Генетическая инженерия и область ее применения в биотехнологии.

Генетическая инженерия является сердцевиной биотехнологии. Она, по существу, сводится к генетической рекомбинации, т.е. к обмену генами между двумя хромосомами. Метод рекомбинации in vitro или генетической инженерии заключается: а) в выделении или синтезе ДНК из отличающихся друг от друга организмов или клеток; б) получении гибридных молекул ДНК; в) введении рекомбинантных (гибридных) молекул в живые клетки; г) создании условий для экспрессии и секреции продуктов, кодируемых генами.

Экспрессируемый ген в виде рекомбинантной ДНК (плазмида, фаг, вирусная ДНК) встраивается в бактериальную или животную клетку, которая приобретает новое свойство – продуцировать несвойственное этой клетке вещество, кодируемое экспрессируемым геном.

Методом генетической инженерии созданы сотни препаратов медицинского и ветеринарного назначения, получены рекомбинантные штаммы-суперпродуценты, многие из которых нашли практическое применение. Уже применяются в медицине полученные методом генетической инженерии вакцины против гепатита В, интерлейкины, инсулин, гормоны роста, интерфероны, фактор некроза опухолей, пептиды тимуса, миелопептиды, эритропоэтин, антигены ВИЧ.

Разработаны и в ближайшие годы будут использованы в практике генно-инженерные вакцины против малярии, ВИЧ-инфекции, сифилиса, клещевого энцефалита, холеры, бруцеллеза, гриппа, бешенства идр.

Тесты по теме:

1.. Бактериальный геном состоит:

а) пили

б) бактериальная хромосома

в) плазмиды

г) капсула

2. Репликон, кодирующий жизненно важные для бактерии функции:

а) пили

б) бактериальная хромосома

в) плазмиды

г) капсула

3. Репликон, кодирующий не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки функции:

а) пили

б) бактериальная хромосома

в) плазмиды

г) капсула

4. Плазмиды, способные передаваться из одной бактериальной клетки в другую называют:

а) интегративными (эписомы)

б) трансмиссивными

в) мобилизуемыми

5. Плазмиды, обратимо встраивающиеся в бактериальную хромосому и функционирующие в виде единого репликона:

а) интегративными (эписомы)

б) трансмиссивными

в) мобилизуемыми

6. Плазмиды, обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам:

а) Ent-плазмида

б) Hly-плазмида

в) Col-плазмида

г) R-плазмида

7. К подвижным генетическим элементам относятся:

а) эписомы

б) транспозоны

в) IS-элементы

г) R-плазмиды

8. Изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК, приводящие к изменению морфологии бактерий, устойчивости к антибиотикам и др.:

а) генетическая рекомбинация

б) трансдукция

в) мутация

г) конъюгация

9. Мутации, возникающие под влиянием внешних факторов (мутагенов):

а) спонтанные

б) конъюгация

в) индуцированные

г) реверсия

10. Восстановление исходных свойств у мутантов:

а) спонтанные

б) конъюгация

в) индуцированные

г) реверсия

11. К биологическим мутагенам относятся:

а) УФ-лучи

б) гамма-радиация

в) транспозоны

г) азотистая кислота

12. Взаимодействие между двумя генами:

а) мутация

б) реверсия

в) генетическая рекомбинация

13. Передача бактериальной ДНК посредством бактериофага:

а) конъюгация

б) трансдукция

в) трансформация

г) реверсия

14. Передача генетического материала путем непосредственного контакта бактериальных клеток:

а) конъюгация

б) трансдукция

в) трансформация

г) реверсия

15. Передача генетического материала от клетки донора реципиенту при помощи изолированной ДНК и фактора компетентности:

а) конъюгация

б) трансдукция

в) трансформация

г) реверсия

Тема 7. Противомикробные препараты

Антибиотики. Природные и синтетические. Классификация антибиотиков по химической структуре, механизму, спектру и типу действия. Способы получения.

Химиотерапевтические препараты –это лекарственные вещества, используемые для подавления жизнедеятельности и уничтожения микроорганизмов в тканях и средах больного, обладающие избирательным, этиотропным действием.

По направленности действия химиотерапевтические препараты делят на:

1) противопротозойные;

2) противогрибковые;

3) противовирусные;

4) антибактериальные.

По химическому строению выделяют несколько групп химиотерапевтических препаратов:

1) Сульфаниламидные препараты (сульфаниламиды). Они нарушают процесс получения микробами необходимых для жизни и развития ростовых факторов – фолиевой кислоты и др. веществ. К этой группе относят стрептоцид, норсульфазол, сульфаметизол, сульфаметаксазол идр.

2) Производные нитрофурана.Механизм действия состоит в блокировании нескольких ферментных систем микробной клетки. К ним относят фурацилин, фурагин, фуразолидон, нитрофуразон и др.

