Файл: мед.микробиология 1 часть каз.doc

Трансдукция .Трансдукция - бактерия ДНҚ - ның әлсіз бактериофаг арқылы берілуін айтады. Бұл процесті 1951 – жылы Н. Циндер мен Дж. Ледерберг ашқан. Фаг бактерия ішінде репликацияланып жатқан кезде бактерия ДНҚ –ның фрагменті фагқа еніп фагтық инфекция кезінде реципиентті бактерияға беріледі. Трансдукцияның екі типі болады: жалпы трансдукция – бактерияфаг бактерия хромосомасының кез келген бөлігін тасымалдайды; спецификалық трансдукция – фаг ДНҚ – лы бактерия хромосомасына профаг түзіп интеграцияланғанда атқарылады.

Трансформация.Трансформация феноменін алғаш 1928 жылы Ф. Гриффитс пневмококктың капсуласыз R– штамының (Streptococcus pneumoniae) S – формалы капсулалы штаммға айналуын байқаған. Гриффитс тышқандарға бір уақытта авирулентті R– жасушалар және қыздырып өлтірілген S – жасушалардың аз мөлшерін енгізген. R– жасушалар капсулалық заты S II – типіне жататын – штаммға тән, ал қыздырып өлтірілген S – штамдар S III типіне тән. Өлген тышқандардың қанынан S III типті вирулентті капсулалы пневмококтар бөлінген.Трансформациялық фактордың табиғатын 1944 жылы О. Эвери, К. Мак – Леод, М. Мак – Картилар дәлелдеген. Олар ДНҚ капсулалық пневмококктардан капсуласыз пневмококктарға капсуланы трансформациялайтынын көрсетті. Осы жол арқылы генетикалық ақпаратты ДНҚ ғана тасымалдыушы екенін дәлелдеді.

Трансформациялық белсенділікке тек екі жіпшелі жоғары спиральданған ДНҚ молекуласы ғана ие.Ол реципиент – жасушаға ДНҚ – ның бір жіпшесі ғана енеді, ал екіншісі жасуша мембранасында энергия жұмсап деградацияланып жатады. Рекомбинация бір жіпшеде жүреді, нәтижесінде гетеродуплексті молекула түзіледі, бір жібі реципиент генотипі, екіншісі рекомбинантты генотип. Рекомбинантты трансформанттар тек репликациялық циклден кейін ғана түзіледі.

4.2.6. Вирустар генетикасының ерекшеліктері.

Вирустық геномның құрылысындағы ерекшеліктерге тұқымқуалаушылық ақпарат вирустың түріне байланысты ДНҚ – ға да РНҚ – ға да жазыла беретіні жатады.

Вирустардың мутациясы вирустың нуклейн қышқылының репликациясы кезінде, немесе бактериялардағы сияқты сыртқы орта факторларының және мутагендердің әсерінен спонтанды пайда болуы мүмкін.

Вирустық геномның фенотиптік мутациясы антигендік құрылымда, сезімтал жасушада өнімді инфекция қоздыруға қабілетсіздікпен, өнімді циклдың температураға сезімталдылығымен, сонымен бірге агарлы жабынды астында жасуша дақылдарындағы вирустар түзетін таңдақтарының пішінінің және мөлшерінің өзгеруімен көрінеді.

Вирустардың қасиеттері сезімтал жасушаларды бір мезгілде бірнеше вируспен жұқтырғанда өзгеруі мүмкін. Бұндай жағдайдағы өзгеріс материалдар арасында әр вирусқа тән нуклеин қышқылдарының алмасуы (генетикалық рекомбинация және генетикалык реактивация) кезінде немесе генетикалық материалдың алмасуынан болмайтын процестер нәтижесінде (комплементация және фенотиптік араласу) болуы мүмкін.

Генетикалық рекомбинация, көбінде ДНҚ – лы вирустарда жиі кездеседі. РНҚ – лы вирустардың ішінде ол жағдай фрагменттелген геномы барларда, мысалы тұмау вирусында кездеседі. Рекомбинация кезінде геномның гомологиялық аймақтарымен алмасу жүреді.

