Острова патогенности

В геноме патогенных бактерий имеются участки ДНК протяженностью не менее 10 000 пар нуклеотидов, которые отличаются от основного генома составом Г—Ц-пар нуклеотидных оснований. Эти участки ответственны за синтез факторов патогенности, которые обеспечивают развитие патологического процесса в организме хозяина, поэтому были названы островами патогенности. Острова патогенности обычно по флангам имеют прямые повторы последовательностей ДНК или IS-элементы. Некоторые имеют в своем составе участки, характерные для сайтов интеграции, расположенных вблизи генов тРНК. Большинство островов патогенности локализовано на хромосоме бактерий (Salmonella), но также они могут находиться в составе плазмид (Shigella) и фаговых ДНК (V. cholerae).

Микроорганизмы – чрезвычайно удобные объекты для генетического анализа, т.к. опыты можно проводить в короткие сроки на огромном числе особей и они не требуют много места.

Реализация наследственной информации происходит в определенных условиях внешней среды. Различия в условиях среды накладывают свой отпечаток на развитие особей бактерий. Поэтому развитие бактерий необходимо рассматривать как следствие действия двух важнейших факторов

1. действия генотипа;

2. влияние на особь факторов внешней среды. Под влиянием физических, химических и биологических воздействий некоторые микроорганизмы могут изменять свои морфологические признаки, принимая различные несвойственные им в обычных условиях формы.

Явление морфологических изменений у микроорганизмов Н.Ф. Гамалея назвал гетероморфизмом (полиморфизмом).

Изменчивость бактерий затрагивает и их потребности в метаболитах. Под влиянием антибиотиков, химических веществ, ультрафиолетового облучения у некоторых микробов появляется потребность в витаминах, аминокислотах, факторах роста, в которых не нуждались исходные штаммы. Таким образом, в отличие от исходных прототрофов эти микроорганизмы превращаются в ауксотрофов.

Очень важным моментом является то, что под влиянием различных факторов изменяется степень патогенности у болезнетворных микробов.

Изменчивость микроорганизмов, возникающая под действием факторов внешней или внутренней среды, которая не сопровождается изменением структуры генотипа называется ненаследственной фенотипической изменчивостью. Например, культура кишечной палочки на среде с рициноолеатом натрия растет в виде длинных нитей, а при добавлении хлорида кальция клетки становятся очень короткими.

В процессе снижения степени патогенности микроорганизмов – аттенуации, происходят наследственные генотипические изменения химического состава бактерий.

МУТАЦИИ.

Это наследственно закрепленные изменения в генотипе. Различают нуклеоидные мутации, происходящие в нуклеоиде, и цитоплазматические мутации – в ДНК цитоплазмы. Мутации могут сопровождаться изменением последовательности нуклеотидов ДНК, выпадением (делеция) или добавлением (дупликация) одного или группы оснований.

По происхождению бактериальные мутации подразделяются на спонтанные, образующиеся под воздействием внешних факторов без вмешательства экспериментатора, и индуцированные, возникающие вследствие обработки микробной популяции мутагенными факторами.