детекції та визначення розташування специфічних мРНК в клітинах, що утворюють біоплівки, що дозволяє встановити просторово-часові особливості експресії генів в бактеріях. За допомогою цього методу була визначена неоднорідність бактерій в біоплівки та виявлено клітини-персістери, відповідальні за виживання популяції під час впливу летальних для основної маси клітин факторів. [9]
Висновок.
Таким чином в роботі були розглянуті ультроструктура і етапи формування біоплёнок, а так само представлені механізми взаємодії мікроорганізмів між собою і з навколишнім середовищем у складі біоплёнок.
Біоплівка - мікробне співтовариство, що характеризується клітинами, які прикріплені до поверхні або один до одного, укладені в матрикс синтезованих ними позаклітинних полімерних речовин. Відмінними рисами біоплівки, порівняно з колоніями мікроорганізмів, є наявність позаклітинного матриксу, наявність у бактерій генів, що контролюють біопленкообразованіе, складна архітектурна структура.
Виділяють п'ять стадій існування біоплівки: первинна та вторинна адгезія, дозрівання, зростання, дисперсія. Адгезія до біологічних поверхнях обумовлюється специфічною взаємодією білків-адгезінов або лектинів фімбрій екзоплазматіческого компартмента бактеріальної клітини з рецепторами або певними доменами поверхні мембран хазяйських клітин. У грампозитивних мікроорганізмів одним з найважливіших елементом в процесі адгезії є (Polysaccharide Intercellular Adhesin) (PIA) - полісахарид, який бере участь як в клітинній субстратной адгезії, так і в подальшому формуванні клітинних кластерів (клітинно-клітинна адгезія). У грамнегативних мікроорганізмів важливу роль у адгезії і клітинної агрегації грають джгутики і фимбрии IV типу.
Одним з основних компонентів біоплівки є екзополісахарідний матрикс, який містить такі полісахариди як декстран, гіалуронову кислоту, целюлозу. Концентрація інших хімічних компонентів дуже сильно варіює. Частка білків може становити до 60%, ліпідів до 40% і нуклеїнових кислот 1-20%. Дані з'єднання знаходяться в гідратованому стані, оскільки 80-90% обсягу біоплівки займає вода.
Клітини в слизовому матриксі розташовуються не хаотично, а певним чином. Структура багатоклітинних кластерів представлена ??у вигляді грибоподібних, столбоподобних утворень, «цементованих» в екзополісахарідний шар.
Біоплівки, як правило, являють собою гетерогенні співтовариства, які з мікроорганізмів різних фізіологічних груп. Багаторазово було показано, що біоплівки, що складаються з мікроорганізмів різних таксонів, міцніше і товщі, ніж біоплівки, що складаються з мікроорганізмів одного виду.
Формування, ріст, міграція планктонних форм клітин для колонізації в біоплівках регулюються на рівні популяції допомогою механізмів міжклітинної комунікації. «Quorum sensing» (QS) - це процес колективної координації експресії генів в популяції бактерій, опосредующий специфічну поведінку клітин. Механізм роботи QS заснований на складній ієрархічній регуляції цільових локусів генома бактеріальної клітини. При цьому регуляція здійснюється на різних рівнях впливу: транскрипционном, трансляційному, посттрансляционном.
біоплівки відіграють значну роль у виникненні та розвитку інфекційного процесу. Дані свідчать про те, що хронічні інфекції принципово відрізняються від гострих освітою біоплівок, а фагоцити макроорганізму нездатні поглинати біоплівки на відміну від окремих бактеріальних клітин. Біоплівки так само є однією з причин підвищення стійкості бактерій до антибіотиків.
В останнє десятиліття відбулося значне розширення можливості вивчення формування мікробних біоплівок. Основний напрямок цих досліджень пов'язаний з розробкою методів культивування мікроорганізмів в динамічних і статичних умовах.
До динамічних можна віднести методи з використанням лабораторних ферментеров, культивування в апараті Робінсона, проточний метод. Основною перевагою динамічних методів формування біоплівок є максимальне наближення до умов живих систем.
Друга група методів заснована на створенні статичних умов культивування мікроорганізмів. До них можна віднести метод із застосуванням 96-лункових пластикових планшетів, ALI-метод, метод гідроксіапатітовие дисків.
Для виявлення ступеня відмінностей в експресії генів і, відповідно, в білкових складах клітин на різних стадіях розвитку біоплівки, використовують різні методи генетичні дослідження з використанням флуоресцентний білок, плазмідної експресійної вектора, порівняльного аналізу складу мРНК і білків в клітинах планктонних і біопленочних бактерій.
В даний час найбільш надійним методом вивчення мікробної біоплівки є специальная мікроскопія. У першу чергу це...
