Məlumat

4.E: Bakteriyalara nəzarət etmək üçün antibiotiklərdən və kimyəvi maddələrdən istifadə (məşqlər) - Biologiya

4.E: Bakteriyalara nəzarət etmək üçün antibiotiklərdən və kimyəvi maddələrdən istifadə (məşqlər) - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bunlar Kayzerin "Mikrobiologiya" Mətn Xəritəsini müşayiət etmək üçün ev tapşırıqlarıdır. Mikrobiologiya bir hüceyrədən (birhüceyrəli), hüceyrə qruplarından və ya ümumiyyətlə hüceyrədən (hüceyrəsiz) ibarət hər hansı mikroskopik orqanizm kimi müəyyən edilən mikroorqanizmlərin tədqiqidir. Buraya göbələklər və protistlər kimi eukariotlar və prokaryotlar daxildir. Viruslar və prionlar, ciddi şəkildə canlı orqanizmlər kimi təsnif edilməsələr də, öyrənilirlər.

4.1: Mikroorqanizmlərin Nəzarətinə İcmal

Öyrənmək bu bölmədəki material və sonra yazmaq cavablar bu suallara. etməyin sadəcə cavabların üzərinə klikləyin və onları yazın. Bu, bu təlimatı başa düşmənizi sınaymayacaq.

  1. Uyğunluq:

    _____ Orqanizmi öldürən agent. (ans)

    _____ Bədənin müdafiə qüvvələrinin onu aradan qaldırması üçün orqanizmin böyüməsini kifayət qədər uzun müddətə maneə törədən agent. (ans)

    _____İstifadə olunan kimyəvi agent ev sahibinə ciddi zərər vermədən nəzərdə tutulan patogeni inhibə etməli və ya öldürməlidir. (ans)

    _____ Ümumiyyətlə yalnız qram-müsbət, qram-mənfi və ya yalnız bir neçə bakteriyaya qarşı işləyən kimyəvi agent. (ans)

    _____ Müxtəlif qram-müsbət və qram-mənfi bakteriyalara qarşı ümumiyyətlə təsirli olan kimyəvi agent. (ans)

    _____ Laboratoriyada kimyəvi prosedurlarla sintez edilmiş mikrob əleyhinə preparatlar. (ans)

    _____ Bir mikroorqanizmin digər mikroorqanizmləri inhibə edən və ya öldürən metabolik məhsulları. (ans)

    _____ Bütün canlı orqanizmlərin və virusların məhv edilməsi prosesi. (ans)

    _____ Cansız cisimlərdən və ya səthlərdən mikroorqanizmlərin, lakin mütləq endosporların aradan qaldırılması. (ans)

    _____ Mikrobları öldürən və ya böyüməsini maneə törədən, lakin insan toxumasında istifadə üçün təhlükəsiz olan agent. (ans)

    1. seçici toksiklik
    2. geniş spektrli agent
    3. dar spektrli agent
    4. cidal
    5. statik
    6. sterilizasiya
    7. antibiotik
    8. kimyaterapevtik sintetik dərman
    9. antiseptik
    10. dezinfeksiya
    11. dezinfeksiyaedici

4.2: Kimyəvi Nəzarət Agentlərinin Bakteriyalara Təsir Etmə Yolları

Bu bölmədəki materialı öyrənin və sonra bu sualların cavablarını yazın. Sadəcə cavabların üzərinə klikləməyin və onları yazmayın. Bu, bu təlimatı başa düşmənizi sınaymayacaq.

  1. Uyğunluq:

    _____ Tərcüməni bloklayan bakterial 30S ribosomal subunitləri dəyişdirin. (ans)

    _____ Osmotik lizisə səbəb olan peptidoqlikan sintezini maneə törədir. (ans)

    _____ Tərcüməni bloklayan bakterial 50S ribosomal subunitləri dəyişdirin. (ans)

    _____ Nuklein turşusu sintezini maneə törədir. (ans)

    1. makrolidlər (eritromisin, azitromisin, klaritromisin, diritromisin, troleandomisin və s.), oksazolidinonlar (linezolid) və streptoqraminlər
    2. penisilinlər, monobaktamlar, karbapenemlər, sefalosporinlər və vankomisin
    3. ftorxinolonlar (norfloksasin, lomefloksasin, fleroksasin, siprofloksasin, enoksasin, trovafloksasin və s.), sulfanilamidlər və trimetoprim və metronidazol
    4. aminoqlikozidlər (streptomisin, neomisin, netilmisin, tobramisin, gentamisin, amikasin və s.) və tetrasiklinlər (tetrasiklin, doksisiklin, demeklosiklin, minosiklin və s.)
  2. Antibiotiklərin və ya dezinfeksiyaedici maddələrin bakterial strukturlara və ya makromolekullara təsir göstərə biləcəyi 4 fərqli yolu təsvir edin və bunun hüceyrəyə necə zərər verdiyini bildirin.
    1. (ans)
    2. (ans)
    3. (ans)
    4. (ans)
  3. Çoxlu seçim (ans)

4.3: Bakteriyaların kimyəvi nəzarət agentlərinə müqavimət göstərmə yolları

Bu bölmədəki materialı öyrənin və sonra bu sualların cavablarını yazın. Bu, bu təlimatı başa düşmənizi sınaymayacaq.

