1)ИЗМЕНЧИВОСТЬ БАКТЕРИЙМожет быть ненаследуемой (модификационной) и генотипической(мутации, рекомбинации).
ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ БАКТЕРИЙ
Мутации ? это изменения в первичной структуре ДНК, которыевыражаются в наследственно закрепленной утрате или изменении какого-либо признака. Одновременно у бактерий имеются различные механизмырепарации мутаций, в том числе с использованием ферментов ?эндонуклеаз, лигаз, ДНК-полимеразы.Генетические рекомбинацииТрансформация — форма генетической изменчивости, при которойбактерия-реципиент поглощает из внешней среды трофическим путемфрагменты ДНК бактерии-донора. Это приводит к образованиюрекомбинантных бактерий, обладающих некоторыми свойствамидонорских клеток.Процесс трансформации бактерий можно подразделить на несколько фаз:
- адсорбция ДНК-донора на клетке-реципиенте;
- проникновение ДНК внутрь клетки-реципиента;
- соединение ДНК с гомологичным участком хромосомы реципиента споследующей рекомбинацией.
Эффективность трансформации зависит от степени гомологичности ДНКдонора и реципиента. Чем выше гомологичность, тем эффективнееспаривание, и тем больше образуется рекомбинантных бактерий.Межвидовая трансформация происходит гораздо реже, чем внутривидовая.Трансдукция ? перенос генетического материала от клетки-донора кклетке-реципиенту с помощью умеренного бактериофага. Фагпереносит небольшой фрагмент ДНК бактерии-донора. В результатетрансдукции бактерия-реципиент приобретает новые фенотипическиепризнаки: ферментативные свойства, устойчивость к антибиотикам,вредным воздействиям окружающей среды, вирулентность и др. Привыходе бактериофага из клетки фрагмент донорской трансдуцированнойДНК остается в хромосоме клетки-реципиента, а следовательно,сохраняются и новые фенотипические признаки. Бактериофаг притрансдукции выполняет только транспортную функцию.Типы трансдукций1. Неспецифическая трансдукция. В процессе репродукции фага в моментсборки фаговых частиц в их головку вместе с фаговой ДНК можетпроникнуть какой-либо фрагмент ДНК бактерии-донора. В клеткиреципиентного штамма могут быть перенесены любые гены донора.Принесенный фагом фрагмент ДНК бактерии-донора способен включатьсяв гомологическую область ДНК клетки-реципиента путем рекомбинации.Фаги являются только переносчиком генетического материала от однихбактерий к другим. Фаговая ДНК не участвует в образованиирекомбинантов.2. Специфическая трансдукция осуществляется фагами, обладающимиизбирательной локализацией на хромосоме бактерий. Образованиетрансдуцирующего фага происходит путем выщепления профага избактериальной хромосомы вместе с генами, расположенными нахромосоме клетки-донора рядом с профагом. При взаимодействиитрансдуцирующих фагов с клетками реципиентного штамма происходитвключение гена бактерии-донора вместе с ДНК дефектного фага вхромосому бактерии-реципиента.3. Абортивная трансдукция. Принесенный трансдуцируемый фагомфрагмент ДНК донора не включается в хромосому клетки-реципиента, аостается в ее цитоплазме и в таком виде способен поддерживаться ипроявляться фенотипически.
Во время деления бактериальной клетки трансдуцированный фрагментДНК может передаваться только одной из двух дочерних клеток, т.е.наследоваться однолинейно и в конечном итоге утрачиваться в потомстве.Конъюгация ? однонаправленная передача генетической информации врезультате непосредственного контакта между донорной и реципиентнойклетками.Необходимым условием для конъюгации является наличие у бактерии-донора F-плазмиды (полового фактоpa), которая контролирует синтезполовых ворсинок (sex-pili). Бактерии, имеющие F-плазмиду, называютсямужскими (F+) клетками. Женские (F-) клетки не имеют этой плазмиды.Процесс конъюгации между F+ и F- клетками имеет следующие стадии:1) установление контакта между донором и реципиентом с помощьюполовых ворсинок;2) прохождение генетического материала через канал половойворсинки от донора к реципиенту;3) рекомбинация между донорской и реципиентной ДНК.
3)Противовирусный иммунитет
Вирусы проникают в организм через кожу или слизистые оболочки. Многие из них непосредственно поражают слизистые оболочки дыхательного и желудочно-кишечного трактов: риновирусы, коронавирусы, вирусы парагриппа, респираторно-синцитиальный вирус, ротавирусы. Другие, размножаясь в слизистой оболочке, затем быстро распространяются по крови, лимфе, нейронам: пикорнавирусы, вирусы кори, паротита, простого герпеса, гепатитов и др. Некоторые – путем переноса насекомыми и другими способами попадают в кровь и органы: альфавирусы, флавивирусы, буньявирусы и др.Противовирусный иммунитет – состояние устойчивости организма к патогенному вирусу, осуществляемое системой иммунитета. Однако кроме системы иммунитета невосприимчивость к инфекции зависит от неиммунитетных факторов.
