Медицинска микробиология I: Патогени и човешка микробиома

By Allen Kuslovic, Andreas Vanilssen and Rogers Nilstrem

Има няколко пътища, по които патогените могат да нахлуят в гостоприемник. Основните пътища имат различни епизодични времеви рамки, но почвата има най-дългия или най-постоянен потенциал за прикриване на патоген. Болестите при хората, причинени от инфекциозни агенти, са известни като патогенни заболявания. Човешкият микробиом е съвкупността от всички microbiota които пребивават в или в човешките тъкани и биофлуидите заедно със съответните анатомични места, в които те пребивават, включително кожата, млечните жлези, плацентата, семенната течност, матката, фоликулите на яйчниците, белите дробове, слюнката, устната лигавица, конюнктивата, жлъчните пътища и стомашно-чревния тракт. Съдържание на тази книга: Патоген, Прион, Вирус, Патогенни бактерии, Гъбички, Патогенни гъбички, Човешки паразити, Протозои, Паразитни червеи, Списък на паразити по хората, клинична микробиология, Взаимодействие между гостоприемник, Инфекциозно заболяване, Списък на инфекциозни заболявания, Инфекции свързана с болести, човешки микробиом, проект за човешки микробиоми, хипотеза за здравето на биоразнообразието, първоначално придобиване на microbiota, човешки вирус, човешки стомашно-чревен тракт microbiota, Черно-мозъчна ос, Психобиотик, Колонизационна резистентност, Флора на кожата, Вагинална флора, Вагинална флора при бременност, Списък на бактериална вагиноза microbiota, Плацентарен микробиом, Микробиом на човешкото мляко, Орална екология, Слюнчен микробиом, Белодробен microbiota, Списък на човешки microbiota, пробиотик, пробиотици при деца, психобиотик, Bacillus clausii, постбиотик, протеобиотици, синбиотици, Bacillus coagulans, бактериална вагиноза, bifidum bifidobacterium animalis, bifidum bifidobacterium, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Botryosphaeran, Clostridium butyricum, Escherichia coli Nissle 1917, транскрипционен фактор Gal4, Ganeden, Lactinex, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus crispatus .
Authors: Allen Kuslovic, Andreas Vanilssen, Rogers Nilstrem

• Language: Български
• Publisher: Cambridge Stanford Books
• Release date: Sep 24, 2020
• ISBN: 9781005414610

Book preview

медицинска микробиология

медицинската микробиология, големият набор от микробиология, който се прилага в медицината, е клон на медицинската наука, занимаващ се с превенцията, диагностиката и лечението на инфекциозни заболявания. Освен това, тази област на науката изучава различни клинични приложения на микробите за подобряване на здравето. Има четири вида микроорганизми, които причиняват инфекциозно заболяване: бактерии, гъби, паразити и вируси и един вид инфекциозен протеин, наречен прион.

медицински микробиолог изучава характеристиките на патогените, техните начини на предаване, механизмите на инфекция и растеж. С помощта на тази информация може да се измисли лечение. Медицинските микробиолози често служат като консултанти за лекари, като предоставят идентификация на патогени и предлагат възможности за лечение. Други задачи могат да включват идентифициране на потенциални рискове за здравето за общността или наблюдение на еволюцията на потенциално вирулентни или резистентни щамове на микробите, обучение на общността и подпомагане на проектирането на здравни практики. Те могат също да помогнат за предотвратяване или контролиране на епидемии и огнища на болест. Не всички медицински микробиолози изучават микробна патология; някои проучвания често срещани непатогенни видове, за да се определи дали техните свойства могат да бъдат използвани за разработване на антибиотици или други методи на лечение.

епидемиологията, изучаването на моделите, причинителите и последиците от състоянието на здравето и болестите при популациите, е важна част от медицинската микробиология, въпреки клиничната характеристика на областта основно се фокусира върху наличието и растежа на микробни инфекции при индивидите, т.е. тяхното въздействие върху човешкото тяло и методите за лечение на тези инфекции. В този контекст цялата област като приложна наука може да бъде концептуално разделена на академични и клинични специалности, въпреки че в действителност съществува течен континуум между микробиологията на общественото здраве и диагностичната медицинска микробиология, точно както състоянието на техниката в клиничните лаборатории зависи от непрекъснатите подобрения в академичната медицина и изследователските лаборатории.