  1. Membran maneələri aşağı keçiriciliyə malik olan və buna görə də bir çox antibiotiklərə davamlı olan 2 bakteriya adlandırın. (ans)
  2. Bir bakteriyada baş verən genetik dəyişikliklər nəticəsində həmin bakteriyanın antibiotikə müqavimət göstərə biləcəyi 3 fərqli mexanizmi qısaca təsvir edin.
    1. (ans)
    2. (ans)
    3. (ans)
  3. Aşağıdakıların nə demək olduğunu bildirin:
    1. MRSA (ans)
    2. VRE (ans)
    3. CRE (ans)
  4. R plazmidlərini qısaca təsvir edin və infeksiyaları antibiotiklərlə müalicə etmək cəhdlərimizdə onların əhəmiyyətini qeyd edin. (ans)
  5. Çoxlu seçim (ans)

Müqavimət Elmi: Antibakterial Agentlər

Louis Pasteur bakteriyaların bir çox infeksiyaya səbəb olan agentlər olduğunu nümayiş etdirəndə, insanlar xəstəliklərin necə başladığını və yayıldığını daha yaxşı başa düşə bildilər. Təəccüblüdür ki, Pasterin tapıntıları yoluxucu xəstəliyi gizlətsə də, eyni zamanda "mikrob" ilə çirklənmə qorxusuna səbəb oldu. Bu qorxu XX əsrin son yarısına qədər antibiotiklərin kəşf edildiyi və klinik olaraq istifadə edildiyi vaxta qədər aradan qalxmadı.

Antibiotiklər ilk dəfə tətbiq olunarkən möcüzəvi dərmanlar hesab olunurdu. Bir çox insanlar bakteriyaların yaratdığı xəstəliklərin qalib gəldiyini və tezliklə mövcud olmayacağını düşünürdülər. Təəssüf ki, antibiotiklər "möcüzə dərmanlar" kimi qəbul edildiyi üçün çox vaxt ayrı-seçkilik etmədən və düzgün olmayan şəkildə istifadə olunurdu. Müqavimətli bakteriya növləri ortaya çıxmağa başladı. Bu gün, antibiotiklərin tətbiqindən təxminən səksən il sonra, antibiotiklərə qarşı müqavimət ciddi bir problemdir və antibiotiklər effektivliyini itirir. Səhiyyə müəssisələrində antibiotiklərə davamlı infeksiyaların epidemiyaları sağlamlığı artıq təhlükə altında olanlar üçün ciddi təhlükədir. Vərəm kimi xəstəliklər, bir dəfə nəzarət altında olduğu hiss edilir, çox vaxt bir çox antibiotiklərə davamlıdır və tez-tez müalicəyə cavab vermir. İctimaiyyətin infeksiya ilə bağlı narahatlığı artıb, insanlar bir daha “mikroblardan” qorxurlar. Bu qorxuya cavablardan biri, xəstəliyə səbəb olan orqanizmləri bədənə daxil olmamışdan əvvəl xarici səthlərdən çıxarmaq üçün nəzərdə tutulmuş müxtəlif antibakterial agentlərin daha çox ictimai istifadəsidir. Əvvəlcə sabun, yuyucu vasitələr və digər təmizlik və sağlamlıq məhsullarına daxil olmasına baxmayaraq, bu gün antibakterial maddələr süngərlərə, kəsici lövhələrə, xalçalara, döşəmələrə və hətta uşaq oyuncaqlarına da hopdurula bilər.

Bir çox orqanizmi orqanizmə daxil olmamışdan əvvəl məhv etmək üçün antibakterial maddələrdən istifadə etmək həmişə yoluxucu xəstəliyin yayılmasını dayandırmağın ən yaxşı yolu olmaya bilər. Bunun səbəbi, "pis" bakteriyalara nəzarət etmək və onlarla rəqabət aparmaq üçün "yaxşı" bakteriyalara ehtiyacımız var. Biz tez-tez xəstəliyə səbəb olan və ya "pis" orqanizmlərlə qarşılaşırıq və onlara toxunuruq (məsələn, buruna, ağıza, açıq yaraya və ya nəcisə toxunduqda - bütün yoluxucu agentlərin mənbələri). Halbuki bu bakteriyalar bizim bədənimizdə də daşıdığımız və ətraf mühitdə qarşılaşdığımız müxtəlif "yaxşı" bakteriyalarla kosmos uğrunda yarışmalıdır. Bu o deməkdir ki, bakteriyalarla, hətta "pis" bakteriyalarla əlaqəmizin heç də hamısı xəstəliklə nəticələnmir. Bir səthdəki bütün bakteriyaları məhv etsək, "pis" ilə birlikdə "yaxşı" bakteriyaları da çıxararaq hər iki növü məhv edəcəyik. Kimyəvi maddələr "yaxşı" və "pis" bakteriyalar arasında fərq qoymur və bütün bakteriyaları aradan qaldıra bilər. Bununla belə, əgər bakteriyalar qalırsa, bunlar kimyəvi maddələrin təsirinə davamlı ola bilər.

