Экзаменационный билет №25. 1. Структура бактериальной клетки

1. Структура бактериальной клетки. L-формы бактерий.

2. Свойство микробов - патогенность и вирулентность. Степень вирулентности.

3. Генетический аппарат клетки (ген, ДНК, хромосомы).

Задача

У матери и у отца 3 группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?

I^{В -} III группа

I⁰ I группа

Ответ:

I^{В -} III группа – 50%

I⁰ I группа – 50%

1. Структура бактериальной клетки. L-формы бактерий.

Бактериальная клетка состоит из:

- клеточной стенки;

- цитоплазматической мембраны;

- цитоплазмы;

- ядерного аппарата;

- включений.

В клетке также могут быть:

- мезосомы – выросты цитоплазматической мембраны;

- хроматофоры – светочувствительные глазки;

- тилакоиды – компоненты, которые осуществляют хемо- и фотосинтез;

- вакуоли – включения полисахаридов, жирных капель.

Также могут иметься следующие структуры:

- капсула – слизистая оболочка;

- жгутики – для передвижения;

- пили – ворсинка из белка пилина.

Клеточная стенка – это оболочка снаружи цитоплазматической мембраны. Она защищает клетку, придает ей форму, обладает избирательностью. По клеточной стенке с помощью специальных красителей бактерий разделяют на Гр⁺ (с толстой стенкой) и Гр ^– (с тонкой).

Цитоплазма – это прозрачное вязкое вещество, в котором находятся все клеточные структуры.

Ядерный аппарат представлен нуклеотидом в виде ДНК замкнутой в кольцо и плотно уложенная в клубок.

К другим органоидам клетки относятся: митохондрии, рибосомы, лизосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть.

L-формы бактерий образуются при нарушении клеточной стенки. Могут образовываться от воздействия на клетку антибиотиками. Из-за нарушенной клеточной стенки изменяются и свойства бактериальной клетки.

2. Свойство микробов - патогенность и вирулентность. Степень вирулентности.

Для того, чтобы вызвать инфекционный процесс, возбудитель должен обладать патогенностью.

Патогенность – это видовой признак, который проявляется в макроорганизме и характеризуется специфичностью, т.е. способностью вызывать определенное инфекционное заболевание.

Патогенность зависит от факторов и подвержена большим колебаниям в различных условиях.

Вирулентность – это степень патогенности микроба. Это динамическое индивидуальное свойство данного штамма вызывать инфекционный процесс.

По этому признаку все штаммы микроба данного вида могут быть подразделены на высоко-, умеренно-, слабо- и авирулентные. О вирулентности патогенных микробов в лабораторных условиях судят по величине летальной и инфицирующей дозы для экспериментальных животных.

Под действием физических, химических, биологических факторов возможно изменение вирулентности: ослабление или усиление. Снижение вирулентности может происходить при длительном пассировании культур на питательных средах или через организм маловосприимчивых животных. Полная утрата вирулентности связана с изменением генотипа. Повышение вирулентности наблюдается в процессе пассирования культуры через высоковосприимчивых животных, при мутациях, рекомбинациях.

3. Генетический аппарат клетки (ген, ДНК, хромосомы).

Вся информация о признаках, присущих организму, сосредоточена в его генетическом аппарате. Он обеспечивает сохранение и воспроизведение этих признаков в процессе размножения организма, так как возникающие дочерние особи обнаруживают в большинстве случаев полное сходство с родительскими формами. Это говорит о том, что генетический аппарат обладает высокой стабильностью и точностью механизмов, обеспечивающих его функционирование.

Генетический материал любой клетки представлен ДНК, информационные свойства которой определяются специфической последовательностью четырех нуклеотидов в полинуклеотидной цепи.

ДНК - это полимер, мономером которого является дезоксирибонуклеотиды. Модель предложена в 1953 году Уотсоном и Криком. Молекула ДНК образована двумя полинуклеотидными цепями, закрученными друг около друга вокруг своей оси. Диаметр спирали равна 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов. Суммарная длина ДНК ядра равна 2 м.

