Изменения структурной организации бактериальных клеток при стрессовых воздействиях

Изменения структурной организации бактериальных клеток при стрессовых воздействиях

Автор: Абашина, Татьяна Николаевна

Количество страниц: 128 с. ил.

Артикул: 3362202

Автор: Абашина, Татьяна Николаевна

Шифр специальности: 03.00.07

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2007

Место защиты: Пущино

Стоимость: 250 руб.

Введение.
1. Обзор литературы
1.1. Влияние физических агентов на структуру и биохимические процессы жизнедеятельности бактериальных клеток
1.1. 1. Общая характеристика физических факторов
1.1.2. Влияние гравитации на бактерии
1.1.3. Влияние давления гидростатическое или гидравлическое на бактерии
1.1.4. Влияние магнитных и электромагнитных полей на бактерии .
1.1.5. Влияние внешних электрических полей на бактерии
1.1.6. Влияние радиоактивного излучения на бактерии
1.1.7. Влияние рентгеновского излучения на бактерии
1.1.8. Влияние высокочастотных воздействий СВЧ, КВЧ на бактерии
1.1.9. Влияние оптического излучения инфракрасный, видимый, ультрафиолетовый спектры на бактерии
1.2. Возможность формирования мелких бактериальных форм из клеток бактерий обычного размера в неблагоприятных условиях.
1.2.1. Возможные расчетные минимальные размеры жизнеспособных бактериальных клеток .
1.2.2. Образование наноформ из обычных клеток
1.3. Мелкие бактериальные формы в природных источниках и общие представления о нанобактериях.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Материалы и методы.
2.1.1. Объекты исследования
2.1.2. Среды культивирования
2.1.3. Определение таксономических признаков.
2.2. Методы разделения бактериальных симбионтов и бактериальных клеток разного размера.
2.2.1. Разделение бинарной культуры в градиенте плотности фиколла.
2.2.2. Отделение мелких клеток от клеток рутинного размера в градиенте плотности сахарозы.
2.3. Методы микроскопического анализа.
2.3.1. Световая микроскопия
2.3.2, Флуоресцентная микроскопия
2.3.3. Электронная микроскопия
2.4. Анализы химического состава бактерий
2.4.1. Рентгеновский микроанализ
2.4.2. Выделение экстрацеллюлярных образований
2.4.3. Определение общего количества углеводов антроновым методом.
2.4.4. Определение состава полисахарида
2.4.5. Определение белков по методам Бредфорд, Лоури и с применением двумерного гельэлектрофореза.
2.4.6. Анализы содержания соединений фосфора.
2.5. Проведение экспериментов по определению влияния физических агентов
2.5.1. Эксперименты с воздействием постоянного и переменного магнитного поля на бактерии.
2.5.2. Эксперименты с воздействием постоянным электрическим током на бактерии.
2.5.3. Эксперименты по влиянию высокочастных излучений радиоизлучений на бактерии
2.5.4. Эксперименты по влиянию прямого света и ультрафиолетового света на бактерии. .
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Формирование бактериями коммунальных экстрацеллюлярных структур, обладающих радиозащитным действием при облучении культур УФсветом
3.1.1. Краткое описание штаммов на этапе выделения
3.1.2. Таксономическая характеристика штаммов.
3.1.3. Исследование штаммов устойчивых к ультрафиолету на наличие плазмид. .
3.1.4. Световая микроскопия.
3.1.5. Определение жизнеспособности клеток внутри коммунальных оболочек.
3.1.6. Электронномикроскопические исследования.
3.1.7. Исследование состава коммунальной оболочки бактерий,устойчивых к ультрафиолету.
3.2. Влияние геомагнитного поля на активность бактерий и на формирование экстраклеточных и внутриклеточных структур .
3.2.1. Фазы роста бактериальной культуры
3.2.2. Сравнительное влияние магнитного вакуума, естественного геомагнитного поля и магнитного возмущения на удельную скорость ассимиляции карбонатного
углерода без дополнительного внесения железа в питательную среду
3.2.3. Сравнительное влияние магнитного вакуума, естественного геомагнитного поля и магнитного возмущения на удельную скорость ассимиляции карбонатного углерода с дополнительным внесением ферромагнетика в питательную среду.
3.2.3. Формирование дополнительных клеточных структур бактериями ВКМ В при наличии в питательной среде железа.
З.З.Образование наноформ при воздействии на бактерии электрическим током, видимым светом, радиоволновым излучением
3.3.1. Влияние электрического тока на бактерии.
3.3.2. Влияние прямого света на клеточную структуру бактерий
3.3.3. Влияние радиоволнового излучения.
Заключение
Выводым.мм.м.м.
Список использованной литерату ры. .