Генетикалық реактивация, әр түрлі гендерде мутациясы бар туыс вирустар геномдары арасында байқалады. Генетикалық материалды қайта бөлу нәтижесінде толық бүршікті геном қалыптасады.

Комплементация, жасушаға жұғатын екі вирустың біреуі мутация салдарынан қызмет атқармайтын ақуыз синтездеген жағдайда кездеседі. Мутантсыз вирус толық ақуыз синтездей отырып мутантты вирустағы жетіспеушілікті толықтырады.

Фенотиптік араласу, сезімтал жасуша екі вируспен аралас жұқтырылғанда ұрпағының біразы екі вирусқа да тән фенотиптік қасиеттер алады,ол кезде генотип өзгермейді.

4.3. Жұқпалы ауруларға диагноз қоюдың генетикалық әдістері

Рестрикционды талдау. Бұл әдіс рестриктаза деп аталатын ферменттің қолданылуына байланысты негізделген. Рестриктазалар – эндонуклеазалар, олар ДНҚ молекуласының фосфатты байланыстарын бос жерлерде емес, белгілі бір нуклеотидтердің тіркестіктерін де үзе отырып ыдыратады. Молекулалық генетиканың әдістері үшін негізгі орынды рестриктаза алады, олар орталық симметриялы және симметрияның орталық осінен екі жаққа бірдей оқитын қабілеті бар тіркестіктерді таниды.

ДНҚ – ның үзілген нүктесі симметрияның осімен сәйкес келуі мүмкін, немесе оған сәйкес жылжытылуы мүмкін.

Қазіргі кезде әр түрлі бактериялардан 175 – ке жуық бірнеше рестриктазалар бөлінген және тазартылған.

Егер белгілі микробтан бөлінген ДНҚ – ны белгілі бір рестриктазамен өңдесе, ол ДНҚ фрагменттерінің белгіленген қатаң айқын мөлшерінің түзілуіне әкеледі.

Әр типтің фрагменттерінің мөлшерін электрофорез бойынша агарлы гельде анықтауға болады: ұсақ фрагменттер ірілерге қарағанда гелде жылдам байқалады, сонымен бірге олардың өсу ұзақтығы да ұзынырақ келеді. Гельді бромды этидимен бояп УК – сәулемен суретке түсіреді.Осындай тәсілмен микробтың бір түрінің рестрикциялық картасын алуға болады.

Әр түрлі штаммдардан бөлінген ДНҚ рестрикциясының карталарын салыстыру арқылы гентикалық туыстастықты ажыратуға, мутацияға ұшыраған аймақтарды табуға болады.

Бұл тәсіл сонымен бірге нуклеотидті жұптың тіркестігін анықтайтын әдістің бастамасы ретінде және молекулалық гибридизация әдісінде қолданылады.

4.4. Жұқпалы ауруларға диагноз қоюда гендік әдістерді қолдану

Полимераздық тізбектік реакция (ПТР). ПТР зерттеу затынан (су, азық-түлік, науқастан алынған зерттеу заты, т.б.) таза дақыл бөліп алмай, ондағы микроб ДНҚ-лын табу арқылы микробты анықтауға мүмкіндік береді.