Müəyyən şəraitdə infeksiyaya qarşı mübarizə aparmaq üçün antibakterial maddələr vacibdir. Bununla belə, çox tez-tez və ayrı-seçkilik etmədən istifadə edilərsə, müəyyən antibakterial agentlər - iz kimyəvi qalıqlar buraxan və bakteriyaların həyat dövründə müəyyən prosesləri hədəf alanlar - antibiotiklər kimi, davamlı suşlar üçün seçim edə bilər. Bu agentlərin lazım olduqda təsirli olmasını təmin etmək üçün, bu antibakterialları ehtiva edən məhsullar yalnız infeksiyaya qarşı mübarizə aparmaq üçün vacib olduqda istifadə edilməlidir. Digər hallarda, daha çox məlumat olmadıqda, bakteriyanın davamlı suşlarını seçmək ehtimalı olmayan agentlərlə dezinfeksiya etmək daha müdrikdir.

Ümumiyyətlə, "pis" bakteriyaları aradan qaldırmağın ən yaxşı yolu, bakterisid olmayan sabun və su istifadə edərək yaxşı əl yuma təcrübəsidir. Əllərin düzgün yuyulması bakteriyaların 99,9%-ni təmizləyəcək və normal olaraq bir neçə başqa nəzarət tədbiri tələb olunur. Həssas populyasiyaların "pis" bakteriyalara məruz qalma ehtimalı olduqda, digər daha effektiv nəzarət tədbirləri tələb oluna bilər. Həssas populyasiyaları əhatə edən parametrlər: azyaşlı uşaqlar, qocalar və ya QİÇS infeksiyası, immunosupressiv dərmanların istifadəsi, xəstəxanaya yerləşdirməni tələb edən xəstəliklər və ya kimyaterapiya səbəbindən sağlamlığı pozulmuş şəxslər əlavə dezinfeksiya tədbirləri tələb edir. Bu parametrlər üçün antibakterial maddələr qorunmalıdır.


Bioloji nəzarət

Bitki xəstəliklərinə qarşı bioloji mübarizə patogenin infeksiyasını azaltmaq və ya qarşısını almaq üçün insanlardan başqa orqanizmlərin istifadəsini nəzərdə tutur. Bu orqanizmlərə antaqonistlər deyilir, onlar təbii olaraq ev sahibinin mühitində baş verə bilər və ya onlar birbaşa və ya dolayı yolla patogenə təsir göstərə biləcək potensial ana bitkinin hissələrinə məqsədyönlü şəkildə tətbiq oluna bilər.

Bioloji mübarizənin təsirləri çoxdan müşahidə olunsa da, antaqonistlərin nəzarətə nail olmaq mexanizmləri tam başa düşülmür. Bir neçə üsul müşahidə edilmişdir: bəzi antaqonistlər yaxından əlaqəli patogenləri öldürən və ya sayını azaldan antibiotiklər istehsal edir, bəziləri patogenlər üzərində parazitdir, digərləri isə mövcud qida üçün patogenlərlə rəqabət aparır.

Təbii antaqonistlərə üstünlük verən və onun faydalı təsirindən istifadə edən mədəni təcrübələr tez-tez xəstəliyin azaldılmasında təsirli olur. Texnikalardan biri yonca kimi yaşıl peyinlərin torpağa daxil edilməsidir. Saprotrof mikroorqanizmlər yaşıl peyinlə qidalanır, potensial patogenləri mövcud azotdan məhrum edir. Başqa bir təcrübə, patojenin qaldığı bilinən, lakin məhsula az ziyan vuran supressiv torpaqlardan istifadə etməkdir. Bu fenomenin ehtimal olunan izahı, supressiv torpaqların qida üçün patogenlə rəqabət aparan və bununla da patogen populyasiyasının artımını məhdudlaşdıran antaqonistlərə sahib olmasıdır.

Digər antaqonistlər yaxınlıqda baş verən potensial patogenləri inhibə edən və ya öldürən maddələr istehsal edir. Antibioz adlanan bu prosesin bir nümunəsi marigold tərəfindən verilir (Tagetes növ) nematodların və göbələklərin bir neçə növü üçün zəhərli olan tertienilləri, kimyəvi maddələri buraxan köklər.

Bitki xəstəlikləri ilə mübarizədə istifadə üçün xüsusi olaraq yalnız bir neçə antaqonist hazırlanmışdır. Sitrus ağacları xəstəliyə səbəb olan virulent ştamla effektiv şəkildə nəzarət edən tristeza virusunun zəiflədilmiş ştammı ilə aşılanır. Bir avirulent ştammı Agrobacterium radiobacter (K84) ilə infeksiyanın səbəb olduğu tac ödünün qarşısını almaq üçün bitki yaralarına tətbiq oluna bilər Agrobacterium tumefaciens. Daha bir çox spesifik antaqonistlər araşdırılır və xəstəliyin gələcək nəzarəti üçün çox şey vəd edir.


Bakteriyalarda antibiotik müqavimətini aradan qaldırmaq üçün DNT-nin proqramlaşdırılması

Keçən həftə Cenevrədə keçirilən illik assambleyasında Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı antibiotiklərə qarşı müqavimətin bütün dünyada sürətli, geniş yayılmasını yavaşlatmaq üçün radikal və geniş planı təsdiqlədi. Plan, antibiotiklərin nəzarətsiz istifadəsi və bazarda yeni antibiotiklərin olmaması nəticəsində yaranan artımın qarşısını almağa ümid edir.

Təl-Əviv Universitetinin yeni araşdırması nəşr olundu PNAS perspektivli yeni alət təqdim edir: bu təhlükəli vəziyyətlə mübarizə aparmaq üçün ikitərəfli sistem. Seçilmiş bakteriyalarda antibiotik müqavimətini artırır və digər bakteriyaları antibiotiklərə daha həssas edir. TAU-nun Sackler Tibb Fakültəsinin Klinik Mikrobiologiya və İmmunologiya Departamentindən Prof. Udi Qimronun rəhbərlik etdiyi tədqiqat, davamlı suşları öldürmək və başqalarını daha çox etmək üçün "redaktə edilmiş" DNT-ni davamlı bakteriyalara köçürən faglar adlı bakterial viruslara əsaslanır. antibiotiklərə həssasdır.

Tədqiqatçıların fikrincə, sistem, nəticədə xəstəxana səthlərində və ya tibb işçilərinin əllərində olan patogenlərə tətbiq olunarsa, müalicə olunmayan, çox vaxt öldürücü bakterial infeksiyalara səbəb ola bilər. Professor Qimron deyir: "Xəstəxanalarda antibiotiklərə davamlı infeksiyaların əksəriyyətinə səbəb olan yalnız bir neçə patogenlər olduğundan, biz onların hər biri üçün xüsusi olaraq müvafiq həssaslaşdırma müalicələrini hazırlamaq istəyirik". "Biz DNT-ni patogenlərə çatdıracaq DNT-ni çatdıran faqların uyğun kombinasiyalarını və yenidən həssaslaşan patogenləri seçə bilən "öldürən" faqların uyğun birləşməsini seçməli olacağıq."

Sistemin yenidən proqramlaşdırılması

Prof. Qimron deyir: "Antibiotiklərə davamlı patogenlər artan təhlükə yaradır, çünki antibiotiklər həssas olanlardan daha davamlı patogenləri seçmək üçün nəzərdə tutulub". "İnyeksiya edilən DNT iki işi görür: antibiotiklərə qarşı müqavimət yaradan genləri aradan qaldırır və öldürücü faqlara qarşı qoruma təmin edir.

"Biz dərmana davamlı bakteriyalara qarşı antibiotik həssaslığını bərpa etmək, həmçinin bakteriyalar arasında bu müqaviməti yaradan genlərin ötürülməsinin qarşısını almaq üçün bir yol hazırlaya bildik" dedi.

Professor Qimron tərəfindən daha əvvəl aparılan tədqiqatlar aşkar etmişdi ki, bakteriyalar müəyyən antibiotiklərə həssaslaşdırıla bilər və xüsusi kimyəvi maddələr antibiotiklərə daha həssas olan bakteriyaları "seçə bilər". Onun strategiyası CRISPR-Cas sistemindən -- Prof. Qimron tərəfindən yaradılmış bakterial DNT-nin yenidən proqramlaşdırma sistemini - müəyyən edilmiş prinsiplər üzərində genişləndirmək üçün bir vasitə kimi istifadə edir.

Tədqiqatçıların fikrincə, antibiotiklərin tətbiq etdiyi "selektiv təzyiq" əksər bakteriyaları onlara qarşı davamlı edir - beləliklə, xəstəxanalarda ölümcül davamlı infeksiyalar epidemiyası yaranır. Antibiotiklərin sensibilizasiyası üçün əks seçim təzyiqi hazırda mövcud deyil. Professor Qimronun strategiyası əslində bu təzyiqlə mübarizə aparır -- antibiotiklərə həssaslıq nümayiş etdirən patogenləri seçir.

"Biz inanırıq ki, bu strategiya dezinfeksiya ilə yanaşı, infeksiyaları bir daha antibiotiklərlə müalicə edilə bilən hala gətirə bilər" dedi Prof. Qimron.

Professor Qimron və komandası indi CRISPR/phage sistemini tətbiq etməyə hazırdır pseudomonas aeruginosa -- xəstəxana infeksiyalarında iştirak edən dünyada ən çox yayılmış antibiotiklərə davamlı patogenlərdən biri -- və bakterial sensibilizasiyanın daha mürəkkəb mikrob mühitində işlədiyini yoxlamaq üçün: siçan qəfəsi.


Geri dönməz maneə: Zəhərlər

Geri dönməz bir inhibitor, aktiv sahədə müəyyən bir qrupa kovalent şəkildə bağlanaraq bir fermenti təsirsiz hala gətirir. İnhibitor-ferment bağı o qədər güclüdür ki, artıq substratın əlavə edilməsi ilə inhibəni geri qaytarmaq mümkün deyil. Sinir qazları, xüsusilə Diizopropil florofosfat (DIFP) müəyyən fermentlərin aktiv yerlərində yerləşən xüsusi OH qrupu serin ilə ferment-inhibitor kompleksi meydana gətirərək bioloji sistemləri geri dönməz şəkildə maneə törədir. Tripsin və kimotripsin peptidazaları aktiv yerdə serin qruplarını ehtiva edir və DIFP tərəfindən inhibə edilir.