ПРИЛОЖЕНИЕ. Бактериальные наноформы в различных естественных местообитаниях
Бактериальные наноформы в кальцифицированных тканях плаценты.
Симбиотические наноформы бактерий из вечномерзчых почв. .
Нанобактерии из других естественных местообитаний
Введение.
Известно, что внешние воздействия на бактерии могут изменять численность и активность клеток в популяции. Эти изменения зависят от типа, мощности и продолжительности воздействия. Вместе с тем было известно, что длительные неблагоприятные воздействия голодание и т.п. сказываются не только на физиологической активности, но также и на морфологии и структурной организации бактерий.
Несмотря на относительную простоту организации, бактерии имеют хорошо развитую клеточную структуру, которая ответственна за многие биологические особенности и свойства. Клеточная структура бактерий является одним из первых объектов классической микробиологии, включающей изучение морфологии микроорганизмов. Форма клеток является характеристикой для ряда видов и более высоких таксонов, но может изменяться в зависимости от условий роста. Столь же значимой для морфологии характеристикой, как и форма, обычно является размер клеток, также типичный для вида или на уровне вышестоящего таксона. Изменение формы и размера клетки в сочетании с переменой соотношения площади поверхности и объема клетки является показателем изменений в активности протекающих процессов. При этом обычно увеличение размеров клеток по сравнению с исходными рассматривают как снижение активности иили увеличение резервов.
Особое значение в структуре клеток бактерий имеет наличие жесткой клеточной оболочки, которая, прежде всего, обеспечивает защиту клетки от внутреннего давления, связанного с более высокой концентрацией веществ в клетке по сравнению с окружающей средой. Различные бактерии разнятся по строению клеточной стенки, подразделяясь на две основные группы грамотрицательные и грамположительные. Грамположительные бактерии отличаются мощным слоем пептидогликана. Общие характеристики типа клеточной стенки недостаточны для описания ее защитных свойств, так, относительно устойчивые к радиации бактерии рода Оетососсш и устойчивые к воздействиям высоких температур бактерии группы ТИегтш имеют грамотрицательное строение стенки при формальном классическом окрашивании как грамположительные.
Грамотрицательная клеточная стенка имеет менее мощный слой пептидогликана, но кроме него содержит дополнительную внешнюю мембрану, выполненную фосфолипидами и липополисахаридами. Химическая структура липополисахаридов внешней мембраны может быть высоко специфичной и ответственной за антигенные свойства штаммов. Функции компонентов поверхности клеточной стенки бактерий включают барьерную роль, адгезивную, размещение ряда энзимов, а также сигнальных
белков, реагирующих на воздействия температуры, осмоса, солености, света, кислорода, химических соединений и другое. Клеточная оболочка обеспечивает все контакты бактериального организма с окружающей его внешней средой, таким образом, именно она является первичной организационной структурой воспринимающей воздействия любых внешних воздействий.
Известно, что внешние воздействия на бактерии могут изменять численность и активность клеток в популяции. Эти изменения зависят от типа, мощности и продолжительности воздействия. Вместе с этим известно, что длительные неблагоприятные воздействия голодание и т.п. сказываются не только на физиологической активности, но также и на морфологии и структурной организации бактерий. Литературные сведения о структурных изменениях клеток бактерий при кратковременных неблагоприятных стрессовых воздействиях более ограничены. В настоящее время все живые организмы подвержены возрастающему влиянию техногенных агентов, что не может не отражаться на ответных реакциях клеток не только у высших организмов, но и у бактерий.
Влияние внешних факторов на морфологию и организацию клеток бактерий изучено в основном при сильных стерилизующих воздействиях и как эффекты длительных неблагоприятных воздействий, а не кратковременных неблагоприятных здесь и далее по тексту стрессовых. Вместе с тем не стерилизующие стрессовые воздействия также могут сказываться на организации клеток, и исследование структурных особенностей бактерий в неблагоприятных условиях представляет интерес для получения новых цитологических сведений. Возрастающее давление физических техногенных факторов на окружающую среду увеличивает актуальность таких исследований.
Актуальность