Бұл реакцияны жүргізу үшін зерттеу затынан берілген микроб геніне спецификалы болып келетін ДНҚ-лын бөліп алады. Генді табу оны жинақтау арқылы іске асырылады. Ол үшін бастапқы геннің ДНҚ-ның 3- ұшына комплементарлы праймерлер болуы қажет. Геннің жинақталуы (амплификациясы) келесі жолмен жүргізіледі. Зерттеу затынан бөлініп алынған ДНҚ –н жылытады. Жылыту барысында ДНҚ 2 жіпшеге ажырайды. Праймерлерді қосады. ДНҚ мен праймерлер қоспасын суытады. Осы кезде іздеп отырған ген ДНҚ –лы қоспада бар болса праймерлер оның комплементарлы бөлімдерімен байланысады. Содан соң ДНҚ мен праймер қоспасына ДНҚ-полимераза мен нуклеотидтерді қосады. ДНҚ-полимеразаның іске қосылуына оптимальды температура қажет. Міне осындай жағдайларда ДНҚ генімен праймерлер комплементарлы болса, нуклеотидтер праймердің 3-ұшына қосылып, нәтижесінде геннің 2 көшірмесі синтезделеді. Бұдан кейін цикл қайталанады, осы кезде геннің ДНҚ-ның саны әр жолы екі есеге көбейіп отырады (12 - сурет). Реакция арнайы құрал – амплификаторларда жүргізіледі. ПТР-ны вирустық және бактериальдық инфекцияларды диагноз қоюда қолданады.

5 ТАРАУ. Микробтарға қарсы қолданылатын препараттар

5.1. Микробқа қарсы препараттар

Антисептика, стерилизация, дезинфекция, химиотерапия сияқты әртүрлі тәсілдермен (шаралар кешені) микробтардың өсуін тежеуге немесе тоқтатуға болады. Бұл шараларды іске асыру үшін қолданылатын химиялық заттар – стерильдеуші агенттер, дезинфектанттар, антисептиктер және микробқа қарсы химиопрепараттар деп аталады.Микробтарға қарсы химиялық заттар екі топқа бөлінеді: (1) таңдамалы әсері жоқ –көптеген микробтарға өлтіруші әсер етеді (антисептиктер және дезинфектанттар), бірақ макроорганизм жасушаларына улы әсер етеді, және (2) таңдамалы әсері бар (химиотерапевтік заттар).

5.2. Химиотерапевтік препараттар

Микробтарға қарсы химиотерапевтік дәрілік заттар жұқпалы аурулар кезінде этиотропты емдеу үшін (яғни ауру себебі микроб болғанда ), және жұқпаны алдын-алу үшін қолданылатын(сирек және аса сақтықпенпен!) химиялық препараттар

Химиопрепараттарды организм ішіне енгізетіндіктен , олар адам және жануарларға уыттылығы жоқ және жұқпа қоздырғыштарына жоюшы әсер ететін, яғни таңдамалы әсері болуы керек.

Таңдамалы әсер(«селективті уыттылық»)-неміс иммунохимигі, Нобель премиясының лауреаты Пауль Эрлих ұсынған термин, ол иесінің организмінің жасушалары мен паразиттерге химиопрепараттың уыттылығының әртүрлі дәрежесімен сипатталады. Таңдамалылық болу үшін – микробқа қарсы препарат макроорганизм жасушасында кездеспейтін микробта болатын нысанаға әсер етуі керек. Мұндай нысаналарды прокариоттар (бактериялар) үшін таңдау жеңіл, өйткені иесінің жасушасынан олардың айырмашылығы эукариотты микробтарға (саңырауқұлақ, қарапайымдар) қарағанда көп болады. Өзіндік метаболизмі және жасушалық құрылымы болмағандықтан вирустар иесінің жасушаларынан ерекшеленеді.Вирустар облигатты жасушаішілік паразиттер болғандықтан , вирусқа қарсы препараттар өзінің әсерін жасуша ішіне еніп , оған зиянын тигізбей әсер ету керек, сондықтан бұл препараттардың нысаналарды таңдауы өте күрделі.

Қазіргі кезде антимикробтық белсенділігі бар мыңдаған химиялық қосылыстар белгілі, бірақ оның бірнеше ондығы ғана химиотерапевтік заттар ретінде қолданылады.