често лекувани инфекциозни заболявания

бактериален

стрептококов фарингит

Chlamydia 2а2

коремен тиф

туберкулоза

вирусен

ротавирусната

хепатит С

човешки papillomavirus ( HPV)

паразитен

малария

Giardia lamblia

Toxoplasma 2а2 Gondii

гъбична

Candida

хистопламоза

причини и предаване на инфекциозни заболявания

инфекциите могат да бъдат причинени от бактерии, ес, гъбички и паразити. Патогенът, който причинява болестта, може да бъде екзогенен (придобит от външен източник; околната среда, животни или други хора, например грип) или ендогенен (от нормална флора, например кандидоза).

мястото, на което микроб навлиза в тялото, се нарича портал за влизане. Те включват дихателните пътища, стомашно-чревния тракт, пикочо-половите пътища, кожата и лигавиците. Порталът за влизане на конкретен микроб зависи главно от това как той пътува от естественото си местообитание до гостоприемника.

има различни начини, по които болестта може да се предава между индивидите. Те включват:

директен контакт - Докосване на заразен хост, включително сексуален контакт

косвен контакт - докосване на замърсена повърхност

контакт с капчици - кашлица или кихане

фекално-орален път - Поглъщане на замърсена храна или водни източници

въздушно предаване - патоген, пренасящ спори

векторно предаване - Организъм, който сам по себе си не причинява болест, но предава инфекция, като пренася патогени от един гостоприемник на друг

предаване на фомит - Нежив предмет или вещество, способно да пренася инфекциозни микроби или паразити

околна среда - Придобити от болници инфекции (Нозокомиални инфекции)

подобно на други патогени, те използват тези методи на предаване, за да влязат в тялото, и пришъците се различават по това, че те също трябва да влязат в действителните клетки на гостоприемника. След като получат достъп до клетките на гостоприемника, "генетичният материал (РНК или ДНК) трябва да бъде въведен в клетката. Репликацията между жените е много разнообразна и зависи от типа на гените, участващи в тях. Повечето ДНК се събират в ядрото, от друга страна, повечето РНК се развиват единствено в цитоплазмата.

механизмите за инфекция, пролиферация и постоянство на клетките на гостоприемника са от решаващо значение за неговото оцеляване. Като някои заболявания, например морбили, се използва стратегия, при която тя трябва да се разпространи в редица домакини. При тези форми на вирусна инфекция болестта често се лекува от собствения имунен отговор на организма и следователно се изисква да се разпръсне към нови гостоприемници, преди да бъде унищожена от имунологична резистентност или гостоприемник death. Като има предвид, че някои инфекциозни агенти, например Feline leukemia, могат да издържат на имунните реакции и са в състояние да постигнат дългосрочно пребиваване в рамките на отделен гостоприемник, като същевременно запазват способността да се разпространяват в последователни гостоприемници.

диагностични тестове

идентифицирането на инфекциозен причинител на лека болест може да бъде толкова просто, колкото и клиничното представяне; например стомашно-чревни заболявания и кожни инфекции. За да може да се направи оценка на това кой микроб може да причини болестта, трябва да се вземат предвид епидемиологичните фактори; например вероятността на пациента да бъде изложена на предполагаемия организъм и наличието и разпространението на микробен щам в общността.

диагнозата на инфекциозно заболяване почти винаги се поставя чрез консултация с медицинската история на пациента и провеждане на физическа проверка. По-подробните техники за идентификация включват микробна култура, микроскопия, биохимични изследвания и генотипизиране. Други по-малко разпространени техники (като рентгенови лъчи, CAT сканиране, PET сканиране или ЯМР) се използват за получаване на изображения на вътрешни аномалии, произтичащи от растежа на инфекциозен агент.

микробна култура

микробиологичната култура е основната операция, използвана за изолиране на инфекциозно заболяване за изследване в лабораторията. Пробите от тъкан или течност се тестват за наличие на специфичен патоген, който се определя чрез растеж в селективна или диференциална среда.

трите основни типа носители, използвани за тестване, са:

твърда реколта: Твърдата повърхност се създава с помощта на смес от хранителни вещества, соли и агар. След това един микроб върху агарова плака може да прерасне в колонии (клонинги, където клетките са идентични една на друга), съдържащи хиляди клетки. Те се използват основно за култивиране на бактерии и гъбички.

течна култура: Клетките се отглеждат в течна среда. Микробният растеж се определя от времето, необходимо за течността да образува колоидна суспензия. Тази техника се използва за диагностициране на паразити и откриване на mycobacteria .

