Микробиология, понятие микробиологии, статьи по микробиологии, микробиологические процессы

Архив рубрики «Абортивная трансдукция»

Переход микробов от сапрофитического образа жизни к паразитическому сопровождается существенными изменениями их биологических свойств микроорганизмы утрачивают ряд ферментных систем, необходимых для существования во внешней среде, приобретают свойства, обеспечивающие возможность паразитического образа жизни. Например, некоторые микробы приобретают способность вырабатывать ферменты (гемолизин, гиалуронидаза и др.), разрушающие клетки и ткани организма, другие продуцируют токсические вещества, подавляющие защитные свойства организма.
В начальных стадиях формирования паразитических микробов местом их обитания, по видимому, были наружные покровы и полости организма, сообщающиеся с внешней средой. Часть микроорганизмов сохранила эти свойства обитателей наружных покровов и полостей организма до настоящего времени. Другие микробы приобрели способность проникать внутрь организма и избирательно поражать определенные органы и ткани хозяина. Возбудитель гонореи поражает преимущественно слизистые мочеполовых путей, а возбудитель дизентерии размножается только в стенках кишечника. Необходимым условием для размножения грибка стригущего лишая является его паразитироваиие в эпидермисе и волосах. Тропизм микробов к различным органам и тканям наиболее ярко выражен у вирусов и риккетсий. Вирус гриппа поражает эпителий дыхательных путей, и развивается в нем, а вирус бешенства в нервной ткани.

Эволюционный характер формирования паразитизма у микробов проявляется также и в том, что определенные виды микроорганизмов размножаются только в организме соответствующих видов живых существ. Бактерии брюшного тифа или гонококка паразитируют только в организме человека, а вирус инфекционной анемии в организме лошадей. В то же время существуют микроорганизмы, способные к паразитированию в организме различных видов живых существ. Вирус бешенства размножается в организме всех видов млекопитающих, возбудители сибирской язвы, чумы, туляремии имеют широкий спектр хозяев.
Как уже было сказано, микробы паразиты обладают способностью вызывать заболевания. Такие микроорганизмы называются патогенными, а их способность вызывать заболевание патогенностью. Однако заболевания могут вызывать не только паразиты; в некоторых случаях этой способностью обладают и сапрофиты. Возбудитель ботулизма по существу является сапрофитом он сохраняется и размножается в почве, но, попадая в пищевые продукты и размножаясь в них, вырабатывает токсин, который вызывает тяжелое заболевание. Даже такой микроб, как вульгарный протей, являющийся типичным представителем сапрофитных микробов, при массовом размножении в кишечнике человека может также оказывать патогенное действие. Следовательно, патогенность, т. е. способность микроба вызывать заболевание, более широкое понятие, чем паразитизм, а группа патогенных микробов более обширна, чем группа микробов паразитов.

С целью решения указанной задачи использовались различные приемы.
Лypua и Дельбрюк изучали в чувствительной к фагу культуре кишечной палочки появление устойчивых к нему клеток. Схематически их опыт представлен на 52. в ряд пробирок с равным количеством бульона (0,5 мл) эти авторы засевали одинаковое небольшое число клеток Е. coli (100 1000 бактерий). Одновременно той же концентрацией клеток засевали пробирку, содержащую 10 мл бульона. Низкая концентрация засева (100 1000 клеток) давала возможность исключить присутствие в культуре спонтанно сформировавшихся мутантов до посева, так как было известно, что фагорезистентные клетки в культуре, не обработанной мутагеном, встречаются с низкой частотой (1Ю7).
Через определенное время содержимое каждой пробирки высевали вместе с фагом на агаровые чашки. Одновременно производили равное количество аналогичных высевов из пробирки, содержащей 10 мл культуры тех же бактерий.

При этом предполагалось, что если устойчивые особи возникают в результате контакта бактерий с фагом, то условия их предварительного культивирования (до высева на чашки с фагом) не должны оказывать влияния на число формирующихся фагоустойчивых клеток. На всех чашках, как с посевами из отдельных пробирок, так и с посевами из одной пробирки, должно было бы вырасти примерно одинаковое количество устойчивых к фагу колоний, так как контакт с фагом был одинаков на всех чашках. Если же фагорезистентные мутанты возникают спонтанно, то в процессе размножения бактериальной популяции число мутантов в каждой пробирке должно было быть неодинаковым. Это должно быть связано с тем, что фагорезистентные мутанты возникают случайно относительно времени. В одних пробирках они могут возникать в начале роста культуры, в других позднее. В первом случае возникшие мутанты проделывают несколько циклов размножения, и к моменту высева из таких пробирок на чашки концентрация мутантов должна быть более высокой. Соответственно большим должно было быть и число фагорезистентных колоний, выросших на чашках. В других пробирках мутанты могут возникать позднее и к моменту высева они совершают лишь единичные деления, вследствие чего к моменту высева число их должно быть значительно меньшим. Меньшим должно было быть и число фагорезистентных колоний на этих чашках. В некоторых пробирках мутации могут совсем не совершаться. Фагорезистентные колонии при этом на чашках не обнаруживаются. Колебаний (флюктуации) в количестве фагорезистентных колоний на чашках при высеве из одной пробирки не должно наблюдаться, так как в данном случае высевается одна и та же суспензия клеток, содержащая определенную концентрацию мутантов, возникших до контакта с фагом.

В результате опытов было установлено, что возникновение мутантов не связано с обработкой фагом. В высевах из различных пробирок количество колоний фагорезистентных бактерий резко варьировало (наблюдалась флюктуация). При высевах же из одной пробирки, содержащей большее количество культуры, вырастало примерно равное количество колоний.
Эти данные позволили заключить, что формирование фагорезистентных бактерий не связано с воздействием бактериофага и происходит в не обработанной фагом культуре случайно относительно времени.
Аналогичные результаты были получены в опытах Ньюкомба. Он засевал на чашки с агаром, не содержащие фага, чувствительную к фагу культуру кишечной палочки и инкубировал эти чашки 5 б часов в термостате. В это время засеянные бактерии осуществляли несколько делений и образовывали микроколонии. Затем производился перерассев популяции. С этой целью поверхность чашки растирали шпателем и на чашки наносили суспензию фага. Контрольные чашки обрабатывали бактерофагом без предварительного перераспределения выросших бактерий. Цель растирания микроколоний в опытных чашках была следующая. Бели в засеянной культуре находятся мутантные клетки либо нутантны возникают в начале роста бактерий, то к моменту перераспределения они, как и прочие клетки, размножаются и образуют микроколонии. Клетки такой колонии будут мутантные, т. е. резистентные к бактериофагу. Если выросшие колонии перерассеять, то составляющие их мутантные клетки распределятся по поверхности чашки и дадут начало новым колониям мутантных клеток. Следовательно, в результате перераспределения число вырастающих фагорезистентных колоний должно быть значительно большим по сравнению с чашками, на которых перераспределения не производилось.