Химиотерапевтік препараттардың қандай микробтарға әсер ететіндігін олардың белсенділік спектрі анықтайды:

• микроорганизмдердің жасушалық түрлеріне әсер ететіндер (антибактериалды, саңырауқұлаққа қарсы, қарапайымдарға қарсы). Антибактериалдылар өз кезегінде әсер етуіне қарай кең және тар спектрлі деп бөлінеді. Тар спектрлілер - әртүрлігі аз мөлшерде тек грам оң немесе грам теріс бактерияларға белсенді, ал кең спектрлілер – екі топтың да әртүрлі өкілдерінің көпшілігіне әсер ететін препараттар.

• вирустарға қарсы химиопрепараттар.

Сонымен қатар ісікке қарсы белсенділігі бар антимикробты химиотерапевтік дәрілік заттар бар.

Әсер ету типі бойынша химиопрепараттар бөлінеді:

• «Микробоцидті» (бактерицидті, фунгицидті және т.с.с.), қайтымсыз зақымдау арқылы микробтарға жоюшы әсер ету;

• «Микробостатиккалық» , яғни микробтардың өсуі мен көбеюін тежеу.

Антимикробты химиотерапевтік заттарға келесі препараттардың топтары жатады:

• Антибиотиктер - микроорганизмдердің жасушалық түрлеріне және кейбір ісікке қарсы әсер етеді.

• Әртүрлі химиялық құрылымды синтетикалық химиопрепараттар (олардың арасында микробтардың жасушалық және жасушадан тыс түрлеріне әсер ететіндері бар)

5.3. Антибиотиктер

1871-1872 ж.ж. Ресей ғалымдары В.А.Манассеин және А.Г.Полотебнов залалды жараға көгерткіш саңырауқұлақты таңу арқылы емнің тиімділігін байқаған. Л.Пастердің (1887) байқауы бойынша, микробтар әлемінде – антагонизм кең тараған көрініс екені дәлелденді, бірақ оның табиғаты түсініксіз болды. 1928-1929 ж.ж. А.Флеминг стафилококтың өсуін тежейтін химиялық зат бөлетін көгерткіш саңырауқұлағының штамы – пеницилланы (Penicillium notatum ) ашты. Бұл зат «пенициллин» деп аталды. 1940ж. Х. Флори мен Э.Чейн клиникада кең қолданыс тапқан , алғашқы рет тазартылған тұрақты препарат пенициллинді алды. 1945 ж. А.Флеминг,Х.Флори және Э.Чейн Нобель сыйлығына ие болды. Антибиотиктерді зерттеуде З.В. Ермольева және Г.Ф.Гаузе ұлкен үлес қосты. « Антибиотик » деген термин (грек тілінде anti - қарсы, bios-өмір) 1942 ж. С.Ваксман аз концентрацияда басқа бактериялардың өсуін тежейтін және микроорганизмдермен өндірілетін табиғи заттарды белгілеуді ұсынды.

Антибиотиктер – бүл биологиялық туындылы (табиғи ) химиялық қосылыстардан, с.б. олардың жартылай синтетикалық және синтетикалық аналогтарынан дайындалған химиотерапевтік препараттар, олар аз концентрацияда микроорганизмдер мен ісіктерге жоюшы немесе таңдамалы зақымдаушы әсер етеді.

5.3.1. Антибиотиктерді өндіру көздері және алу тәсілдері

Табиғи антибиотиктерді негізгі өндірушілер өзінің табиғи ортасында (негізінен топырақта) орналасып, тіршілігін сақтау үшін антибиотиктер өндіретін микроорганизмдер болып табылады. Жануарлар мен өсімдік жасушалары селективті антимикробтық әсері бар (мысалы , фитонцидтер) заттар өндіре алады, бірақ олар медицинада антибиотиктер өндіруші ретінде кең қолданылмады.

Сонымен табиғи және жартылай синтетикалық антибиотиктер алу көздері болып табылады:

• Актиномицеттер (әсіресе стрептомицеттер) – бұтақталған бактериялар. Олар табиғи антибиотиктердің (80%) көпшілігін өндіреді.

• Көгерткіш саңырауқұлақтар – табиғи бета-лактамдарды (Cephalosporium және Penicillium туыстастығының саңырауқұлақтары) және фузидиев қышқылын синтездейді.