3) Хинолоны.Нарушают различные этапы синтеза ДНК микробной клетки. К ним относят налидиксовую кислоту, циноксацин, норфлоксацин, ципрофлоксацин.

4) Азолы – производные имидазола.Ингибируют биосинтез стероидов, что приводит к повреждению наружной клеточной мембраны грибов и повышению ее проницаемости. К ним относят клотримазол, кетоконазол, флуконазол и др.

5) Диаминопиримидины. Нарушают метаболизм микробной клетки. К ним относят триметоприм, пириметамин.

6) Антибиотики –это группа соединений природного происхождения или их синтетических аналогов.

Антибиотики – это химиотерапевтические препараты из химических соединений биологического происхождения (природные), а также их полусинтетические производные и синтетические аналоги, которые в низких концентрациях оказывают избирательное повреждающее или губительное действие на микроорганизмы и опухоли.

Требования, предъявляемые к антибактериальным препаратам:

1. Они должны растворяться в воде, поскольку только в таком виде могут быть доставлены во внутреннюю среду организма.
2. Препараты должны быть достаточно стабильны во внутренней среде организма, но не накапливаться в нем.
3. Антибактериальные препараты должны быть безвредны, минимальные побочные действия и отсутствовать тератогенные и мутагенные эффекты.

Классификация антибиотиков.

В основу классификации антибиотиков положены разные принципы:

1. По способу получения (природные, синтетические и полусинтетические).

2.По направленности действия (антибактериальные, противогрибковые, противоопухолевые).

3. По числу видов (широкоспекторные, узкого спектра действия).

4.По происхождению продуцентами большинства антибиотиков являются грибы (плесневые- пенициллин, стрептомицин, тетрациклин), бактерии (полимиксин, грамицидин), высшие растения (фитонциды чеснока и лука), ткани животных и рыб (лизоцим, интерферон).

5. По химическому строению:

Бета-лактамы, гликопептиды, аминогликозиды, тетрациклины, макролиды, линкозамиды, левомицетин, рифамицины, полипептиды, полиены, разные антибиотики.

6. По механизму антимикробного действия антибиотики делят на несколько групп:

1. ингибиторы синтеза клеточной стенки- нарушают синтез микробной стенки (бета-лактамы, циклосерин, ванкомицин, тейкоплакин);

2. вызывающие повреждение цитоплазматической мембраны (циклические полипептиды, полиеновые антибиотики);

3. подавляющие белковый синтез и ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот (группа левомицетина, тетрациклина, макролиды, линкозамиды, аминогликозиды, фузидин, анзамицины).

Лекарственная устойчивость бактерий, пути ее преодоления. Методы определения чувствительности к антибиотикам.

Чувствительность микроорганизмов к антибиотикам определяют диско-диффузным (метод диффузии в агар с применением бумажных дисков с антибиотиками) и метод разведений антибиотикак в плотной или жидкой питательной среде. Выбор метода зависит от цели исследования и возможностей лаборатории. Диско-диффузный метод следует рассматривать как качественный. Методы разведения – более точные количественные способы исследования. Их применяют в особо важных практических случаях и научно-исследовательской работе.

Диско-диффузный метод.

Для исследования можно использовать стандартные питательные среды: отечественные среды АГВ №1, №2 и зарубежные – Мюллер-Хинтон агар.

На поверхность подсушенной питательной среды в чашке Петри наносят 1мл исследуемой культуры (18-20 часовой бульонной культуры или стомиллионной суспензии из агаровой культуры., равномерно распределяют путем покачивания чашки и удаляют если необходимо избыток пипеткой. После посева чашки подсушивают при комнатной температуре 10-15 мин. Диски с антибиотиками накладывают пинцетом на равном расстоянии друг от друга и на 2 см от края чашки (на одну чашку не более 6 дисков). Чашки сразу ставят в термостат вверх дном и инкубируют при 37⁰С в течение 18-20 ч (время инкубации зависит от вида исследуемого микроорганизма. Для учета результатов чашки помещают кверху дном на темную матовую поверхность и освещают настольной лампой под углом 45⁰. Допускается учет в проходящем свете. С помощью линейки измеряют диаметры зон задержки роста вокруг дисков, включая диаметр дисков, с точностью до 1мм. Оценку результатов проводят по таблице. В медицинской практике обычно определяют 3 группы микроорганизмов по чувствительности к антибиотикам: чувствительные, среднечувствительные и устойчивые. «Чувствительные» микроорганизмы, когда обычно применяемые дозы антибиотика могут обеспечить лечебный эффект. «Среднечувствительные» микроорганизмы – повышенные дозы антибиотика могут обеспечить лечебный эффеки. «Устойчивые» микроорганизмы – нельзя рассчитывать на лечебный эффект.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: