Ettevalmistus bioloogia OGE-ks. Bakterid ja viirused: teooria ja praktika

Praegu on Maal kirjeldatud enam kui 2,5 miljonit elusorganismide liiki. Tegelik liikide arv Maal on aga kordades suurem, kuna arvesse ei võeta mitut tüüpi mikroorganisme, putukaid jne. Lisaks arvatakse, et tänapäevane liigikoosseis moodustab vaid umbes 5% elu liigilisest mitmekesisusest selle eksisteerimise perioodil Maal.
Süstemaatika, klassifikatsioon ja taksonoomia aitavad ühtlustada nii paljusid elusorganisme.

Süstemaatika – bioloogia haru, mis tegeleb olemasolevate ja väljasurnud organismide kirjeldamise, määramise ja klassifitseerimisega taksonite kaupa.
Klassifikatsioon - kogu elusorganismide komplekti jaotus vastavalt hierarhiliselt allutatud rühmade - taksonite - teatud süsteemile.
Taksonoomia - süstemaatika osa, mis arendab klassifitseerimise teoreetilisi aluseid. Takson on inimese poolt kunstlikult isoleeritud organismide rühm, mis on ühel või teisel määral seotud ja samas piisavalt isoleeritud, et talle saaks omistada teatud ühe või teise järgu taksonoomilise kategooria.

Kaasaegses klassifikatsioonis on taksonite hierarhia järgmine:

• kuningriik;
• osakond (tüüp loomade taksonoomias);
• klass;
• järjekord (järjestus loomade taksonoomias);
• perekond;

Lisaks eristatakse vahepealseid taksoneid: üle- ja alamkuningriike, üle- ja alajaotisi, üle- ja alamklasse jne.

Elusorganismide taksonoomia muutub ja uueneb pidevalt. Hetkel näeb see välja selline:

• Mitterakulised vormid
• Kuningriigi viirused
• Rakuvormid
• Prokarüota kuningriik (Procariota):
• bakterite kuningriik Bakterid, Bacteriobionta),
• arhebakterite kuningriik Arhebakterid, arhebakteriobionta),
• kuningriik Prokarüootsed vetikad
• departemang Sinivetikad ehk Cyanei ( Cyanobionta);
• osakond Prochlorophyte vetikad või Prochlorophytes ( Prochlororhyta).
• Eukarüootide kuningriik (Eycariota)
• taimeriik ( Vegetabia, Phitobiota või Plantae):
• Bagrjanka alamkuningriik ( Rhodobionta);
• alamkuningriik tõelised vetikad ( Phycobionta);
• alamkuningriik Kõrgemad taimed ( Embrüobionta);
• Seente kuningriik Seened, Mycobionta, Mycetalia või Mycota):
• alamkuningriik Alumised seened (üherakulised) ( Myxobionta);
• alamkuningriik Kõrgemad seened (mitmertsellulaarsed) ( Mycobionta);
• loomariik ( Animalia, Zoobionta)
• alamkuningriik Algloomad ehk ainurakne ( Algloomad, Protozoobionta);
• alamkuningriik Mitmerakuline ( Metazoa, Metazoobionta).

Paljud teadlased toovad esile ühe Drobjanka kuningriigi prokarüootide superkuningriigis, mis hõlmab kolme alamkuningriiki: bakterid, arhebakterid ja tsüanobakterid.

Viirused, bakterid, seened, samblikud

Viiruste kuningriik

Viirused esinevad kahel kujul: puhkamas(rakuväline), kui nende omadused elussüsteemidena ei avaldu ja rakusisene kui viirused paljunevad. Lihtsad viirused (näiteks tubaka mosaiikviirus) koosnevad nukleiinhappemolekulist ja valgukestast - kapsiid.

Mõned keerulisemad viirused (gripp, herpes jne) võivad lisaks kapsiidvalkudele ja nukleiinhapetele sisaldada lipoproteiini membraani, süsivesikuid ja mitmeid ensüüme. Valgud kaitsevad nukleiinhapet ja määravad viiruste ensümaatilised ja antigeensed omadused. Kapsiidi kuju võib olla vardakujuline, filiaalne, sfääriline jne.

Sõltuvalt viiruses leiduvast nukleiinhappest eristatakse RNA-d ja DNA-d sisaldavaid viirusi. Nukleiinhape sisaldab geneetilist teavet, tavaliselt kapsiidi valkude struktuuri kohta. See võib olla lineaarne või ringikujuline, ühe- või kaheahelalise DNA, ühe- või kaheahelalise RNA kujul.

AIDS-i (omandatud immuunpuudulikkuse sündroomi) põhjustav viirus nakatab vererakke, mis tagavad organismile immuunsuse. Selle tulemusena võib AIDS-i patsient surra mis tahes nakkusesse. AIDS-i viirused võivad sattuda inimkehasse seksuaalvahekorra, süstimise või operatsiooni ajal, kui steriliseerimistingimusi ei järgita. AIDSi ennetamine seisneb juhuseksi vältimises, kondoomide kasutamises ja ühekordsetes süstaldes.

bakterid

Kõik prokarüootid kuuluvad samasse Drobjanka kuningriiki. See sisaldab baktereid ja sinivetikaid.

Bakterite struktuur ja aktiivsus.

Prokarüootsetel rakkudel puudub tuum, DNA asukohta tsütoplasmas nimetatakse nukleoidiks, ainuke DNA molekul on suletud ringis ja ei ole seotud valkudega, rakud on väiksemad kui eukarüootsed rakud, rakusein sisaldab glükopeptiidi - mureiin, rakuseina peal paikneb limaskesta kiht, mis täidab kaitsefunktsiooni, puuduvad membraani organellid (kloroplastid, mitokondrid, endoplasmaatiline retikulum, Golgi kompleks), nende ülesandeid täidavad plasmamembraani invaginatsioonid (mesosoomid) , ribosoomid on väikesed, mikrotuubulid puuduvad, seetõttu on tsütoplasma liikumatu, puuduvad tsentrioolid ja jagunemisvõll, ripsmed ja lipukesed on erilise struktuuriga. Rakkude jagunemine toimub ahenemise teel (mitoosi ja meioosi ei esine). Sellele eelneb DNA replikatsioon, seejärel lahknevad kaks koopiat, mida kannab kaasas kasvav rakumembraan.

Seal on kolm bakterirühma: arhebakterid, eubakterid ja tsüanobakterid.

arhebakterid- kõige iidsemad bakterid (metaani moodustavad jne, kokku on teada umbes 40 liiki). Neil on prokarüootidele ühised struktuursed tunnused, kuid need erinevad eubakteritest märkimisväärselt mitmete füsioloogiliste ja biokeemiliste omaduste poolest. eubakterid- tõelised bakterid, evolutsioonilises mõttes hilisem vorm. Tsüanobakterid (tsüanoea, sinivetikad)- fototroofsed prokarüootsed organismid, mis teostavad fotosünteesi nagu kõrgemad taimed ja vetikad koos molekulaarse hapniku vabanemisega.

Rakkude kuju järgi eristatakse järgmisi bakterirühmi: sfäärilised - cocci, vardakujuline - batsillid, kaarekujuline - vibrios, spiraal - spirilla ja spiroheedid. Paljud bakterid on võimelised iseseisvalt liikuma lippude või rakkude kokkutõmbumise tõttu. Bakterid on üherakulised organismid. Mõned on võimelised moodustama kolooniaid, kuid nendes olevad rakud eksisteerivad üksteisest sõltumatult.

Ebasoodsates tingimustes on mõned bakterid võimelised moodustama eoseid, kuna DNA molekuli ümber moodustub tihe kest koos osaga tsütoplasmast. Bakterite eoseid ei kasutata paljundamiseks, nagu taimedes ja seentes, vaid keha kaitsmiseks ebasoodsate tingimuste (põud, kuumenemine jne) mõjude eest.

Seoses hapnikuga jagunevad bakterid aeroobid(vajab hapnikku) anaeroobid(suremine hapniku juuresolekul) ja valikulised vormid.

Vastavalt toitumisviisile jagunevad bakterid autotroofne(süsinikuallikana kasutatakse süsihappegaasi) ja heterotroofne(kasutades orgaanilist ainet). Autotroofsed jagunevad omakorda fototroofid(kasutage päikesevalguse energiat) ja kemotroofid(kasutada anorgaaniliste ainete oksüdatsioonienergiat). Fototroofid on tsüanobakterid(sinivetikad), mis viivad läbi fotosünteesi, nagu taimedki hapniku vabanemisega, ja rohelised ja lillad bakterid mis teostavad fotosünteesi ilma hapniku eraldumiseta. Kemotroofid oksüdeerivad anorgaanilisi aineid ( nitrifitseerivad bakterid, lämmastikku siduvad bakterid, rauabakterid, väävlibakterid jne.).

Bakterite paljunemine.

Bakterid paljunevad aseksuaalselt - raku pooldumine(prokarüootidel ei ole mitoosi ja meioosi) kitsenduste või vaheseinte abil, harvemini pungudes. Nendele protsessidele eelneb ringikujulise DNA molekuli dubleerimine.

Lisaks iseloomustab baktereid seksuaalne protsess - konjugatsioon. Kahe raku vahel moodustunud spetsiaalse kanali kaudu konjugeerimisel kandub ühe raku DNA fragment teise rakku ehk muutub mõlema raku DNA-s sisalduv pärilik informatsioon. Kuna bakterite arv ei suurene, kasutatakse õigsuse huvides mõistet "seksuaalne protsess", kuid mitte "seksuaalne paljunemine".

Bakterite roll looduses ja tähtsus inimesele

Tänu väga mitmekülgsele ainevahetusele võivad bakterid eksisteerida erinevates keskkonnatingimustes: vees, õhus, pinnases ja elusorganismides. Bakterite roll nafta, kivisöe, turba, maagaasi tekkes, pinnase tekkes, lämmastiku, fosfori, väävli ja teiste looduses leiduvate elementide ringluses on suur. Saprotroofsed bakterid osaleda taimede ja loomade orgaaniliste jäänuste lagundamisel ning nende mineraliseerumisel CO 2 , H 2 O, H 2 S, NH 3 ja muudeks anorgaanilisteks aineteks. Koos seentega on nad lagundajad. Sõlmebakterid(lämmastikku siduvad) moodustavad sümbioosi liblikõieliste taimedega ja osalevad õhulämmastiku sidumisel taimedele kättesaadavateks mineraalseteks ühenditeks. Taimedel endil see võime puudub.

Inimene kasutab baktereid mikrobioloogilises sünteesis, reoveepuhastites, mitmete ravimite (streptomütsiini) saamiseks, igapäevaelus ja toiduainetööstuses (kääritatud piimatoodete hankimine, veinivalmistamine).

kuningriigi seened

Seente üldised omadused. Seened on isoleeritud spetsiaalses kuningriigis, kus on umbes 100 tuhat liiki.

Seente ja taimede erinevused:

• heterotroofne toitumisviis
• säilitav toitaine glükogeen
• kitiini olemasolu rakuseintes

Erinevused seente ja loomade vahel:

• piiramatu kasv
• toidu imendumine imemise teel
• paljunemine eoste abil
• rakuseina olemasolu
• võimetus aktiivselt liikuda
• Seente ehitus on mitmekesine – ainuraksetest vormidest keeruliste kübaravormideni.

Samblikud

Samblike ehitus. Samblikke on üle 20 tuhande liigi. Need on sümbiootilised organismid, mille moodustavad seened ja vetikad. Samas on samblikud morfoloogiliselt ja füsioloogiliselt terviklik organism. Sambliku keha koosneb seene põimunud hüüfidest, mille vahel paiknevad vetikad (rohelised või sinakasrohelised). Vetikad teostavad orgaaniliste ainete sünteesi ning seened imavad vett ja mineraalsooli. Olenevalt kehaehitusest tallus ) eristada kolme samblike rühma: kaal , või kortikaalne(tallal on naastude või koorikute välimus, mis kasvavad tihedalt koos substraadiga); lehestik (plaatide kujul, mis on aluspinnale kinnitatud hüfade kimpudega); põõsastik (varte või lintide kujul, tavaliselt hargnevad ja kasvavad koos substraadiga ainult põhjas). Samblike kasv on äärmiselt aeglane – vaid paar millimeetrit aastas.

Samblike paljunemine viiakse läbi kas seksuaalselt (seene komponendi tõttu) või aseksuaalselt (eoste moodustumine või talluse tükkide purunemine).
Samblike tähendus. Oma "kahekordse" olemuse tõttu on samblikud väga vastupidavad. See on tingitud nii autotroofse kui ka heterotroofse toitumise võimalusest, aga ka võimalusest langeda peatatud animatsiooni olekusse, kus keha on tugevalt dehüdreeritud. Selles olekus võivad samblikud taluda erinevate ebasoodsate keskkonnategurite toimet (tõsine ülekuumenemine või hüpotermia, peaaegu täielik niiskuse puudumine jne). Bioloogilised omadused võimaldavad samblikel asustada kõige ebasoodsamaid elupaiku. Nad on sageli teerajajad teatud maa-ala asustamisel, hävitavad kive ja moodustavad esmase mullakihi, mille seejärel omandavad teised organismid.
Samas on samblikud väga tundlikud erinevate kemikaalide põhjustatud keskkonnareostuse suhtes, mis võimaldab neid kasutada bioindikaatorid keskkonnatingimused.
Samblikke kasutatakse ravimite, lakmuse, parkainete ja värvainete saamiseks. Yagel (põhjapõdrasammal) on põhjapõtrade peamine toit. Mõned rahvad söövad samblikke toiduks. Kuna samblike kasv on väga aeglane, on vaja meetmeid selle kaitseks: põhjapõtrade karjatamise reguleerimine, sõidukite korrapärane liikumine jne.

Mille kohta Gwyneth Paltrowi elustiiliallikas Goop kirjutas – tervislike eluviiside maailmast hetkel kõige võimatum, siis mõtlesid, et mitte päris õige. Lihtsalt sellepärast, et nüüd räägime millestki veel kummalisemast. Kõige huvitavam on see, et Goop ei ole seotud "uute probiootikumide" äriga. Ja sellega on seotud ainult teadus.

Live Science'i andmetel on hiljutised katsed näidanud, et laste väljaheitest eraldatud bakteritüübid võivad soodustada lühikese ahelaga rasvhapete (SCFA) tootmist hiirtel ja keskkonnas, mis jäljendab inimese soolestikku.

Tuletame meelde, et SCFA molekulid on alamhulk, mida toodavad teatud tüüpi mikroorganismid soolestikus fermentatsiooniprotsessi käigus. Arvukate uuringute kohaselt peaksid need olema seotud soolestiku tervise säilitamise ja kaitsega mitmete haiguste eest.

"Lühikese ahelaga rasvhapped on normaalse soolefunktsiooni põhikomponent," kirjutas uuringu juhtiv autor Hariom Yadav, Wake Foresti meditsiinikooli molekulaarmeditsiini spetsialist ajakirjas Scientific Reports. - Diabeedi, rasvumise, autoimmuunhäirete ja vähihaigetel on sageli vähem lühikese ahelaga rasvhappeid. Nende suurendamine võib olla kasulik normaalse soolekeskkonna säilitamisel või isegi taastamisel ning loodetavasti ka tervise parandamisel.

Uurijad väidavad, et fekaalse mikrobiota siirdamine (või "fekaalisiirdamine") võib ravida mitmesuguseid soolehäireid, kõrvaldades mikroobide mitmekesisuse tasakaalustamatuse. Teadlased selgitavad, et nad otsustasid kasutada imikute mikroobe sel lihtsal põhjusel, et imikute soolestiku mikrobioom on üldiselt vaba. Ja ka, lisavad uurimuse autorid naljaga pooleks, sest seda materjali on alati külluses.

Katsete käigus eraldasid nad 10 bakteritüve – viis liiki Lactobacillus ja viis liiki Enterococcus, mis saadi 34 "kandidaadilt". Seejärel katsetasid nad hiirtel erinevaid 10-bakteriaalse probiootilise segu annuseid ja leidsid, et isegi väikesed annused säilitasid tervisliku mikroobide tasakaalu, suurendades SCFA tootmist.

"Meie tulemused näitavad, et inimeselt saadud probiootikume saab kasutada soolestiku mikrobioomi tasakaalustamatuse ja lühikese ahelaga rasvhapete puudulikkusega seotud haiguste raviks," kommenteerib Yadav. Siiski on vaja palju rohkem uurida, enne kui ebatavalised probiootikumid jõuavad poelettidele. Aga see tundub hea asi olevat.

Vaktsineerimine

Meenutades tuliseid vaidlusi evolutsiooni ja vitalismi teemadel, ei tohi unustada, et inimeste huvi teoreetilise bioloogia vastu tekkis intensiivsete meditsiiniliste õpingute, keha funktsionaalsete häirete järjekindla uurimise tulemusena. Ükskõik kui kiiresti bioloogiateadus teoreetilises plaanis ka arenes, kui kaugele ta ka ei kaugenes igapäevastest praktikavajadustest, pidi see varem või hiljem pöörduma tagasi meditsiini vajaduste juurde.
Teooriaõpe pole sugugi midagi abstraktset ja põhjendamatut, kuna teoreetilise teaduse saavutuste tutvustamine võimaldab praktikal kiiresti edasi liikuda. Ja kuigi rakendusteadus võib areneda puhtalt empiiriliselt, on see areng ilma teooriata palju aeglasem ja ebakindlam.
Vaatleme näiteks nakkushaiguste uurimise ajalugu. Kuni 19. sajandi alguseni. arstid olid tegelikult täiesti abitud katku või muude nakkushaiguste epideemiate ajal, mis meie planeedil aeg-ajalt lahvatas. Rõuged on üks haigusi, mida inimkond kannatas. Traagiline oli, et see levis tõelise looduskatastroofina, iga kolmas haigetest suri ja ellujäänud jäid eluks ajaks moonutatud: pihlakaga kaetud näod tõrjusid isegi lähedasi.
Siiski on täheldatud, et eelnev haigus andis immuunsuse järgmisel haiguspuhangul. Seetõttu pidasid paljud otstarbekamaks haigust mitte vältida, vaid seda taluda, kuid väga nõrgal kujul, mis ei oleks eluohtlik ega moonutaks haiget. Sel juhul oleks inimesel korduvate haiguste vastu garanteeritud. Sellistes riikides nagu Türgi ja Hiina on nad pikka aega püüdnud nakatada inimesi rõugete kerget vormi põdevate patsientide pustulite sisuga. Risk oli suur, sest mõnikord kulges haigus väga raskel kujul. XVIII sajandi alguses. sarnaseid vaktsineerimisi tehti ka Inglismaal, kuid raske on öelda, kas neist oli rohkem kasu või kahju. Praktilise meditsiinilise tegevusega tegelev inglane Edward Jenner (1749–1823) uuris rahvameditsiinis tuntud lehmarõugete kaitseomadusi: põdenud inimesed muutusid immuunseks nii lehmarõugete kui ka inimeste rõugete suhtes. Pärast pikka ja hoolikat jälgimist sooritas Jenner 14. mail 1796 esimese lehmarõugete pookimise kaheksa-aastasele poisile, kasutades selleks lehmarõugeid põdevalt naiselt võetud materjali. Vaktsineerimisega kaasnes halb enesetunne. Ja kaks kuud hiljem nakatas poiss rõugehaige mädapõletikust mäda - ja jäi terveks. 1798. aastal avaldas Jenner pärast seda kogemust korduvalt kordades oma töö tulemused. Ta soovitas uut meetodit nimetada vaktsineerimiseks (ladinakeelsest sõnast vaccinia – lehmarõuged).
Hirm rõugete ees oli nii suur, et Jenneri meetod võeti entusiastlikult vastu ja kõige konservatiivsemate vastupanu murdus kiiresti. Vaktsineerimine levis üle kogu Euroopa ja haigus taandus. Kõrgelt arenenud meditsiiniga riikides ei tundnud arstid end rõugetevastases võitluses enam abituna. Inimkonna ajaloos oli see esimene juhtum, kus kiire ja radikaalne võit ohtliku haiguse üle.
Kuid ainult teooria arendamine võib tuua edasist edu. Nakkushaiguste tekitajaid sel ajal veel keegi ei teadnud, vaktsineerimisel polnud vaja loota kergete vormide kasutamisega. Bioloogide ülesanne oli õppida, kuidas "teha" oma "variante" haiguse kergematest vormidest, kuid selleks oli vaja teada palju rohkem, kui Jenneri päevil teati.

haiguse iduteooria

Bakterioloogia

On võimatu loota, et kunagi õnnestub inimesi patogeensetest mikroobidest täielikult isoleerida. Varem või hiljem on inimesel oht nakatuda. Kuidas patsienti ravida? Loomulikult on organismil mikroobide vastu võitlemiseks oma vahendid: lõppude lõpuks, nagu teate, paraneb mõnikord patsient isegi ilma abita. Silmapaistval vene bioloogil Ilja Iljitš Mechnikovil (1845–1916) õnnestus sellist organismi “antibakteriaalset võitlust” illustreerida. Ta näitas, et leukotsüüdid täidavad kaitsefunktsiooni loomade ja inimeste kehasse sattunud patogeensete ainete eest: nad lahkuvad veresoontest ja tormavad nakkuskohta, kus toimub tõeline valgete vereliblede võitlus bakteritega. Rakke, mis täidavad kehas kaitsvat rolli, nimetas Mechnikov fagotsüütideks.
Lisaks kaasneb paljudest haigustest paranemisega ka immuunsuse (immuunsuse) teke, kuigi nähtavaid muutusi ei leita. Seda võib üsna loogiliselt seletada sellega, et haige kehas tekivad antikehad, millel on võime sissetungivaid mikroobe tappa või neutraliseerida. See vaade selgitab ka vaktsineerimise mõju; vaktsineeritu organismis tekivad antikehad, mis on aktiivsed nii lehmarõuge mikroobi kui ka sellega väga sarnase rõugemikroobi vastu. Nüüd on võit kindlustatud, kuid mitte haiguse enda, vaid seda põhjustava mikroobi üle.
Pasteur kirjeldas viise, kuidas võidelda siberi katkuga – koduloomakarju hävitava surmava haigusega. Ta leidis haiguse tekitaja ja tõestas, et see kuulub teatud tüüpi bakterite hulka. Pasteur kuumutas bakteripreparaati, et hävitada nende võime põhjustada haigusi (patogeensus). Nõrgestatud (nõrgestatud) bakterite sattumine looma kehasse viis antikehade moodustumiseni, mis on suutelised vastu pidama algsetele patogeensetele bakteritele.
1881. aastal korraldas Pasteur äärmiselt paljastava eksperimendi. Katse jaoks võeti lambakari, kelle ühele osale süstiti nõrgestatud siberi katku baktereid ja teine ​​jäi vaktsineerimata. Mõne aja pärast olid kõik lambad nakatunud patogeensete tüvedega. Vaktsineeritud lammastel haiguse tunnuseid ei ilmnenud; vaktsineerimata lambad haigestusid siberi katki ja surid.
Sarnaseid meetodeid kasutas Pasteur kanakoolera ja, mis kõige olulisem, ühe kohutavama haiguse - marutaudi (või marutaudi) vastu, mis kandis inimestele edasi nakatunud mets- või koduloomad.
Pasteuri iduteooria edu taastas huvi bakterite vastu. Saksa botaanik Ferdinand Julius Kohn (1828–1898) uuris taimerakke mikroskoobi all. Ta näitas näiteks, et taime- ja loomarakkude protoplasmad on sisuliselt identsed. XIX sajandi 60ndatel pöördus ta bakterite uurimise poole. Cohni suurim teene oli bakterite taimse olemuse kindlakstegemine. Ta oli esimene, kes eraldas selgelt bakterid algloomadest ning püüdis baktereid süstematiseerida vastavalt perekondadele ja liikidele. See võimaldab meil pidada Kohni kaasaegse bakterioloogia rajajaks.
Cohn märkas esimesena noore saksa arsti Robert Kochi (1843–1910) annet. 1876. aastal eraldas Koch siberi katku põhjustava bakteri ja õppis seda kasvatama. Suure mikrobioloogi elus mängis olulist rolli Cohni toetus, kes tutvus Kochi loominguga. Koch kasvatas baktereid tahkel söötmel - želatiinil (mis hiljem asendati agariga, ekstraheeriti merevetikatest), mitte katseklaasidesse valatud vedelikus. See tehniline täiustus on toonud palju eeliseid. Vedelas keskkonnas segunevad erinevat tüüpi bakterid kergesti ja raske on kindlaks teha, milline neist konkreetset haigust põhjustab. Kui kultuuri kantakse määrdena tahkele söötmele, moodustavad üksikud bakterid, mis jagunevad mitu korda, uute rakkude kolooniad, mis on oma asendis rangelt fikseeritud. Isegi kui esialgne kultuur koosneb erinevat tüüpi bakterite segust, on iga koloonia puhas rakukultuur, mis võimaldab täpselt määrata patogeensete mikroobide tüübi. Koch valas esmalt kandja lamedale klaasitükile, kuid tema assistent Julius Richard Petri (1852–1921) asendas klaasi kahe lameda madala klaasist tassiga, millest üks oli kaanena. Petri tassi kasutatakse bakterioloogias endiselt laialdaselt. Kasutades väljatöötatud puhaste mikroobikultuuride eraldamise meetodit, eraldasid Koch ja tema kaastöötajad paljude haiguste, sealhulgas tuberkuloosi tekitajad (1882).