Мономер ДНК - нуклеотид - состоит из:

- азотистого основания (пуриновые и перимидиновые)

- 5-углеродного сахара (пептозы)

- остатка фосфорной кислоты

Перимидиновые азотистые основания в составе своей молекулы имеют одно кольцо - тимин (Т) и цитозин (Ц), пуриновые - два кольца: аденин (А) и гуанин (Г).

Полинуклеотидная цепь образуется в результате конденсации нуклеотидов с образованием фосфорэфирной связи: против одной цепи нуклеотидов располагается вторая. Расположение неслучайно, а строго определенное: против А – Т, Г- Ц

Между А и Т возникают две водородные связи, Г и Ц - три связи.

Принцип соединения - комплементарный (правило Чаргафа).

Цепи ДНК - антипараллельны (разнонаправленные). Молекулы сравнивают с винтовой лестницей: «перила» - сахарофосфатный остов, «ступени» - комлементарные азотистые основания.

Большая длина молекулы ДНК дает возможность «записать» на ней все основные свойства будущего организма и программу его развития. Такая «запись» осуществляется с помощью специального «нуклеинового языка», или генетического кода - это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в ДНК и и-РНК. На такой нуклеиновой «ленте» можно выделить отдельные самостоятельные участки, включающие в себя описание программы развития одного признака. Их называют генами. Ген - отрезок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка.

Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет собой программу развития многих признаков и свойств организма. Совокупность генов называется генотипом.

Генетический код свойственен всем живым организмам одинаково.

ДНК для кодирования используется 4 нуклеотида: А, Т, Г и Ц

Генетический код состоит из 3х нуклеотидов и кодирует 1 аминокислоту. Обладает определенными свойствами:

- код триплетен (каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью 3х нуклеотидов, называемых «триплетами» или «кодонами»)

- вырожденность (избыточность). Каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном, исключением является метионин и триптофан

- код однозначен (специфичен) - определенный кодон соответствует только одной аминокислоте

- непрерывность - внутри гена нет «знаков препинания», т.е. информация считывается непрерывно

- универсален - код един для всех живых организмов

- между генами имеются «знаки препинания»: для того, чтобы обозначить окончание синтеза и-РНК в генетическом коде существуют 3 специальных триплета: УАА, УАГ и УГА - каждый из которых обозначает прекращение синтеза одной полипептидной цепи. Они находятся в конце каждого гена.

Объединяясь с особыми белками и некоторыми другими веществами, молекулы ДНК образуют в ядре специальные образования — так называемые хромосомы.

Число хромосом и их форма строго постоянны для каждого вида растительных и животных организмов. У человека в ядрах его соматических клеток содержится 46 хромосом, а в ядрах половых клеток их число вдвое меньше — 23. Однако в процессе оплодотворения, когда происходит слияние женской половой клетки (яйцеклетка) с мужской (сперматозоид), хромосом вновь становится 46. Такой двойной набор хромосом называют диплоидным, а одинарный набор хромосом половых клеток — гаплоидным.

Все 46 хромосом можно разбить на 23 пары, из них 22 относительно близки по форме и генному составу. Эти хромосомы называют гомологичными (от греч. гомология — согласие). 23-я пара — половые хромосомы X и Y. Абсолютного сходства между гомологичными хромосомами нет. В каждой гомологичной хромосоме всегда содержится большое число генов, контролирующих развитие различных признаков. Например, в одной хромосоме может находиться ген, обеспечивающий карий цвет глаз, а в другой — голубой.

Эти маленькие отличия в генном составе гомологичных хромосом имеют большое значение и лежат в основе изменчивости организмов — свойства потомства отличаться рядом признаков от своих родителей. Действительно, в процессе образования половых клеток гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки, а в результате оплодотворения они объединяются в новые пары. Но теперь одна гомологичная хромосома — отцовская, а другая— материнская.