций выделяют: конъюгацию – передачу генетической информации от клетки-донора (F+) клетке-реципиенту (F-) через конъюгативный канал; трансформацию – активное включение донорского генетического материала клеткой-реципиентом из субстрата; трансдукцию – перенос генетического материала от донора реципиенту с помощью бактериофага. Изучение генетического аппарата микроорганизмов, форм и механизмов генетической изменчивости определило развитие прикладной науки – генной инженерии, основными задачами которой на современном этапе являются: создание новых вакцин, производство гормональных и ферментных препаратов, разработка современных молекулярно-генетических методов диагностики. В основе методов молекулярной гибридизации (ДНК-зонд, полимеразная цепная реакция (ПЦР) и др.) лежит способность однонитчатой ДНК (зонд, праймер) достраиваться и взаимодействовать по принципу комплементарности с ДНК искомого возбудителя при ее наличии в исследуемом материале.
6.Рекомендуемая литература:
1. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник для студентов медвузов / Под ред. . – 2-ое изд. М.: . инф. агентство», 20006. – 704с.
2. Борисов микробиология, вирусология, иммунология. МИА. Москва, 20001, 723с.
3. , Бабичев микробиология, иммунология, вирусология. Спб., 1998.
4. Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / Под ред. – М.: Медицина, 2002, 340с.
5. Медицинская микробиология (Вопросы. Ответы. Схемы) / Под ред. – М.: Медицина, 2004,
7. Самостоятельная работа студентов к занятию.
Работа 1
Цель: Изучить плазмидные признаки бактерий на примере антилизоцимной активности (АЛА).
Задача. У кишечных палочек, выделенных из организма человека и из водопроводной воды (в условиях эксперимента после 2-х недельного инкубирования) было определено наличие антилизоцимной активности. Оцените полученные данные. Ответьте на поставленные вопросы.
Методика. Для определения бактерий с АЛА-признаком в плотную питательную среду добавляют необходимое количество лизоцима, затем на поверхность засевают в виде бляшек исследуемые бактерии, а через сутки после обработки хлороформом наносят второй слой агара с тест-штаммом микрококка, чувствительного к лизоциму. Учет проводят по росту микрококка над культурами, инактивировавшими лизоцим.
Протокол исследования:
Цель…
Исследуемый материал | Количество АЛА+ культур | Рисунок с обозначениями |
1. | ||
2. |
Вывод: (Ответить на вопросы: Почему у штаммов кишечных палочек из водопроводной воды отсутствует АЛА - признак?)
Работа 2
Цель: Воспроизвести явление трансформации.
Методика.
1. Для воспроизведения явления трансформации берут штаммы стафилококка, чувствительного (культура-реципиент) и устойчивого (культура-донор) к стрептомицину.
2. Культура-донор помещается в специальный лизирующий буфер для выделения чистой ДНК.
3. Культуру - реципиент помещают в буферный раствор с выделенной ДНК и инкубируют в термостате в течение суток.
4. Проводят высевы на селективные среды, содержащие стрептомицин из контрольных и опытной пробирок.
5. Посевы инкубируют в течение суток в термостате.
Схема опыта.
1 2
1.Культура - реципиент
2.ДНК культуры-донора
Среда со стрептомицином
контроль 1 опыт контроль 2
Протокол исследования.
Цель…
Ингредиенты | Наличие роста на среде со стрептомицином |
Контроль1 | |
Контроль 2 | |
Опыт |
Вывод. (Ответить на вопросы: Объясните результат опыта. Какое практическое значение для медицины имеет данный механизм генетической изменчивости бактерий?)
ПИСЬМЕННЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
ВО ВНЕУЧЕБНОЕ ВРЕМЯ
В тетради для практических занятий составить и заполнить таблицу
Таблица. Формы генетической изменчивости бактерий.
Определяющий фактор изменчивости | Формы генетической изменчивости бактерий. |
УФЛ, гамма-излучение | |
F-плазмида | |
Бактериофаг | |
Питательная среда с фрагментами ДНК бактерий. |