клетъчна култура: човешките или животинските клетъчни култури са заразени от интересуващия микроб. След това се наблюдават тези култури, за да се определи ефекта, който микробите оказват върху клетките. Тази техника се използва за идентификация.

микроскопия

техники за култивиране често използват микроскопичен контрол, за да помогнат при идентифицирането на микроба. Инструменти, например, сложни светлинни микроскопи, могат да бъдат използвани за оценка на критичните аспекти на организма. Това може да се извърши веднага след вземането на пробата от пациента и се използва заедно с техники за биохимично оцветяване, което позволява разделяне на клетъчните характеристики. Електронни микроскопи и флуоресцентни микроскопи също се използват за наблюдение на микробите с по-големи подробности за изследване.

биохимични тестове

бързи и сравнително прости биохимични тестове могат да бъдат използвани за намиране на инфекциозни причинители. За бактериална идентификация използването на метаболитни или ензимни характеристики е често срещано поради причината, че способността им да ферментират въглехидрати по модели, характерни за техния род и вид. Киселини, алкохоли и газове обикновено се откриват при тези тестове, когато бактериите се отглеждат в селективни течни или твърди среди, както беше споменато по-горе. За да се извършват масово тези тестове, се използват автоматизирани машини. Тези машини извършват множество биохимични тестове едновременно, като използват карти с няколко ямки, съдържащи различни дехидратирани химикали. Микробът, който представлява интерес, ще реагира с всеки химикал в конкретен процес, подпомагайки идентифицирането му.

серологичните методи са силно чувствителни, специфични и често изключително бързи лабораторни изследвания, използвани за намиране на различни видове микроорганизми. Тестовете се основават на способността на антитялото да се свързва по-специално с антиген. Антигенът (обикновено протеин или въглехидрат, направен от инфекциозен агент) се свързва от антитялото, което позволява този вид тест да се използва за организми, различни от бактерии. След това това обвързване поставя началото на верига от събития, които могат лесно и окончателно да се наблюдават, в зависимост от теста. Повече complex серологични техники са известни като имуноанализи. Използвайки подобна основа като описаната по-горе, имуноанализите могат да разкрият или измерят антигени или от инфекциозни агенти, или от протеини, генерирани от заразен гостоприемник в отговор на инфекцията.

полимеразна верижна реакция

PCR Тестовете за полимеразна верижна реакция( PCR) са най-често използваната молекулярна техника за разкриване и изследване на микроби. В сравнение с други методи, последователността и проверката е окончателна, надеждна, точна и бърза. Днес количественият PCR е основната използвана техника, тъй като тази операция предоставя по-бързи данни в сравнение със стандартен PCR анализ. Такива като, традиционните PCR техники изискват използването на gel electrophoresis за визуализиране на амплифицирани DNA молекули след приключване на реакцията. Количественият PCR не изисква това, тъй като установеният ред за откриване използва флуоресценция и сонди за разкриване на DNA молекули, тъй като те се усилват. Освен това количественият PCR по същия начин премахва риска от замърсяване, което може да възникне по време на стандартни процедури PCR (пренасяне на PCR продукт в следващи PCR). Друго предимство на използването на PCR за разкриване и изследване на микроби е, че DNA последователностите на новооткритите инфекциозни микроби или щамове могат да бъдат сравнени с тези, които вече са изброени в базите данни, което от своя страна помага да се разбере какъв организъм причинява инфекциозния Ail и следователно какви възможни методи за лечение могат да бъдат използвани. Тази техника е настоящият стандарт за откриване на вирусни инфекции, например AIDS и хепатит.

лечение

след като инфекцията бъде диагностицирана и идентифицирана, подходящите възможности за лечение трябва да бъдат оценени от лекаря и да се консултират с медицински микробиолози. Някои инфекции могат да се справят с установения имунен ред на организма, но по-сериозните инфекции се лекуват с антимикробни лекарства. Бактериалните инфекции се лекуват с антибактериални лекарства (често наричани антибиотици), за разлика от гъбичните и вирусни инфекции се лекуват съответно с противогъбични и антивирусни средства. За лечение на паразитни заболявания се използват широк клас лекарства, известни като антипаразитни.

медицинските микробиолози често дават препоръки за лечение на лекаря на пациента въз основа на щама на микроба и неговата антибиотична резистентност, мястото на инфекция, потенциалната токсичност на антимикробните лекарства и всякакви лекарствени алергии, които пациентът има.