Putukad

Toitumistegurid

Eelmise sajandi viimasel kolmandikul domineeris iduteooria enamiku arstide peas, kuid oli ka neid, kes olid teistsugusel arvamusel. Saksa patoloog Virchow – Pasteuri teooria kuulsaim vastane – uskus, et haigusi põhjustavad pigem organismi enda kui välised mõjurid. Virchowi teene seisnes selles, et mitme aastakümne pikkuse tööga Berliini vallas ja riigi seadusandlikes organites saavutas ta hügieenivaldkonnas selliseid tõsiseid edusamme nagu joogivee puhastamine ja tõhusa reovee desinfitseerimise süsteemi loomine. Teine teadlane Pettenkofer tegi selles valdkonnas palju ära. Teda ja Virchowi võib pidada kaasaegse sotsiaalhügieeni (inimühiskonna haiguste ennetamise uurimine) rajajateks.
Sellised epideemiate leviku tõkestavad meetmed ei olnud loomulikult vähem olulised kui otsene mõju mikroobidele endile.
Loomulikult säilis mure puhtuse pärast, millest jutlustas Hippokrates, oma tähenduse ka siis, kui mikroobide roll kõigile selgeks sai. Kehtima jäid Hippokratese nõuanded täisväärtusliku ja mitmekülgse toitumise vajalikkusest ning nende tähtsus ei ilmnenud mitte ainult tervise hoidmisel üldiselt, vaid ka spetsiifilise meetodina teatud haiguste ennetamisel. Mõtet, et alatoitumus võib olla haiguste põhjuseks, peeti "vanamoodsaks" – teadlased olid mikroobide kinnisideeks –, kuid seda toetasid üsna kindlad tõendid.
Avastusajastul veetsid inimesed pikki kuid laevade pardal, söödes ainult neid toiduaineid, mida oli võimalik hästi säilitada, kuna kunstliku külma kasutamist veel ei tuntud. Meremeeste kohutav nuhtlus oli skorbuut. Šoti arst James Lind (1716-1794) juhtis tähelepanu asjaolule, et haigusi ei leita mitte ainult laevade pardal, vaid ka ümberpiiratud linnades ja vanglates – kõikjal, kus toit on üksluine. Võib-olla on haiguse põhjuseks ühegi toote puudumine dieedis? Lind püüdis mitmekesistada skorbuudi all kannatavate meremeeste toitumist ja avastas peagi tsitrusviljade ravitoime. Suur inglise meresõitja James Cook (1728–1779) tõi 18. sajandi 70. aastatel oma Vaikse ookeani ekspeditsioonide meeskonna toitumisse tsitrusvilju. Selle tulemusena suri skorbuudi tõttu ainult üks inimene. Aastal 1795, sõja ajal Prantsusmaaga, hakati Briti mereväe meremeestele sidrunimahla andma ja mitte ühtegi skorbuudi juhtumit ei täheldatud.
Selliseid puhtalt empiirilisi saavutusi aga tutvustati vajalike teoreetiliste põhjenduste puudumisel väga aeglaselt. 19. sajandil peamised avastused toitumise vallas seoses valkude rolliga. Leiti, et mõned dieedis olevad "täielikud" valgud võivad elu toetada, teised "alaväärtuslikud", nagu želatiin, seda ei suuda. Seletus tuli alles siis, kui valgu molekuli olemus oli paremini teada. 1820. aastal eraldati želatiini kompleksmolekuli happega töötlemisel sellest lihtne molekul, mida nimetati glütsiiniks. Glütsiin kuulub aminohapete klassi. Algselt eeldati, et see toimib valkude ehitusplokina, nii nagu lihtne suhkur, glükoos, on ehitusplokk, millest tärklis ehitatakse. Kuid XIX sajandi lõpuks. see teooria leiti olevat vastuvõetamatu. Teisi lihtsaid molekule saadi väga erinevatest valkudest – kõik need, erinedes vaid detailide poolest, kuulusid aminohapete klassi. Valgumolekul osutus üles ehitatud mitte ühest, vaid mitmest aminohappest. 1900. aastaks oli teada kümneid erinevaid aminohapete ehitusplokke. Nüüd ei tundunud enam uskumatu, et valgud erinevad neis sisalduvate aminohapete vahekorra poolest. Inglise biokeemik Frederick Gowland Hopkins (1861–1947) oli esimene teadlane, kes näitas, et teatud valgul ei pruugi olla üht või mitut aminohapet, mis mängivad organismi elus olulist rolli. 1903. aastal avastas ta uue aminohappe – trüptofaani – ja töötas välja selle tuvastamise meetodid. Zein, maisist eraldatud valk, oli negatiivne ega sisaldanud seetõttu trüptofaani. See osutus alaväärtuslikuks valguks, kuna olles ainuke valk toidus, ei taganud see organismi elutähtsat aktiivsust. Kuid isegi väike trüptofaani lisamine võimaldas pikendada katseloomade eluiga.
Hilisemad katsed, mis viidi läbi 20. sajandi esimesel kümnendil, näitasid selgelt, et teatud aminohapped sünteesitakse imetajate organismis tavaliselt kudedes leiduvatest ainetest. Osa aminohappeid tuleb aga toiduga varustada. Ühe või mitme sellise "asendamatu" aminohappe puudumine muudab valgu defektseks, mis põhjustab haigusi ja mõnikord surma. Nii võeti kasutusele täiendavate toitefaktorite mõiste - ühendid, mida ei saa loomade ja inimeste organismis sünteesida ning mis peavad normaalse elu tagamiseks sisalduma toidus.
Rangelt võttes ei ole aminohapped toitumisspetsialistide jaoks tõsine meditsiiniline probleem. Aminohapete puudus tekib tavaliselt ainult kunstliku ja monotoonse toitumise korral. Looduslik toit, isegi kui see ei ole väga rikkalik, annab kehale piisavalt erinevaid aminohappeid.
Kuna sellist haigust nagu skorbuut ravitakse sidrunimahlaga, on mõistlik eeldada, et sidrunimahl varustab keha mõne puuduva toitefaktoriga. On ebatõenäoline, et see on aminohape. Tõepoolest, kõik teadaolevad XIX sajandi bioloogid. sidrunimahla koostisosad koos või eraldi võetuna ei suutnud skorbuuti ravida. See toidufaktor pidi olema aine, mida vajatakse vaid väga väikestes kogustes ja keemiliselt erinev tavalistest toidukomponentidest.
Salapärase aine leidmine polnudki nii keeruline. Pärast eluks vajalike aminohapete õpetuse väljatöötamist tehti kindlaks peenemad toitumistegurid, mida organism vajab vaid mikrokogustes, kuid skorbuudi uurimise käigus seda ei juhtunud.