• Кәдімгі бактериялар – мысалы, эубактериялар, бациллалар, псевдомонадалар антибактериалды әсері бар бацитрицин, полимиксиндер және т.б. заттар өндіреді.

Антибиотиктерді алудың негізгі 3 тәсілі бар:

• биологиялық синтез арқылы (продуцент микробтарды қолайлы жағдайда дақылдандырғанда, олар өздерінің тіршілік барысында антибиотиктер өндіреді, осылай табиғи антибиотиктерді алады).

• соңынан химиялық модификациялау арқылы (биосинтез жолымен жартылай синтетикалық антибиотиктер алу). Алдымен биосинтез жолымен табиғи антибиотиктерді алады, содан соң оның бастапқы молекуласын химиялық модификация жолымен түрін өзгертеді, мысалы белгілі радикалдарды қосқан кезде препараттың микробқа қарсы және фармакологиялық сипаты жақсарады;

• химиялық синтез арқылы (табиғи антибиотиктердің синтетикалық аналогтарын алады, мысалы хлорамфеникол (левомицетин). Бұл заттардың құрылымы табиғи антибиотиктермен бірдей, бірақ олардың молекуласы химиялық жолмен синтезделеді.

Химиялық құрылымы бойынша антибиотиктерді жіктеу.

Антибиотиктер химиялық құрылымы бойынша тұқымдастықтарға (кластарға) топтастырылған:

• бета-лактамдар (пенициллиндер, цефалоспориндер, карбапенемдер, монобактамдар)

• гликопептидтер

• аминогликозидтер

• тетрациклиндер

• макролидтер

• линкозамидтер

• левомицетин (хлорамфеникол)

• рифампициндер

• полипептидтер

• полиендер

• әртүрлі антибиотиктер (фузидий қышқылы, фузафунжин және т.б. )

Бета-лактамдар. Молекула негізін бета лактамды сақина құрайды, ол бұзылғанда препарат өзінің белсенділігін жояды , әсер ету типі-бактерицидті . Бұл топтың антибиотиктеріне пенициллиндер, цефалоспориндер, карбапенемдер және монобактамдар жатады.

Пенициллиндер. Табиғи препарат – бензилпенициллин (пенициллин G)-грамоң бактерияларға қарсы белсенді, бірақ көптеген кемшіліктері бар: ағзаднан тез шығарылады, асқазанның қышқыл ортасында тез бұзылады, бактерия ферменттерімен – пенициллиназамен бета-лактамды сақина бұзылып белсенділігін жояды. Табиғи пенициллан қышқылына - әртүрлі радикалдарды қосу жолымен алынған жартылай синтетикалық пенициллиннің табиғи препаратқа қарағанда артықшылығы бар, әсер ету спектрі кең, олар:

• депо-препараттар (бициллин), әсері 4 аптаға дейін (бұлшықетте қор түзеді), мерезді емдеуге, ревматизмнің рецидивін алдын алуға қолданылады;

• қышқылға төзімді (феноксиметилпенициллин), пероралды жолмен қабылдау үшін пайдаланылады;

• пенициллиназаға төзімді (метициллин, оксациллин),бірақ олар кейде тар спектрлі әсер етеді;

• кең спектрлі (амоксициллин, ампициллин);

• көкірің таяқшасына қарсы (карбоксипенициллиндер - карбенициллин, урейдопенициллиндер-пиперациллин, азиоциллин);

• комбинирленген (амоксициллин+клавуланды қышқыл, ампициллин+сульбактам). Бұл препараттардың құрамында бета лактамаза ферментінің ингибиторлары бар (клавулан қышықылы және т.б. ), олардың молекуласы бета-лактамды сақинадан тұрады; оның микробқа қарсы белсенділігі төмен, бірақ бұл ферменттермен жеңіл байланысып,антибиотик молекуласын бұзылудан сақтайды.