освен че лекарствата са специфични за определен вид организъм (бактерии, гъбички и др.), Някои лекарства са специфични за определен род или вид организъм и няма да работят върху други организми. Въз основа на тази специфичност медицинските микробиолози трябва да вземат предвид ефективността на някои антимикробни лекарства, когато дават препоръки. Освен това щамовете на един организъм могат да бъдат резистентни към определено лекарство или клас лекарство, дори когато това е обикновено ефективно срещу вида. Тези щамове, наречени резистентни щамове, представляват сериозна грижа за общественото здраве от нарастващо значение за медицинската индустрия, тъй като разпространението на антибиотичната резистентност се влошава. Антимикробната резистентност е все по-проблематичен проблем, който води до милиони смъртни случаи всяка година.

докато лекарствената резистентност обикновено включва микроби, химически инактивиращи антимикробно лекарство или клетка, механично спираща приема на лекарство, друга форма на лекарствена резистентност може да възникне от образуването на биофилми. Някои бактерии са в състояние да образуват биофилми, като се придържат към повърхности на имплантирани устройства, например катетри и протези и създават извънклетъчна матрица за други клетки, които да се придържат. Това им осигурява стабилна среда, от която бактериите могат да се разпръснат и заразят други части от гостоприемника. Освен това, извънклетъчният матрикс и плътният външен слой от бактериални клетки могат да защитят вътрешните клетки на бактериите от антимикробни лекарства.

медицинската микробиология не е свързана само с диагностицирането и лечението на болестта, но включва и изследването на полезните микроби. Микробите се оказаха полезни в борбата с инфекциозните заболявания и укрепването на здравето. Лечението може да се развие от микроби, както е доказано от откритието на Александър Флеминг за пеницилин допълнително като разработването на нови антибиотици от бактериалния род Streptomyces и много други. Микроорганизмите не само са източник на антибиотици, но някои от тях могат също така да действат като probiotics, за да осигурят ползи за здравето на гостоприемника, например осигурявайки по-добро стомашно-чревно здраве или инхибирайки патогени.

патогенът

в биологията патоген в най-стария и широк смисъл е всичко, което може да доведе до болест. Патоген може също да бъде посочен като инфекциозен агент или просто зародиш.

терминът патоген влезе в употреба през 1880-те. Обикновено терминът се използва за описание на инфекциозен микроорганизъм или агент, например а, бактерия, протозой, вирусоид или гъби. Малките животни, например някои видове червеи и ларви на насекоми, също могат да причинят болест. Независимо от това, тези животни обикновено се наричат ​​паразити вместо патогени. Научното изследване на микроскопични организми, включително микроскопични патогенни организми, се нарича микробиология, от друга страна изследването на болестта, която може да включва тези патогени, се нарича патология. Междувременно паразитологията е научното изследване на паразитите и организмите, които ги приютяват.

има няколко пътища, по които патогените могат да нахлуят в гостоприемник. Основните пътища имат различни епизодични времеви рамки, но почвата има най-дългия или най-постоянен потенциал за прикриване на патоген. Болестите при хората, причинени от инфекциозни агенти, са известни като патогенни заболявания, въпреки че не всички заболявания са причинени от патогени. Някои заболявания, например болестта на Хънтингтън, са причинени от наследяване на анормални гени.

патогенен

патогенността е потенциалната болестотворна способност на патогените. Патогенността е свързана с вирулентността в смисъла, но някои власти стигат да го разкрият като качествен термин, за разлика от това последният е количествен. По този стандарт може да се каже, че организмът е патогенен или непатогенен в определен контекст, но не и по-патогенен от други. Такива сравнения са описани вместо по отношение на относителна вирулентност. Патогенността също е нееднаква от преносимостта на, което количествено определя риска от инфекция.

патогенът може да бъде описан по отношение на способността му да произвежда токсини, да влиза в тъкани, да колонизира, да отвлича хранителни вещества и способността му да имуносупресира гостоприемника.

контекстно зависима патогенност

обичайно е да се говори за цял вид бактерии като патогенни, когато е идентифициран като причинител на болестта (вж. Постулатите на Кох). Независимо от това, съвременният възглед е, че патогенността зависи от микробната екосистема като цяло. Една бактерия може да участва в опортюнистични инфекции при имунокомпрометирани гостоприемници, да придобие фактори на вирулентност чрез плазмидна инфекция, да се прехвърли на разграничено място в рамките на гостоприемника или да отговори на промените в преобладаващия брой на други бактерии. Например, инфекция на мезентериални лимфни жлези на мишки с Yersinia може да изчисти процеса за продължаване на инфекцията на тези места чрез Lactobacillus, вероятно чрез механизъм на имунологичен белег.