vitamiinid

1886. aastal saadeti Jaavale beriberi vastu võitlema Hollandi arst Christian Eijkman (1858–1930). Oli põhjust arvata, et see haigus tekib alatoitumise tagajärjel. Jaapani meremehed kannatasid väga beriberi käes ja lõpetasid haigestumise alles siis, kui 19. sajandi 80. aastatel võeti nende toidusedelisse piim ja liha, mis koosnes peaaegu eranditult riisist ja kalast. Pasteuri iduteooria kütkes olles oli Aikman aga veendunud, et beriberi on bakteriaalne haigus. Ta tõi kaasa kanad, lootes neid mikroobidega nakatada. Kuid kõik tema katsed olid ebaõnnestunud. Tõsi, 1896. aastal haigestusid kanad ootamatult beriberi-laadsesse haigusse. Haiguse asjaolusid välja selgitades leidis teadlane, et vahetult enne haiguspuhangut söödeti kanu haigla toidulaost poleeritud riisiga. Kui need vanale toidule üle viidi, algas taastumine. Tasapisi jõudis Aikman veendumusele, et seda haigust saab tekitada ja ravida lihtsa toitumise muutmisega.
Alguses ei mõistnud teadlane saadud andmete tegelikku tähtsust. Ta pakkus välja, et riisiterad sisaldavad mingisugust toksiini, mida neutraliseerib tera kestas sisalduv miski ja kuna riisi koorimisel kest eemaldatakse, jäävad poleeritud riisi neutraliseerimata toksiinid. Kuid milleks luua hüpotees kahe tundmatu aine, toksiini ja antitoksiini olemasolu kohta, kui on palju lihtsam eeldada, et mingit toitumisfaktorit on vaja tühistes kogustes? Seda arvamust jagasid Hopkins ja Ameerika biokeemik Casimir Funk (sünd. 1884). Nad väitsid, et mitte ainult beriberi, vaid ka sellised haigused nagu skorbuut, pellagra ja rahhiit on seletatavad teatud ainete väikseima koguse puudumisega toidus.
Jättes endiselt mulje, et need ained kuuluvad amiinide klassi, tegi Funk 1912. aastal ettepaneku nimetada neid vitamiinideks (elu amiinideks). Nimetus on juurdunud ja säilinud tänapäevani, kuigi sellest ajast on selgunud, et neil pole amiinidega mingit pistmist.
Vitamiinide hüpotees Hopkins - Funk oli täielikult sõnastatud ja XX sajandi esimesel kolmandikul. näitas, et erinevaid haigusi saab ravida mõistliku dieedi ja dieedi määramisega. Näiteks Ameerika arst Joseph Goldberger (1874–1929) avastas (1915), et USA lõunaosariikides levinud pellagratõbi ei ole sugugi mikroobse päritoluga. Tegelikult oli see tingitud mõne vitamiini puudumisest ja kadus kohe, kui patsientide toidulauale lisati piim. Esialgu teati vitamiinidest vaid seda, et nad suudavad teatud haigusi ennetada ja ravida. 1913. aastal soovitas Ameerika biokeemik Elmer Vernon McCollum (sünd. 1879) vitamiine nimetada tähestiku tähtedeks; nii tekkisid A-, B-, C- ja D-vitamiinid ning seejärel lisati neile vitamiinid E ja K. Selgus, et B-vitamiini sisaldav toit sisaldab tegelikult rohkem kui ühte tegurit, mis võivad mõjutada rohkem kui ühte sümptomikompleksi. Bioloogid hakkasid rääkima vitamiinidest B1, B2 jne.
Selgus, et beriberi põhjustas just B1-vitamiini puudus, pellagra aga B2-vitamiini puudus. C-vitamiini puudus tõi kaasa skorbuudi (väikese koguse C-vitamiini olemasolu tsitrusviljade mahlas selgitab nende ravitoimet, mis võimaldas Lindil skorbuuti ravida), D-vitamiini puudus rahhiidi tekkeks. A-vitamiini puudus mõjutas nägemist ja põhjustas öise pimeduse. B12-vitamiini puudus põhjustas pahaloomulist aneemiat. Need on peamised vitamiinipuudusest põhjustatud haigused. Vitamiinide kohta teadmiste kogunemisega lakkasid kõik need haigused olemast tõsine meditsiiniline probleem. Alates 20. sajandi 30ndatest hakati vitamiine puhtal kujul eraldama ja sünteesima.

Bakterite morfoloogia, prokarüootse raku struktuur.

Prokarüootsetes rakkudes puudub selge piir tuuma ja tsütoplasma vahel, puudub tuumamembraan. Nendes rakkudes olev DNA ei moodusta eukarüootsete kromosoomidega sarnaseid struktuure. Seetõttu ei toimu prokarüootides mitoosi ja meioosi protsesse. Enamik prokarüoote ei moodusta membraaniga seotud intratsellulaarseid organelle. Lisaks puuduvad prokarüootsetes rakkudes mitokondrid ja kloroplastid.

bakterid, on reeglina üherakulised organismid, nende rakk on üsna lihtsa kujuga, see on pall või silinder, mõnikord kõver. Bakterid paljunevad peamiselt jagunedes kaheks samaväärseks rakuks.

sfäärilised bakterid helistas cocci ja võib olla sfääriline, ellipsoidne, oakujuline ja lansolaatne.

Vastavalt rakkude paigutusele üksteise suhtes pärast jagunemist jagunevad kookid mitmeks vormiks. Kui pärast rakkude jagunemist rakud lahknevad ja paiknevad ükshaaval, siis nimetatakse selliseid vorme monokokk. Mõnikord moodustavad kokid jagunemisel kobaraid, mis meenutavad viinamarjakobarat. Sarnased vormid on stafülokokk. Nimetatakse kokke, mis jäävad pärast seotud paarideks jagunemist samale tasapinnale diplokokid ja erineva pikkusega keti generaatorid - streptokokid. Nelja koki kombinatsioonid, mis ilmnevad pärast rakkude jagunemist kahel üksteisega risti asetseval tasapinnal, on tetrakokid. Mõned kokid jagunevad kolmeks üksteisega risti asetsevaks tasapinnaks, mis viib omapäraste kuubikujuliste kobarate moodustumiseni, mida nimetatakse sardiinideks.

Enamikul bakteritel on silindriline, või vardakujuline, kuju. Vardakujulisi baktereid, mis moodustavad eoseid, nimetatakse batsillid ja mitte vaidlusi tekitada - bakterid.

Vardakujulised bakterid erinevad nii kuju, suuruse, pikkuse ja läbimõõdu, raku otste kuju kui ka vastastikuse paigutuse poolest. Need võivad olla silindrilised sirgete otstega või ovaalsed ümarate või teravate otstega. Bakterid on samuti kergelt kõverad, leidub niitjaid ja hargnevaid vorme (näiteks mükobakterid ja aktinomütseedid).

Sõltuvalt üksikute rakkude omavahelisest paigutusest pärast jagunemist jagatakse pulgakujulised bakterid varrasteks (üks rakkude paigutus), diplobakteriteks või diplobatsillideks (rakkude paarispaigutus), streptobakteriteks või streptobatsillideks (moodustavad erineva pikkusega ahelaid). Sageli on seal keerdunud või spiraalsed bakterid. Sellesse rühma kuuluvad spirillad (lat. spira - lokk), millel on pikad kumerad (4 kuni 6 pööret) pulgad, ja vibrioonid (lat. vibrio - painutan), mis moodustavad vaid 1/4 spiraalispiraalist , sarnane komaga.

Veekogudes elavate bakterite niitjad vormid on teada. Lisaks loetletutele leidub protoplasma raku pinnal eetilisi väljakasvu kandvaid paljurakulisi baktereid – prosteeke, kolmnurkseid ja tähekujulisi baktereid, aga ka ussikujulisi baktereid, millel on suletud ja avatud rõnga kuju.

Bakterirakud on väga väikesed. Neid mõõdetakse mikromeetrites, samas kui peeneid struktuuri detaile mõõdetakse nanomeetrites. Kokkide läbimõõt on tavaliselt umbes 0,5-1,5 mikronit. Bakterite pulgakujuliste (silindriliste) vormide laius jääb enamikul juhtudel vahemikku 0,5–1 mikronit ja pikkus on mitu mikromeetrit (2–10). Väikeste pulkade laius on 0,2-0,4 ja pikkus 0,7-1,5 mikronit. Bakterite hulgast võib kohata ka tõelisi hiiglasi, kelle pikkus ulatub kümnete ja isegi sadade mikromeetriteni. Bakterite kuju ja suurus varieeruvad oluliselt sõltuvalt kultuuri vanusest, söötme koostisest ja selle osmootsetest omadustest, temperatuurist ja muudest teguritest.

Bakterite kolmest põhivormist on kookid kõige stabiilsema suurusega, pulgakujulised bakterid on muutlikumad, eriti oluliselt muutub rakkude pikkus.

Tahke toitekeskkonna pinnale asetatud bakterirakk kasvab ja jaguneb, moodustades järglasbakterite koloonia. Mõnetunnise kasvu järel koosneb koloonia juba nii suurest hulgast rakkudest, et seda on palja silmaga näha. Kolooniad võivad olla limase või pastaja konsistentsiga, mõnel juhul on need pigmenteerunud. Mõnikord on kolooniate välimus nii iseloomulik, et võimaldab mikroorganisme ilma suuremate raskusteta tuvastada.

Bakterite füsioloogia alused.

Mikroorganismide keemiline koostis erineb vähe teistest elusrakkudest.

Vesi on 75-85%, selles on kemikaalid lahustunud.

Kuivaine 15-25%, koosneb orgaanilistest ja mineraalsetest ühenditest

Bakterite toitumine. Toitainete sisenemine bakterirakku toimub mitmel viisil ja sõltub ainete kontsentratsioonist, molekulide suurusest, söötme pH-st, membraanide läbilaskvusest jne. Toidu tüübi järgi Mikroorganismid jagunevad:

autotroofid - sünteesivad kõik süsinikku sisaldavad ained CO2-st;

heterotroofid - süsinikuallikana kasutatakse orgaanilist ainet;

saprofüüdid - toituvad surnud organismide orgaanilisest ainest;

Hingamisbakterid. Hingamine ehk bioloogiline oksüdatsioon põhineb redoksreaktsioonidel, mis toimuvad koos ATP molekuli moodustumisega. Seoses molekulaarse hapnikuga võib bakterid jagada kolme põhirühma:

kohustuslikud aeroobid - võivad kasvada ainult hapniku juuresolekul;

kohustuslikud anaeroobid - kasvavad keskkonnas ilma hapnikuta, mis on neile mürgine;

fakultatiivsed anaeroobid - võivad kasvada nii hapnikuga kui ka ilma selleta.

Bakterite kasv ja paljunemine. Enamik prokarüoote paljuneb binaarse lõhustumise teel pooleks, harvem tärkamise ja killustumise teel. Baktereid iseloomustab reeglina kõrge paljunemiskiirus. Rakkude jagunemise aeg erinevatel bakteritel varieerub üsna suures ulatuses: Escherichia coli puhul 20 minutist Mycobacterium tuberculosis'e korral 14 tunnini. Tihedas toitainekeskkonnas moodustavad bakterid rakkude klastreid, mida nimetatakse kolooniateks.

bakteriaalsed ensüümid. Ensüümid mängivad olulist rolli mikroorganismide ainevahetuses. Eristama:

endoensüümid - lokaliseeritud rakkude tsütoplasmas;

eksoensüümid – keskkonda sattunud.

Agressiooniensüümid hävitavad kudesid ja rakke, põhjustades mikroobide ja nende toksiinide laialdast levikut nakatunud koes. Bakterite biokeemilised omadused määratakse ensüümide koostisega:

sahharolüütiline - süsivesikute lagunemine;

proteolüütiline - valkude lagunemine,

lipolüütiline - rasvade lagunemine,

ja on oluliseks diagnostiliseks tunnuseks mikroorganismide tuvastamisel.

Paljude patogeensete mikroorganismide jaoks on optimaalne temperatuur 37°C ja pH 7,2-7,4.

Vesi. Vee tähtsus bakteritele. Vesi moodustab umbes 80% bakterite massist. Bakterite kasv ja areng sõltuvad kindlasti vee olemasolust, kuna kõik elusorganismides toimuvad keemilised reaktsioonid toimuvad veekeskkonnas. Mikroorganismide normaalseks kasvuks ja arenguks on vajalik vee olemasolu keskkonnas.

Bakterite puhul peaks veesisaldus substraadis olema üle 20%. Vesi peab olema juurdepääsetavas vormis: vedelas faasis temperatuurivahemikus 2 kuni 60 °C; seda intervalli nimetatakse biokineetiliseks tsooniks. Kuigi vesi on keemiliselt väga stabiilne, on selle ionisatsiooniproduktidel - H + ja OH ioonidel - väga suur mõju peaaegu kõigi rakukomponentide (valgud, nukleiinhapped, lipiidid jne) omadustele Seega on ensüümide katalüütiline aktiivsus väga suur. sõltub suuresti H+ ja OH ioonide kontsentratsioonist.

Käärimine on bakterite peamine energiaallikas.

Käärimine on metaboolne protsess, mis toodab ATP-d ning elektronide doonorid ja aktseptorid on fermentatsiooni enda käigus tekkivad tooted.

Käärimine on orgaaniliste ainete, peamiselt süsivesikute, ensümaatilise lagunemise protsess, mis toimub ilma hapnikku kasutamata. See toimib energiaallikana keha eluks ning mängib olulist rolli ainete ringluses ja looduses. Etüülalkoholi, glütseriini ja muude tehniliste ja toiduainete tootmisel kasutatakse teatud tüüpi mikroorganismide põhjustatud kääritamist (alkohol, piimhape, võihape, äädikhape).

Alkohoolne kääritamine(viivad läbi pärm ja teatud tüüpi bakterid), mille käigus püruvaat laguneb etanooliks ja süsinikdioksiidiks. Ühe glükoosi molekuli tulemuseks on kaks alkoholi (etanooli) ja kaks süsinikdioksiidi molekuli. Seda tüüpi kääritamine on väga oluline leiva valmistamisel, pruulimisel, veini valmistamisel ja destilleerimisel.

piimhappe fermentatsioon, mille käigus püruvaat redutseeritakse piimhappeks, viivad läbi piimhappebakterid ja teised organismid. Piima kääritamisel muudavad piimhappebakterid laktoosi piimhappeks, muutes piima hapendatud piimatoodeteks (jogurt, kalgendatud piim jne); piimhape annab neile toodetele hapu maitse.

Piimhappekäärimine toimub ka loomade lihastes, kui energiavajadus on suurem kui hingamine ja veri ei jõua hapniku kohaletoimetamiseks.

Põletustunne lihastes raske treeningu ajal on korrelatsioonis piimhappe tootmise ja üleminekuga anaeroobsele glükolüüsile, kuna hapnik muudetakse aeroobse glükolüüsi käigus süsinikdioksiidiks kiiremini, kui keha hapnikuga varustab; ja valulikkus lihastes pärast treeningut on põhjustatud lihaskiudude mikrotraumast. Hapnikupuuduse korral kasutab keha seda vähem tõhusat, kuid kiiremat ATP tootmise meetodit. Seejärel vabaneb maks liigsest laktaadist, muutes selle tagasi oluliseks glükolüüsi vaheühendiks, püruvaadiks.

Äädikhape viivad läbi paljud bakterid. Äädikas (äädikhape) on bakteriaalse fermentatsiooni otsene tulemus. Toidu marineerimisel kaitseb äädikhape toitu haigusi põhjustavate ja mädanevate bakterite eest.

Võihape käärimine viib võihappe moodustumiseni; selle põhjustajad on mõned anaeroobsed bakterid perekonnast Clostridium.

Bakterite paljunemine.

Mõned bakterid ei oma sugulist protsessi ja paljunevad ainult võrdse suurusega binaarse põiki lõhustumise või pungumise teel. Ühe üherakuliste tsüanobakterite rühma puhul on kirjeldatud mitut jagunemist (kiirete järjestikuste kahendjagunemiste seeria, mille tulemuseks on 4–1024 uue raku moodustumine). Evolutsiooniks ja muutuva keskkonnaga kohanemiseks vajaliku genotüübi plastilisuse tagamiseks on neil muud mehhanismid.

Jagunemisel sünteesib enamik grampositiivseid baktereid ja filamentseid tsüanobaktereid mesosoomide osalusel perifeeriast keskmesse põiki vaheseina. Gramnegatiivsed bakterid jagunevad ahenemise teel: jagunemiskohas leitakse CPM-i ja rakuseina järk-järgult suurenev kumerus sissepoole. Pungumisel moodustub emaraku ühes pooluses neer, mis kasvab, emarakk näitab vananemise märke ja tavaliselt ei suuda toota rohkem kui 4 tütarrakku. Pungumine toimub erinevates bakterirühmades ja arvatavasti tekkis evolutsiooni käigus mitu korda.

Teistes bakterites täheldatakse lisaks paljunemisele ka seksuaalset protsessi, kuid kõige primitiivsemal kujul. Bakterite seksuaalprotsess erineb eukarüootide seksuaalsest protsessist selle poolest, et bakterid ei moodusta sugurakke ja rakkude sulandumist ei toimu. Rekombinatsiooni mehhanism prokarüootides. Seksuaalprotsessi põhisündmus, nimelt geneetilise materjali vahetus, toimub aga ka sel juhul. Seda nimetatakse geneetiliseks rekombinatsiooniks. Osa doonorraku DNA-st (väga harva kogu DNA) kantakse üle retsipientrakku, mille DNA on doonori omast geneetiliselt erinev. Sel juhul asendab ülekantud DNA osa retsipiendi DNA-st. DNA asendamine hõlmab ensüüme, mis lõhuvad DNA ahelaid ja ühendavad need uuesti. See toodab DNA-d, mis sisaldab mõlema vanemraku geene. Sellist DNA-d nimetatakse rekombinantseks. Järglastel või rekombinantidel on geeninihetest põhjustatud tunnuste mitmekesisus. Selline tegelaste mitmekesisus on evolutsiooni jaoks väga oluline ja on seksuaalprotsessi peamine eelis.

Rekombinantide saamiseks on 3 võimalust. Need on nende avastamise, teisendamise, konjugeerimise ja transduktsiooni järjekorras.

Bakterite päritolu.

Bakterid olid koos arheega esimeste elusorganismide hulgas Maal, ilmudes umbes 3,9–3,5 miljardit aastat tagasi. Nende rühmade vahelisi evolutsioonilisi seoseid ei ole veel täielikult uuritud, on vähemalt kolm peamist hüpoteesi: N. Pace oletab, et neil on protobakterite ühine esivanem, Zavarzin peab arheat eubakterite evolutsiooni ummikharuks, mis on omandanud. äärmuslikud elupaigad; lõpuks, kolmanda hüpoteesi kohaselt on arheed esimesed elusorganismid, millest bakterid pärinevad.

Eukarüootid tekkisid bakterirakkude sümbiogeneesi tulemusena palju hiljem: umbes 1,9–1,3 miljardit aastat tagasi. Bakterite evolutsiooni iseloomustab väljendunud füsioloogiline ja biokeemiline eelarvamus: suhtelise eluvormide vaesuse ja primitiivse struktuuriga on nad omandanud peaaegu kõik praegu teadaolevad biokeemilised protsessid. Prokarüootses biosfääris olid juba olemas kõik praegu olemasolevad ainete muundamise viisid. Sellesse tunginud eukarüootid muutsid ainult oma funktsioneerimise kvantitatiivseid aspekte, kuid mitte kvalitatiivseid; elementide tsüklite paljudes etappides säilitavad bakterid endiselt monopoolse positsiooni.

Üks vanimaid baktereid on tsüanobakterid. 3,5 miljardit aastat tagasi tekkinud kivimitest leiti nende elutegevuse produktid stromatoliitid, vaieldamatud tõendid sinivetikate olemasolust pärinevad 2,2-2,0 miljardi aasta tagusest ajast. Tänu neile hakkas atmosfääri kogunema hapnik, mis 2 miljardit aastat tagasi saavutas aeroobse hingamise käivitamiseks piisava kontsentratsiooni. Sellesse aega kuuluvad kohustuslikult aeroobsele Metallogeniumile iseloomulikud moodustised.

Hapniku ilmumine atmosfääri (hapnikukatastroof) andis anaeroobsetele bakteritele tõsise löögi. Nad kas surevad välja või lähevad lokaalselt säilinud anoksilistesse tsoonidesse. Bakterite liigiline mitmekesisus on sel ajal vähenenud.

Eeldatakse, et seksuaalse protsessi puudumise tõttu järgib bakterite evolutsioon hoopis teistsugust mehhanismi kui eukarüootidel. Pidev horisontaalne geeniülekanne toob kaasa ebaselgusi evolutsiooniliste suhete pildis, evolutsioon kulgeb äärmiselt aeglaselt (ja võib-olla eukarüootide tulekuga peatus see üldse), kuid muutuvates tingimustes toimub geenide kiire ümberjaotumine rakkude vahel muutumatul kujul. ühine geneetiline kogum.

Bakterite süstemaatika.

Bakterite roll looduses ja inimese elus.

Bakterid mängivad Maal olulist rolli. Nad osalevad aktiivselt looduses leiduvate ainete ringis. Kõik orgaanilised ühendid ja märkimisväärne osa anorgaanilistest läbivad bakterite abil olulisi muutusi. See roll looduses on ülemaailmse tähtsusega. Ilmudes Maale enne kõiki organisme (rohkem kui 3,5 miljardit aastat tagasi), lõid nad Maa elava kesta ja jätkavad elava ja surnud orgaanilise aine aktiivset töötlemist, kaasates nende ainevahetusproduktid ainete ringlusse. Aineringe looduses on Maal elu olemasolu aluseks.

Ka kõikide taime- ja loomajäänuste lagunemist ning huumuse ja huumuse teket toodavad peamiselt bakterid. Bakterid on looduses võimas biootiline tegur.

Suur tähtsus on bakterite mulda moodustaval tööl. Esimese pinnase meie planeedil lõid bakterid. Kuid meie ajal sõltub mulla seisund ja kvaliteet mullabakterite toimimisest. Eriti olulised mullaviljakuse seisukohalt on liblikõieliste taimede nn lämmastikku siduvad mügarbakterid-sümbiondid. Nad küllastavad mulda väärtuslike lämmastikuühenditega.

Bakterid puhastavad määrdunud reovett, lagundades orgaanilist ainet ja muutes selle kahjutuks anorgaaniliseks aineks. Seda bakterite omadust kasutatakse laialdaselt reoveepuhastite töös.

Paljudel juhtudel võivad bakterid olla inimestele kahjulikud. Seega rikuvad saprotroofsed bakterid toiduaineid. Toodete kaitsmiseks riknemise eest töödeldakse neid spetsiaalselt (keetmine, steriliseerimine, külmutamine, kuivatamine, keemiline puhastus jne). Kui seda ei tehta, võib tekkida toidumürgitus.

Bakterite hulgas on palju haigusi põhjustavaid (patogeenseid) liike, mis põhjustavad haigusi inimestel, loomadel või taimedel. Kõhutüüfust põhjustab Salmonella bakter ja düsenteeria bakter Shigella. Patogeensed bakterid kanduvad õhu kaudu haige inimese süljepiiskadega aevastamisel, köhimisel ja isegi tavalise vestluse ajal (difteeria, läkaköha). Mõned haigusi põhjustavad bakterid on väga vastupidavad kuivamisele ja püsivad tolmus pikka aega (tuberculosis bacillus). Perekonna Clostridium bakterid elavad tolmus ja pinnases - gaasigangreeni ja teetanuse tekitajad. Mõned bakteriaalsed haigused kanduvad edasi füüsilisel kokkupuutel haige inimesega (suguhaigused, pidalitõbi). Sageli kanduvad patogeensed bakterid inimesele nn kandjate kaudu. Näiteks kärbsed, kes roomavad läbi kanalisatsiooni, koguvad oma käppadele tuhandeid patogeenseid baktereid ja jätavad need seejärel inimeste poolt tarbitavatele toodetele.

Alustuseks tasub mõista, mis on immuunsus ja kuidas see on seotud inimese vere seisundiga. Selleks soovitame teil hoolikalt läbi lugeda artikkel “KUIDAS INIMESED TAPATAD OMA VED… KAS SA TAPAD OMA VERE?” (vere ja immuunsuse vahelise seose kohta, millest arstid vaikivad):

Järgmisena vaadake seda videot, mis avab haiguste nakkusteooriaga seotud saladuste loori. Räägitakse Ebola viirusest jne. Saate aru, et selleks, et mitte haigestuda nakkushaigustesse, piisab tervislikust eluviisist. Pole põhjust karta kelleltki infektsiooni üles korjata. Ka kõige kohutavamad viirused ja bakterid ei ela terves kehas ja säravas hinges.

Bakterid on looduse poolt Inimesele antud teenijad, et puhastada meie sisekeskkonda mürkidest.

Esmane haigus on organismi loomulik puhastus.

Sisekeskkonna puhastamiseks saab meie keha kasutada mikroorganisme. Ta nagu palkab mikroobid koristama, kui ta ise hakkama ei saa. Ligikaudu sellise järelduse võib teha professor A.V. hüpoteesist. Rusakova, millest A.N. Chuprun rääkis 1991. aastal oma raamatus “Mis on toortoidu dieet ja kuidas saada toortoiduliseks (naturistiks)”.

Kõigi meie haiguste peamine põhjus on keha räbu. Täheldati, et kui sellises seisundis inimene saab mingisuguse infektsiooni, siis tema interferooni tootmine väheneb – kaitsemehhanismid näivad olevat meelega välja lülitatud, võimaldades haigusel areneda. Haiguse ajal lülitab meie keha teadlikult immuunsüsteemi välja, et bakterid saaksid hävitada kõik kehas leiduvad mürkained. Ja me lihtsalt ei mõista bakterite eesmärki Maal. Bakterit ei huvita meie lihased, süda, silmad ega aju, vaid ainult meie kudedes leiduvad toksiinid. Mida rohkem jääkaineid ja toksiine oma kehasse koguneme, seda rohkem baktereid me ligi tõmbame.

Veel üks huvitav fakt on see, et bakterid ei puuduta kunagi midagi, mis on veel elus. Hiiglaslikud sekvoiapuud elavad kuni 2000 aastat ja nende mahlas on väga vähe baktereid. Hoolimata asjaolust, et sekvoia juured on olnud maa sees sõna otseses mõttes tuhandeid aastaid, ei puuduta bakterid neid. Kuid niipea, kui puu sureb, alustavad bakterid kohe oma tööd, muutes puu uuesti maaks. Bakterid teavad, mis elab ja mis on surnud, ning neid huvitab ainult surnud aine.

Kas bakter võib inimestel haigusi põhjustada?
Jah ja ei.
Jah, kui inimkeha on toksiine täis.
Mitte siis, kui keha on seest puhas.
Seetõttu haigestuvad kergesti need, kes söövad peamiselt keedetud toitu. Kui sa ei taha haigeks jääda, hoia oma sooled puhtana.

Inimeste bakterite poolt puhastamise protsessi võib skemaatiliselt kujutada järgmiselt.

Kehasse kogunenud moonutatud keedetud toidumolekulidest pärinevad võõrjäägid on kasvulavaks osadele mikroorganismidele ja lisaks takistavad nad oluliselt immuunsüsteemi toimimist. Kohaliku immuunsuse täiendava nõrgenemisega, näiteks jahtumise või massilise viirusnakkuse korral, luuakse mõnes inimkeha kohas soodsad tingimused mõne üldlevinud mikroorganismide paljunemiseks.

Moodustub põletikukolle, kus mikroobid töötlevad intensiivselt kogunenud võõrjääke muudeks aineteks, mida meie organism suudab juba ise eemaldada, näiteks nohu, köha, nahailmingute jms ajal sekretsioonina. Pärast selle töö lõpetamist taastab immuunsüsteem juba puhastatud organismis oma aktiivsuse ja surub maha aegunud mikrofloora. See on normaalse organismi esmane loomulik kaitse- ja kohanemisreaktsioon sisekeskkonna saastunud seisundile.

Seda puhastusreaktsiooni nimetatakse sõnaks "haigus", kuna selle ilmingud on inimese jaoks ebameeldivad ja tavaliselt valusad. Nagu juba mainitud, antakse sellistele põletikulistele haigustele konkreetsed nimetused selle koha nime järgi, kus põletikukolde tekkis. Sealsed mikroorganismid võivad samuti olla erinevad, kuid nende protsesside olemus on sama: keha sisekeskkond puhastatakse.

Nendel haigustel on palju ühiseid sümptomeid. Tavaliselt tõuseb temperatuur, tekib põletikulise kehapiirkonna valulikkus, söögiisu vähenemine, nõrkus, hiljem võivad tekkida nahanähtused või muud eritusprotsessid - nohu, köha .... Kõik need sümptomid ei tähenda organismi lüüasaamist, vaid vastupidi, selle ratsionaalset tarka käitumist, mis tagab selle puhastuse võiduka lõpuleviimise. Keha jaoks on selline protseduur ka “mitte mesi”, vaid valib väiksema kurja. Tema jaoks on olulisem saada reostusest kiiresti ja minimaalse kahjuga lahti. Loodus on tark, tunneb oma asja hästi.

Nende kahjutute esmaste puhastushaiguste korral näiteks antibiootikumide või muude ravimite kasutamisel taanduvad ebameeldivad sümptomid, lakkab nohu või köha, temperatuur langeb ja olukord näib olevat paranenud. Väliselt tundub see inimese aitamisena, nagu tervise taastamisena, nii et siiani tehakse seda sellistel juhtudel traditsiooniliselt. Kuid see on enesepettus või õigemini olukorrast ekslik arusaam. See on kahjulik, sest sellise sekkumise tagajärjel keha töösse puhastusprotsess peatub või muutub pikalevenivaks krooniliseks vormiks. Kuid peamine ülesanne - sisekeskkonna loomuliku puhtuse tagastamine - jääb täitmata.

Pealegi nüristab iga selline "ravi" organismi tundlikkust saaste suhtes ja jätab selle ilma esmastest puhastusreaktsioonidest. Selline organism on täiesti ebanormaalsetes tingimustes, ta on määratud eksisteerima kõrge sisemise saastatuse juures ning see moonutab jämedalt tema eluprotsesse ning viib veelgi raskemate häireteni, sekundaarsete ja tertsiaarsete haiguste tekkeni.

Sellistel "paranenud" inimestel arenevad järk-järgult patoloogilised protsessid, mis pärilike ja omandatud omaduste erinevuste tõttu avalduvad mitmesuguste haiguste kujul: allergiad, diabeet, hüpertensioon, südamepuudulikkus jne ning mõnel juhul ". ilma nähtava põhjuseta” ootamatu südameatakk või insult. Arvatakse, et vähk tekib ka paljude organismis esinevate häirete tõttu, mis on põhjustatud sisekeskkonna suurest saastatusest.

Organismi võime säilitada puhas sisekeskkond võib olla üks üldistest inimeste tervise näitajatest. Millal suudab meditsiin usaldusväärselt mõõta keha "räbu" ja selle tundlikkust erinevat tüüpi saaste suhtes, st. isepuhastumisvõimega, siis on võimalik läheneda parameetri otsesele mõõtmisele, mille akadeemik N.M. Amosov nimetas "tervise hulka". Siis on võimalik objektiivselt hinnata erinevate ravimite mõju organismile ja mõistlikult otsustada nende kasutamise otstarbekuse üle.

Kahjuks ei hooli ravimeid kasutavad arstid alati pikaajalistest tagajärgedest. Neile on olulisem ebameeldivate sümptomite hetkeline vähenemine, “raviefekti” saavutamine. Arstide seisukohta võib mõista: tavaliselt tuleb tegeleda patsientidega, kelle organism on korduvast ravimite tarvitamisest nii kahjustatud ja nii tugevasti saastunud, et selle loomulikud puhastusreaktsioonid kulgevad moonutatud, raskel kujul. Arstid on sunnitud, edasikindlustatud, uuesti ravimeid kasutama, vaatamata sellele, et enamasti moonutab selline ravi organismi loomulikke kaitsereaktsioone veelgi, vähendab reaktiivsust ja vähendab “tervise hulka”.

TÄHTIS! KUIDAS JAHU MÕJUTAB IMmuunsust? MIKS ON LEIB KAHJULIK!

Veel üks kasulik video KUIDAS TAASTADA SOOLE MIKROFLOORA JA IMmuunsus:

TÄHTIS TEAVE!KÕIGI HAIGUSTE PÕHIALGORITM JA RAVIMEETODID:

Haiguste põhjuste ja mehhanismide paremaks mõistmiseks uurige kindlasti artikleid:

* VERE OKSIDEERIMINE JUHAB ORGANISMI HAIGUSTENI! MIKS ON VERE HAPPUSEKS OHUTUS TERVISELE.KEHA HAPPE-TASAKAAL (happe-aluse tasakaal)- INIMESE TERVISE FÜÜSILINE ALUS!

* TÄHELEPANU! SUURIMATE PIKAAJALISTE TOITUMISUURINGUTE TULEMUSED TÕENDAVAD OTSESE SEHE SURMAVATE HAIGUSTE JA LOOMSE PÄRITOLU "TOIDU" TARBIMISE (mis tahes liha- ja piimatoodete) vahel!

* KUIDAS KROONILISED HAIGUSED TULEVAD. KUIDAS ON ORGANISMIS ERINEVAD ORGANID VASTASTI SEOTUD (mis mida mõjutab). Kuidas leida oma haiguste põhjus. Videokogumik A.T. Ogulov:

* LIHASTEVABA TOITUMINE – TEE TERVISE JA PIKAEEGUSE JUURDE!

TÄHTIS ARTIKKEL! ÄRA LÜMFI JÄÄDA! Lagrits on parim lümfostimulaator, lümfisüsteemi puhastamiseks ja uuendamiseks loodud taim!

KÜLMETUSE JA GRIPI TERVENDAMINE TÕHUSATE LOODUSLIKUTE MEETODITEGA! JA ENNETAMINE, KUIDAS TERVEKS JÄÄDA!