Показана защитная роль этих специализированных структур бактерий, обеспечивающих рост и размножение в условиях постоянного облучения УФ. Впервые показано, что магнитный вакуум компенсированное геомагнитное поле в присутствии в среде соединений ферримагнитного железа приводит к формированию дополнительной микрокристаллической экстраклеточной структуры у ВКМ В, в то время как в обычных геомагнитных условиях таковой нет, но формируются магниточувствительные включения. Обобщены экспериментальные данные по структурным ответным реакциям клеток бактерий при стрессовых воздействия электрическим током, радиоволновым излучением, видимым светом. Показано, что во всех случаях 1рамотрицательные и грамположительные бактерии способны формировать жизнеспособные наноформы, однако, у грамотрицательных образование наноформ происходит путем множественного деления или нанопочкования и сопровождается образованием множественных везикул внешних мембран. Практическая значимость работы. Отработаны методики экспериментов с применением различных физических агентов и их мощностей, позволяющие изучать структурные изменения бактериальных клеток. У Фстерили заг щи. Апробация работы. Результаты, полученные при выполнении данной работы, были представлены на международном конгрессе , , на международной конференции молодых ученых Биология наука XXI века Пущино , междисциплинарном семинаре Биологические эффекты солнечной активности Пущино , на семинарах и постерных сессиях Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН в гг. МНТЦ в Южной Корее, Чонгбук, г. Центре исследований окружающей среды , Лейпциг, г. Обзор литературы. Представляемая в обзоре литературы информация об организации и структуре бактерий в условиях воздействия различных факторов подобрана с учетом наиболее известного общего проявления реакции бактерий на стресс измельчание клеток и формирование клеткоподобных наноформ различных морфотипов. В этом отношении наиболее показательны физические агенты, так как возможность их одномоментного включения или выключения допускает кратковременное стрессовое приложение фактора в отличие, например, от химических воздействий, для прекращения которых может потребоваться отделение биомассы от среды. Влияние физических агентов на структуру и биохимические процессы жизнедеятельности бактериальных клеток. Общая характеристика физических факторов. В числе физических агентов, воздействующих на клетки бактерий, следует особо отметить те, эффекты воздействий которых уже описаны в микробиологической литературе гравитацию, давление, магнитные поля, а также целый ряд или спектр электромагнитных полей, принципиально различаемых по длине электромагнитных волн Табл. Радиоволнами называются электромагнитные волны, длина X которых в вакууме больше 5 х 5 м соответственно V 6x Гц. Оптическим излучением, или светом, называют электромагнитные волны электромагнитное излучение, длины которых в вакууме в диапазоне от нм до 1мм границы условны. К оптическому излучению относятся инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучение. Инфракрасным излучением ИК называется электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телахи, длины волн которого в вакууме лежат в пределах от 1мм до 0 нм. Видимым излучением, или видимым спектром, называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме от 0 до 0 нм, которое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе. Ультрафиолетовым излучением УФ называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме от 0 до нм. Рентгеновским излучением, или рентгеновскими лучами называется электромагнитное излучение, которое возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн в вакууме, лежащими в широком диапазоне с условными границами от 0 нм до 0, 1 пм 1пм м. Гаммаизлучением, или гаммалучами, называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме менее 0,1 нм, которое испускается возбужденными атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также возникает при распаде частиц, аннигиляции пар частица античастица и других процессах. Таблица 1 Яворский, .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.174, запросов: 145