свързани понятия

вирулентност

вирулентността (склонността на патоген да намалява годността на гостоприемника) се развива, когато патоген може да се разпространи от болен гостоприемник, въпреки че гостоприемникът е изтощен. Хоризонталното предаване се случва между гостоприемниците от един и същи вид, докато вертикалното предаване, което има тенденция да се развива към симбиоза (след период на висока заболеваемост и смъртност в популацията) чрез свързване на еволюционния успех на патогена с еволюционния успех на организма гостоприемник. Еволюционната биология предполага, че много патогени развиват оптимална вирулентност, при която пригодността, придобита от повишена скорост на репликация, се балансира от компромиси с намалено предаване, но точните механизми, които са в основата на тези връзки, остават спорни.

предаване

предаването на патогени става по много различни пътища, включително въздушен, директен или косвен контакт, сексуален контакт, чрез кръв, кърма или други телесни течности и по фекално-орален път.

видове патогени

прионите

прионите са неправилно сгънати протеини, които могат да пренесат своето сгънато състояние в друг главно сгънат протеин от същия тип. Те не съдържат никакви DNA или RNA и не могат да репликират друго, освен да конвертират вече съществуващи нормални протеини в неправилно сгънато състояние. Тези аномално сгънати протеини се откриват определено при някои заболявания, например скрейпи, говежди спонгиформен енцефалопатия (болест на лудата крава) и Кройцфелт-Якоб аил.

вируси

вирусите са малки частици, обикновено с дължина между 20 и 300 нанометра, съдържащи RNA или DNA. Изискват приемната клетка да се репликира. Някои от заболяванията, причинени от вирусни патогени включват едра шарка, грип, паротит, морбили, варицела, ебола, HIV и рубеола.

патогениците са строго от семействата: Adenoviridae, Picornaviridae, Herpesviridae, Hepadnaviridae, Flaviviridae, Retroviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Papovaviridae, Polyomavirus, Rhabdoviridae, и Togaviridae. HIV е забележителен член на семейството Retroviridae, което засегна 37,9 милиона души по целия свят през 2018 г.

Bacteria 2а2

по-голямата част от бактериите, които могат да варират с дължина между 0,15 и 700 μM, са безвредни или полезни за хората. Независимо от това, сравнително малък списък на може да причини инфекциозни заболявания. Има няколко начина, по които те могат да причинят болест. Те могат или да засегнат директно клетките на своя гостоприемник, да произвеждат ендотоксини, които увреждат клетките на техния гостоприемник, или да предизвикат достатъчно силен имунен отговор, че клетките гостоприемници са повредени.

едно от бактериалните заболявания с най-голяма тежест на болестта е туберкулозата, причинена от туберкулозата на бактерията Mycobacterium, която през 2013 г. уби 1,5 милиона души, обикновено в Субсахарска Африка. Принос за други глобално значими заболявания, например пневмония, която може да бъде причинена от бактерии, например Streptococcus и Pseudomonas, и болести, пренасяни от храната, които могат да бъдат причинени от бактерии например Shigella, Campylobacter и Salmonella. По същия начин причиняват инфекции, например тетанус, коремен тиф, дифтерия, сифилис и проказа.

гъби

гъбичките са еукариотни организми, които могат да служат като патогени. Има приблизително 300 известни гъби, които са патогенни за хората, включително Candida albicans, който е най-честата причина за млечница, и Cryptococcus неоформи, които могат да причинят тежка форма на менингит. Типичният размер на гъбичните спори е с дължина <4,7 µm, но някои спори могат да бъдат по-големи.

водорасли

водораслите са едноклетъчни растения, които очевидно са непатогенни въпреки патогенните разновидности. Protothecosis е Protothecosis болест, открита при кучета, котки, говеда и хора, причинена от вид зелена водорасла, известна като прототека, която няма хлорофил.

други паразити

някои еукариотни организми, включително редица протозои и хелминти, са.

патогенът е домакин

Bacteria 2а2

въпреки че бактериите могат сами да бъдат патогени, те също могат да бъдат заразени от патогени. Arees, известни също като фаг, които заразяват бактерии, често водещи до death на заразените бактерии. Общи включват T7 и Lamda фаг. Има случаи, които заразяват всички видове бактерии, включително грам-отрицателни и грам-положителни. Дори този, който заразява друг вид, включително хората, може да бъде заразен с фаг.

растения

растенията могат да играят домакин на широк спектър от патогенни видове, включително бактерии, гъбички, нематоди и дори други растения. Забележителните плантати включват пръстена от папая, който нанесе щети на милиони долари на земеделските стопани на Хаваите и Югоизточна Азия, и тютюневата мозайка, която накара ученият Мартинус Beijerinck да Beijerinck монтира термина вирус през 1898 г. Също така бактериалните растителни патогени също са сериозна проблем, причиняващ петна по листата, петна и гниене при много видове растения. Първите два бактериални патогена за растенията са P. Syringae и R. Solanacearum, които причиняват покафеняване на листата и други проблеми при картофите, доматите и бананите.

гъбичките са друг основен патогенен тип за растенията. Те могат да причинят голямо разнообразие от проблеми, например по-малка височина на растението, израстъци или ями по стволовете на дърветата, гниене на корени или семена и листни петна. Обичайните и сериозни растителни гъби включват гъби от ориз, холандски бряст, кестенна болест и заболявания на черния възел и кафявото гниене по черешите, сливите и прасковите. Счита се, че само по себе си причинява до 65% намаление на добива на реколтата.

като цяло растенията имат широк спектър от патогени и е изчислено, че само 3% от болестта, причинена от растителни патогени, може да бъде управлявана.

животни

животните често се заразяват с много от същите или подобни патогени като хората, включително ес, бактерии и гъбички. От друга страна дивите животни често се разболяват, по-голямата опасност е за животни от добитък. Смята се, че в селските райони 90% или повече смъртни случаи от добитък могат да бъдат причислени към патогени. Спонгиформената енцефалопатия на едрия рогат добитък, обикновено известна като Mad cow ail, е едно от малкото заболявания, които засягат животните. Други болести по животните включват различни имунодефицитни нарушения, причинени от човешки имунодефицит( HIV), включително BIV и FIV .

хората

хората могат да бъдат заразени с много видове патогени, включително es, бактерии и гъбички. Бактериите, които заразяват хората, могат да причинят симптоми, например кихане, кашлица, треска, повръщане и дори да доведат до death. Някои от тези симптоми са причинени от самия себе си, от друга страна други са причинени от имунния установен ред на заразения човек.

лечение

Prion

въпреки много опити, досега не е показана терапия, която да спре прогресията на болестите.

вирус

съществуват различни варианти за профилактика и лечение за някои вирусни патогени. Ваксините са една често срещана и ефективна превантивна мярка срещу различни вирусни патогени. Ваксините първостепенно установяват имунния ред на гостоприемника, така че когато потенциалният гостоприемник се срещне с природата, установеният имунен ред може да се защити от инфекция бързо. Съществуват ваксини, например за морбили, паротит и рубеоли и грип. Някои например HIV, денга и chikungunya нямат налични ваксини.

лечението на вирусни инфекции често включва лечение на симптомите на инфекцията вместо предоставянето на каквито и да е лекарства, които засягат самия вирусен патоген. Лечението на симптомите на вирусна инфекция дава време на имунитета на установения ред да разработи антитела срещу вирусен патоген, който след това ще изчисти инфекцията. В някои случаи е необходимо лечение срещу Един пример за това е HIV, където антиретровирусната терапия, известна също като ART или HAART, е необходима, за да се предотврати загубата на имунни клетки и прогресията в AIDS .

Bacteria 2а2

подобно на вирусни патогени, инфекцията от някои бактериални патогени може да бъде предотвратена чрез ваксини. Ваксините срещу бактериални патогени включват ваксината anthrax и ваксината срещу пневмококи. На много други бактериални патогени липсват ваксини като превантивна мярка, но инфекцията от тези бактерии често може да бъде лекувана или предотвратена с антибиотици. Общите антибиотици включват амоксицилин, ципрофлоксацин и доксициклин. Всеки антибиотик има различни бактерии, срещу които е ефективен и има различни механизми за убиване на бактериите. Като например, доксициклинът инхибира синтеза на нови протеини както в грам-отрицателни, така и в грам-положителни бактерии, което води до death на засегнатите бактерии.