Spirtli içkilər

Spirtlər dezinfeksiyaedici və antiseptik kimi tez-tez istifadə olunan kimyəvi maddələrin başqa bir qrupunu təşkil edir. Hüceyrə metabolizmasını maneə törədən zülalları sürətlə denaturasiya edərək və hüceyrə lizisinə səbəb olan membranları pozaraq işləyirlər. Denatürasiya edildikdən sonra, məhlulda kifayət qədər su varsa, zülallar potensial olaraq yenidən qatlana bilər. Spirtlər adətən təxminən 70% sulu məhlulun konsentrasiyalarında istifadə olunur və əslində 100% spirt məhlullarından daha yaxşı sulu məhlullarda işləyir. Bunun səbəbi spirtlərin zülalları laxtalanmasıdır. Daha yüksək spirt konsentrasiyalarında səth zülallarının sürətli laxtalanması hüceyrələrin təsirli şəkildə nüfuz etməsinə mane olur. Dezinfeksiya üçün ən çox istifadə edilən spirtlərdir etil spirti (etanol) və izopropil spirti (izopropanol, sürtünmə spirti).

Alkoqollar bakterisid və funqisid təsir göstərir, lakin yalnız zərflənmiş viruslar üçün də virisid ola bilər. Spirtlər sporisid olmasa da, spora və cücərmə proseslərini maneə törədirlər. Spirtlər uçucudur və tez quruyur, lakin tətbiq yerində dərini susuzlaşdırdıqları üçün dərinin qıcıqlanmasına da səbəb ola bilər. Spirtlərin ümumi klinik istifadələrindən biri iynə yeridilməzdən əvvəl dərinin degerming üçün silinməsidir. Spirtlər də anında aktiv maddələrdir əl təmizləyiciləri, son illərdə populyarlıq qazanan. Bu əl təmizləyicilərinin tərkibindəki spirt həm zülalları denatürasiya etməklə, həm də mikrob hüceyrə membranını pozmaqla işləyir, lakin görünən çirkin mövcudluğunda effektiv işləməyəcək.

Nəhayət, spirtlər hazırlamaq üçün istifadə olunur tinctures Bu fəsildə əvvəllər müzakirə edilən yod tinctures kimi digər antiseptiklərlə. Ümumiyyətlə, spirtlər ucuzdur və geniş çeşiddə vegetativ mikrobların dezinfeksiyası üçün kifayət qədər effektivdir. Bununla belə, spirtlərin bir dezavantajı onların yüksək dəyişkənliyidir, effektivliyini tətbiq edildikdən dərhal sonra məhdudlaşdırır.

Şəkil 6. (a) Spirtli içkilərin tərkibində olan sərxoşedici tərkib hissəsi olan etil spirti, həmçinin dezinfeksiyaedici vasitə kimi geniş istifadə olunur. (b) İzopropil spirti, həmçinin sürtünmə spirti adlanır, əlaqəli molekulyar quruluşa malikdir və başqa bir çox istifadə olunan dezinfeksiyaedicidir. (şəklə kredit: D Coetzee tərəfindən işin dəyişdirilməsi kredit b şəkil: Craig Spurrier tərəfindən işin dəyişdirilməsi)

Bu haqda düşünün

  • Dezinfeksiyaedici kimi spirtlərin ən azı üç üstünlüyünü qeyd edin.
  • Dezinfeksiyaedici məhsullarda istifadə olunan spirtlərin bir neçə xüsusi tətbiqini təsvir edin.

İlkin metabolitlər, ikincil metabolitlər və biokonversiyalar

Trofofaza kimi də adlandırılan ilkin metabolizm mikroorqanizmlərin balanslaşdırılmış inkişafı ilə xarakterizə olunur. Orqanizmlər üçün lazım olan bütün qida maddələri mühitdə təmin edildikdə baş verir. İlkin maddələr mübadiləsi hüceyrələrin mövcudluğu və çoxalması üçün vacibdir. Trofofazada hüceyrələr demək olar ki, bütün makromolekulların (zülallar, DNT, RNT və s.) optimal konsentrasiyasına malikdirlər.

Trofofaza dövründə mikroorqanizmlərin eksponensial artımı baş verir. Birlikdə əsas metabolitlər adlandırılan bir neçə metabolik məhsul trofofazada (yəni böyümə dövründə) istehsal olunur.

Əsas metabolitlər iki qrupa bölünür:

1. İlkin əsas metabolitlər:

Bunlar hüceyrə böyüməsini təmin etmək üçün adekvat miqdarda istehsal olunan birləşmələrdir, məsələn. vitaminlər, amin turşuları, nukleozidlər. Doğma mikroorqanizmlər adətən əsas ilkin metabolitləri çox istehsal etmirlər, çünki bu, israfçı bir məşqdir. Bununla belə, sənayedə həddindən artıq istehsal üçün tənzimləmə mexanizmləri uyğun şəkildə manipulyasiya edilir.

2. İlkin metabolik son məhsullar:

Bunlar ilkin maddələr mübadiləsinin fermentasiya prosesinin normal və ənənəvi son məhsullarıdır. Son məhsullar mikroorqanizmlərdə yerinə yetirmək üçün hər hansı əhəmiyyətli funksiyaya malik ola və ya olmaya bilər, baxmayaraq ki, onların bir çox digər sənaye tətbiqləri var, məsələn. etanol, aseton, laktik turşu. Karbon dioksid Saccharomyces cerevisiae-nin metabolik son məhsuludur. Bu CO2 çörəkçilik sənayesində xəmirin mayalanması üçün vacibdir.

Böyümə məhdudiyyətləri:

Hər hansı bir qida maddəsinin (substrat və ya hətta O2), mikroorqanizmlərin böyümə sürəti yavaşlayır. Bununla belə, maddələr mübadiləsi dayanmır. Hüceyrənin yaşadığı müddətcə davam edir, lakin məhsulların əmələ gəlməsi fərqlidir.

İlkin metabolitlərin həddindən artıq istehsalı:

Birincil metabolitlərin həddindən artıq istehsalı onların müxtəlif məqsədlər üçün geniş miqyasda istifadəsi üçün çox vacibdir.

Bir neçə metabolitlərin həddindən artıq istehsalı aşağıda qısaca təsvir olunduğu kimi əks əlaqənin qarşısının alınması ilə uğurla həyata keçirilmişdir:

1. Birincil metabolitin əmələ gəlməsi ilə bağlı olan biosintetik yolda mərhələlərdən birində bloklu auksotrof mutantlardan istifadə etməklə (bu, son son məhsul deyil, aralıq olmalıdır). Bu şəkildə, son məhsulun (E) formalaşması bloklanır, buna görə də heç bir əks əlaqə maneə törədilmir. Lakin tələb olunan metabolitin (C) həddindən artıq istehsalı aşağıda göstərildiyi kimi baş verir.

Yuxarıdakı misalda şaxələnməmiş yol göstərilir. Metabolitlərin həddindən artıq istehsalı üçün bu cür manipulyasiya dallanmış metabolik yollar üçün də edilə bilər.

2. Qüsurlu metabolik tənzimləmə nümayiş etdirən antimetabolitlərə qarşı müqaviməti olan mutant mikroorqanizmlər də əsas metabolitləri həddindən artıq istehsal edə bilər.

İkincili metabolitlər:

Mikroorqanizmlərin eksponensial artımı dayandıqca (yəni trofofazanın sona çatması ilə) idiofazaya keçirlər. İdiofaz ikincil metabolizm ilə xarakterizə olunur, burada ikincil metabolitlər (idiolitlər) adlanan müəyyən metabolitlərin əmələ gəlməsi baş verir.

Bu metabolitlər, mikroorqanizmlər tərəfindən tələb olunmasa da, çox miqdarda istehsal olunur. Bununla belə, ikincil metabolitlər sənaye baxımından çox vacibdir və biotexnologiyada ən çox istifadə olunur, məsələn, antibiotiklər, steroidlər, alkaloidlər, gibberellinlər, toksinlər.

İkincili metabolitlərin xüsusiyyətləri:

1. İkincil metabolitlər xüsusi olaraq seçilmiş bir neçə mikroorqanizm tərəfindən istehsal olunur.

2. Onlar istehsal olunduqları orqanizmlərin böyüməsi və çoxalması üçün vacib deyildir.

3. Ətraf mühit amilləri ikincil metabolitlərin istehsalına təsir göstərir.

4. Bəzi mikroorqanizmlər tək bir deyil, bir qrup birləşmə şəklində (adətən struktur cəhətdən əlaqəli) ikincil metabolitlər istehsal edir, məs. təxminən 35 antrasiklin Streptomyces-in tək bir ştammı tərəfindən istehsal olunur.

5. Əksər ikincili metabolitlər üçün biosintetik yollar dəqiq müəyyən edilməmişdir.

6. İkincili metabolitlərin əmələ gəlməsinin tənzimlənməsi daha mürəkkəbdir və ilkin metabolitlərdən fərqlənir.

İkincil metabolitlərin funksiyaları:

İkincil metabolitlər hüceyrələrin böyüməsi və çoxalması üçün vacib deyildir. Onların meydana gəlməsi və quruluşu çox müxtəlifdir. İkincil metabolitlərin rolunu izah etmək üçün bir neçə fərziyyə irəli sürülmüşdür, onlardan ikisi aşağıda verilmişdir.

1. İkinci dərəcəli metabolitlər hüceyrələrin sağ qalması üçün faydalı olan müəyyən (naməlum) funksiyaları yerinə yetirə bilər.

2. İkincili metabolitlərin heç bir funksiyası yoxdur. Məhsul nə olursa olsun (faydasız sayılır) hüceyrə üçün onların tək istehsalı vacibdir.

İkincil metabolitlərin həddindən artıq istehsalı:

Artıq qeyd edildiyi kimi, ikincil metabolitlərin istehsalı ilkin metabolitlərdən daha mürəkkəbdir. Bununla belə, ilkin metabolitlərin həddindən artıq istehsalı üçün istifadə edilən tənzimləyici manipulyasiyalar ikincili metabolitlər üçün də istifadə edilə bilər.

İkincil metabolitlərin istehsalında bir neçə gen iştirak edir. Beləliklə, 300-ə yaxın gen xlortetrasiklinin biosintezində, 2000 gen isə neomisinin istehsalında birbaşa və ya dolayısı ilə iştirak edir. Belə mürəkkəb sistemlərdə metabolik tənzimləmə ikincil metabolitlərin həddindən artıq istehsalına nail olmaq üçün eyni dərəcədə mürəkkəbdir. Bəzi tənzimləmə mexanizmləri aşağıda qısa şəkildə müzakirə olunur.

Metioninin əlavə edilməsi müəyyən fermentləri induksiya edir və sefalosporin istehsalını artırır. Triptofan ergot alkaloidinin biosintezini tənzimləyir.

Son məhsulun tənzimlənməsi:

İkincil metabolitlərin bəziləri öz biosintezini maneə törədir, bu fenomen son məhsulun tənzimlənməsi adlanır, məsələn. penisilin, streptomisin, puromisin, xloramfenikol. Son məhsulun inhibisyonuna daha az həssas olan mutantları təcrid etmək mümkündür və bu şəkildə ikincil metabolit istehsalını artırmaq olar.

Katabolitlərin tənzimlənməsi:

Bu tənzimləmə prosesində katabolik yolda iştirak edən əsas ferment tez-tez istifadə olunan substrat əlavə edilərək inaktivləşdirilir, inhibə edilir və ya repressiya edilir. Katabolik repressiyaya karbon və ya azot mənbələrindən istifadə etməklə nail olmaq olar. Katabolitlərin tənzimlənməsinin təsir mexanizmi çox aydın şəkildə başa düşülmür.

Ən çox istifadə edilən karbon mənbəyi qlükozadır. Bir neçə antibiotikin istehsalını maneə törətdiyi aşkar edilmişdir, məsələn. penisilin, streptomisin, bakitrasin, xloramfenikol, puromisin. Ammonyak kimi azot mənbələri müəyyən antibiotiklərin həddindən artıq istehsalı üçün katabolit tənzimləyiciləri (yəni inhibitorlar) kimi də fəaliyyət göstərir.

Qeyri-üzvi fosfat (Pi) prokaryotların və eukariotların böyüməsi və çoxalması üçün lazımdır. Pi konsentrasiyasının artması (1 mM-ə qədər) ikincil metabolitlərin istehsalının artması ilə əlaqələndirilir, məsələn. antibiotiklər (streptomisin, tetrasiklin), alkaloidlər, gibberellinlər. Bununla birlikdə, çox yüksək Pi konsentrasiyası inhibitordur, təsir mexanizmi çox aydın deyil.

Bəzi mikroorqanizmlərdə (xüsusilə aktinomisetlərdə) ikincil metabolitlərin istehsalı üçün özünü tənzimləmə baş verir. Hormonun analoqu olan A faktoru kimi təyin edilmiş birləşmənin Streptomyces griseus tərəfindən streptomisinin istehsalının avtomatik tənzimlənməsində yaxından iştirak etdiyi güman edilir. Digər orqanizmlərdən daha çox belə faktorlar da müəyyən edilmişdir.

Biokonversiyalar:

Mikroorqanizmlər qeyri-adi substratların istənilən məhsullara kimyəvi çevrilməsi üçün də istifadə olunur. Biotransformasiya kimi də adlandırılan bu proses bir neçə birləşmənin istehsalında çox vacibdir, məsələn. etanolun sirkə turşusuna (sirkədə), sorbitolun sorbozaya çevrilməsi, steroid hormonlarının və bəzi amin turşularının sintezi.

Biokonversiyada mikroorqanizmlər bir və ya bir neçə fermentativ reaksiyada birləşməni struktur olaraq əlaqəli məhsula çevirir. Biokonversiyalar istirahət edən hüceyrələr, sporlar və ya hətta öldürülmüş hüceyrələrlə həyata keçirilə bilər. Böyüməyən hüceyrələrə biokonversiyalar üçün üstünlük verilir, çünki hüceyrələrin asanlıqla yuyulması ilə yanaşı (onları çirklənmədən azad etmək üçün) yüksək substrat konsentrasiyası istifadə edilə bilər.

Bəzən qarışıq mədəniyyətlər müxtəlif reaksiyalar həyata keçirmək üçün biokonversiyalar üçün istifadə olunur. Son illərdə immobilizasiya edilmiş hüceyrələrdən daha ucuz qiymətə istifadə etməklə biokonversiya məhsuldarlığı artır.


Bacillus cereus LMG 6923 T (tədris məqsədləri üçün süzgəc, BCCM TM /LMG Bakteriyalar Kolleksiyası) təzə sarımsaq ampülləri sarımsaq presi 10 ml plastik şpris cuna 250 ml şüşə qablar şüşə çubuqlar qram miqyaslı mikrodalğalı soba petri qabları Pasteur pipetləri və 1 mL mikro agarbioloji pipetlər (bakterioloji və ya supermarketlərdə və sağlamlıq ərzaq mağazalarında mövcuddur) ət (donuz əti və ya mal əti) xörək şəkəri mətbəx duzu distillə edilmiş su 1-L orta ölçülü kolbalar (və ya ekvivalent mikrodalğalı şüşə qablar) şüşə ocaqlar ağartıcı (20%) etanol (70) %) kağız dəsmallar və Falcon və Eppendorf boruları (və ya ekvivalenti).

Bu fəaliyyət bakteriyalarla işləməyi tələb edir. Buna görə də tələbələr məsuliyyətlə hərəkət etməlidirlər. Onlar məşqdən əvvəl və sonra əllərini yumalı, laboratoriyada yemək və içməməlidirlər. İş səthləri etanol (70%) ilə dezinfeksiya edilməli və istifadə olunan materiallar əvvəlcədən sterilizasiya edilməlidir. Maye, plastik və şüşə qablar mikrodalğalı sobada sterilizasiya edilə bilər. Metal materiallar qaynar su ilə sterilizasiya edilə bilər. Bakteriyalarla təmasda olan bütün materiallar utilizasiyadan əvvəl sterilizasiya edilməlidir.


Mücərrəd

Standart yoluxucu xəstəlik təcrübəsi, müqavimət ortaya çıxmazdan əvvəl patogen populyasiyanı sürətlə aradan qaldıran aqressiv dərman müalicəsi tələb edir. Müqavimət olmadıqda, bu aradan qaldırma strategiyası tam müalicəyə səbəb ola bilər. Bununla belə, müqavimət artıq mövcud olduqda, dərmana həssas hüceyrələrin mümkün qədər tez çıxarılması müqavimətli hüceyrələrin böyüməsini ləngidə bilən rəqabət maneələrini aradan qaldırır. Ləğv etmə strategiyasından fərqli olaraq, tutma strategiyası xroniki nəzarətə nail olmaq üçün rəqabətli basqıdan istifadə edərək patogenlərin maksimum dözülən sayını saxlamaq məqsədi daşıyır. Burada kompüterlə idarə olunan bioreaktorlarda in vitro təcrübələri riyazi modelləşdirmə ilə birləşdiririk ki, saxlama strategiyaları antibiotik müalicəsi rejimlərinin uğursuzluğunu gecikdirə bilsin. Bunun üçün biz dərmana davamlılıq üçün tələb olunan “qaçış müddətini” ölçdük Escherichia coli populyasiyaların adaptiv antibiotik dozası ilə saxlanılan eşik sıxlığını aşması. Tərkibində yalnız davamlı hüceyrələr olan populyasiyalar eşik sıxlığından sürətlə qaçır, lakin biz aşkar etdik ki, eyni zamanda maksimum mümkün sayda həssas hüceyrələri ehtiva edən uyğun davamlı populyasiyalar əhəmiyyətli dərəcədə daha uzun müddət saxlanıla bilər. Qaçış vaxtının artması yalnız hədd sıxlığı - məqbul bakteriya yükü - kifayət qədər yüksək olduqda baş verir ki, bu da riyazi modellərin artan rəqabətə aid etdiyi təsirdir. Tapıntılar həlledici eksperimental təsdiqi təmin edir ki, həssas hüceyrələrin maksimum sayını saxlamaq, populyasiyanın ölçüsü kifayət qədər böyük olduqda müqavimət göstərmək üçün istifadə edilə bilər.

Sitat: Hansen E, Karslake J, Woods RJ, Read AF, Wood KB (2020) Antibiotiklər kifayət qədər böyük həssas populyasiyaları saxlamaqla dərmana davamlı bakteriyaları ehtiva etmək üçün istifadə edilə bilər. PLoS Biol 18(5): e3000713. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000713

Akademik redaktor: David S. Schneider, Stanford Universiteti, ABŞ

Qəbul edildi: 11 iyun 2019-cu il Qəbul edildi: 23 aprel 2020-ci il Nəşr olundu: 15 may 2020-ci il

Müəlliflik hüququ: © 2020 Hansen et al. Bu, Creative Commons Attribution Lisenziyasının şərtlərinə uyğun olaraq paylanmış açıq giriş məqaləsidir və orijinal müəllif və mənbənin qeyd edilməsi şərti ilə istənilən mühitdə məhdudiyyətsiz istifadə, paylama və reproduksiyaya icazə verir.

Məlumatın mövcudluğu: Dryad deposunda saxlanılan məlumatlar: https://doi.org/10.5061/dryad.s4mw6m943.

Maliyyələşdirmə: Bu iş Milli Elm Fondu (KBW üçün NSF No. 1553028), Milli Sağlamlıq İnstitutları (NIH No. 1R35GM124875-01 - KBW NIH No. R01 GM089932 - AFR NIH K08 AI119182 to RJW) tərəfindən dəstəklənir. Biotibbi Tədqiqat (KBW üçün) və Eberly Ailəsi (AFR üçün). Tədqiqatın dizaynında, məlumatların toplanmasında və təhlilində, nəşr etmək qərarında və ya əlyazmanın hazırlanmasında maliyyəçilərin heç bir rolu olmayıb.

Rəqabətli maraqlar: Müəlliflər heç bir rəqabət aparan maraqların olmadığını bəyan ediblər.

İxtisarlar: LTEE, uzunmüddətli təkamül təcrübəsi OD, optik sıxlıq Pmaks, məqbul yük TA, tetrazolium arabinoza


Videoya baxın: Atom və molekul. (Iyul 2022).


  1. Ali

    Yəh!

  2. Banning

    Bravo nə gözəl mesajdır

  3. Eorl

    I agree, the very funny opinion

  4. Elwood

    Bu mövzuda çoxlu məqalələrin yer aldığı saytı ziyarət etməyi təklif edirəm.

  5. Krisoijn

    Boşluğu doldura bilər...

  6. Beckham

    Nə düzgün ifadə... super, əla fikirdir



Mesaj yazmaq