Врожденная резистентность и иммунитетРезистентность и иммунитет к вирусам зависят от комплекса причин и факторов. Существует генетически обусловленная, врожденная, неспецифическая резистентность к вирусной инфекции у одних видов по сравнению с другими видами. Животные не восприимчивы ко многим инфекциям людей и, наоборот, человек не болеет чумой собак, а последние – гриппом, ВИЧ-инфекцией, другими инфекциями человека. Такая резистентность – обычно результат отсутствия условий у данного вида для паразитирования конкретного вируса. Часто она зависит от того, что на клетках этого вида не экспрессируются рецепторы, связывающие вирус. Например, для проникновения ВИЧ-вируса в клетку нужна молекула-рецептор CD4, связывающая его gр120, а также необходим корецептор CCR5. Вирус Эпштейн-Барр связывается с CD21 (CR2 рецептор комплемента), вирус кори – с CD46, широко представленной на лейкоцитах и других тканях, и т.д. Поэтому, вирусы тропны (обладают сродством) к клеткам и тканям, несущим к ним рецепторы: вирусы гепатита к клеткам печени – гепатоцитам, вирусы гриппа к эпителию верхних дыхательных путей, ВИЧ к Т-хелперам и т.д.
Кожа служит защитным барьером против большинства вирусов и они могут проникнуть в организм только при ее повреждении. То же самое относится к слизистым оболочкам, где на пути вирусов имеется слизь с вироцидными и вируссвязывающими факторами, которая удаляется вместе с ними. Ферменты слизи, протеазы, кислая среда желудочно-кишечного сока, желчь разрушают многие вирусы. Вирусы могут удаляться и выделяться всеми органами выделения: почками с мочой, печенью с желчью, секретами экскреторных желез, как в результате повреждения клеток, так и из-за повышения проницаемости эпителия.На эпителии слизистых оболочек имеются фагоциты (макрофаги и нейтрофилы), которые могут нейтрализовать вирусы, хотя сами могут служить для них мишенью, особенно когда они предварительно не активированы и находятся в покое. Дефензины эпителия и нейтрофилов разрушают многие вирусы.Нейтрализовать вирусы могут ЕК-клетки. Наиболее эффективны активированные (например, интерфероном) ЕК, которые появляются обычно через двое суток после проникновения вируса. ЕК разрушают клетки, пораженные вирусом, которые теряют антигены HLA I класса и поэтому становятся «чужими».Комплемент, активированный вирионом по классическому или альтернативному пути, может повреждать его суперкапсид. Этот процесс более эффективен, если вирусные оболочки покрыты антителами и комплемент активируется образовавшимся комплексом антиген-антитело.Интерфероны, которые могут содержаться в секрете в значительном количестве, стимулируют резистентность клеток к вирусам.Альфа-интерферон и омега-интерферон обладают противовирусным и антипролиферативным, противоопухолевым действием. Гамма-интерферон усиливает синтез HLA-антигенов клетками, что приводит к ускорению процессов распознавания и переработки антигенов, активирует естественные киллеры, Т- и В-лимфоциты, антителогенез, адгезию лейкоцитов и моноцитов, фагоцитоз, внеклеточную и внутриклеточную вироцидность лейкоцитов, усиливает экспрессию Fc-рецепторов на моноцитах/макрофагах и поэтому связывание ими антител.Интерфероны блокируют репликацию вирусов в клетках. Они вырабатываются клетками, инфицированными вирусом, а также послестимуляции клеток лекарствами-интерфероногенами или вакцинами. Интерфероны видоспецифичны: человеческие не влияют на инфекции животных и наоборот. При стимуляции лейкоцитов вирусными и другими антигенами они выделяются в значительном количестве. Интерфероны-препараты применяют для лечения гепатитов, опухолей и других заболеваний.Интерфероны не блокируют проникновение вируса в клетку и их противовирусный эффект является опосредованным через изменение клеточного метаболизма.Сильным специфическим защитным фактором слизистых оболочек против проникновения вирусов служат секреторные IgA-антитела, которые, связываясь с ними, блокируют рецепторы вирусов и их способность адсорбироваться на клетках. Однако такие антитела имеются или после предварительной иммунизации, или после перенесенной инфекции, т.е. при наличии иммунологической памяти к антигенам данного вируса.В плазме крови или лимфе, куда вирусы попадают, преодолев барьеры кожи или слизистой оболочки, они могут нейтрализоваться IgM, IgG-антителами и комплементом, а возможно и Т-киллерами, если таковые имеются при наличии поствакцинного иммунитета или после перенесенной инфекции.Критическим моментом в развитии инфекции является связывание поверхностных структур вируса с мембраной клетки мишени, в котором участвуют или специальные белки и гликопротеиды-рецепторы или молекулы адгезии. Однако и после проникновения вируса в клетку у нее есть механизм защиты – блокировка его репликации, если она активирована интерфероном.