отчасти поради прекаленото предписване на антибиотици при обстоятелства, когато те не са необходими, някои бактериални патогени са развили резистентност към антибиотици и им е трудно да се лекуват с класически антибиотици. Генетично неравномерен щам, наречен MRSA, е един пример за бактериален патоген, който е трудно да се лекува с обикновени антибиотици. Доклад, публикуван през 2013 г. от Центъра за контрол на CDC болестта( CDC), изчислява, че всяка година в Съединените щати поне 2 милиона души получават резистентна на антибиотици бактериална инфекция, а най-малко 23 000 души умират от тези инфекции.

гъби

инфекцията от гъбични патогени се лекува с противогъбични лекарства. Гъбичните инфекции, например крак на атлета, болки в сърбежа и трихофития са инфекции на кожата и могат да бъдат лекувани с локални противогъбични лекарства като Клотримазол. Друга често срещана гъбична инфекция включва инфекции от щама на дрождите Candida albicans. Кандидата може да причини инфекции на устата или гърлото, обикновено наричани млечница, или може да причини вагинални инфекции. Тези вътрешни инфекции могат да бъдат лекувани с противогъбични кремове или с перорални лекарства. Общите анти-гъбични лекарства за вътрешни инфекции включват групата лекарства Echinocandin и Fluconazole .

водорасли

обикновено водораслите не се смятат за патогени, но се знае, че родът Prototheca причинява неразположение при хората. Понастоящем лечението на този вид инфекция се изследва и няма съгласуваност в клиничното лечение.

сексуални взаимодействия

много патогени са способни на сексуално взаимодействие. Сред тях сексуалното взаимодействие се случва между клетки от един и същи вид чрез действието на естествена генетична трансформация. Трансформацията включва прехвърляне на DNA от донорна клетка в реципиентна клетка и интегрирането на донора DNA в реципиентния геном чрез рекомбинация. Примери за бактериални патогени, способни на естествена трансформация са Helicobacter pylori, Haemophilus influenzae, Legionella pneumophila, Neisseria gonorrhoeae и Streptococcus pneumoniae .

еукариотичните патогени често са способни на сексуално взаимодействие чрез действие, включващо мейоза и сингамия. Мейозата включва интимното сдвояване на homologous хромозомите и рекомбинацията между тях. Примери на еукариотни патогени могат да пол включват паразитите протозойни Plasmodium 2а2 falciparum 2а2, Toxoplasma 2а2 Gondii, Trypanosoma 2а2 brucei 2а2, Giardia 2а2 intestinalis и гъбички Aspergillus fumigatus 2а2, Candida albicans 2а2 и Cryptococcus 2а2 neoformans ,

вирусите могат също така да претърпят сексуално взаимодействие, когато два или повече вирусни генома влизат в една и съща гостоприемна клетка. Това действие включва сдвояване на homologous геноми и рекомбинация между тях чрез действие, обозначено като повторно активиране. Примери за онези, които са подложени на това действие са херпес симплекс, човешка имунодефицит и ваксина.

сексуалните процеси в бактериите, микробните еукариоти и андите включват рекомбинация между homologous геномите, което изглежда улеснява възстановяването на увреждания на генома, причинени на генома на патогените от защитните сили на техните съответни целеви гостоприемници.

Prion

прионите са неправилно сгънати протеини със способността да предават неправилно сгънатата си форма върху нормални варианти на един и същи протеин. Те характеризират няколко фатални и трансмисивни невродегенеративни заболявания при хората и много други животни. Не е известно какво причинява неправилното разгъване на нормалния протеин, но за необичайната триизмерна структура се подозира, че придава инфекциозни свойства, свивайки близките протеинови молекули в една и съща форма. Думата произлиза от протеинова инфекциозна частица. Хипотезираната роля на протеин като инфекциозен агент стои, докато за всички други известни инфекциозни агенти такива аси, бактерии, гъбички и паразити, които съдържат нуклеинови киселини (ДНК, RNA или и двете).

прионните варианти на протеина( PrP), чиято специфична услуга е несигурна, са хипотезирани като причина за трансмисивни спонгиформни енцефалопатии (TSEs), включително скрейпи при овце, хронична CWD губеща болест( CWD) при елени, говежди спонгиформна енцефалопатия( BSE) при говеда (обикновено известна като "болест на лудата крава) и Creutzfeldt – Jakob ail( CJD) при хора. Всички известни заболявания при бозайници засягат структурата на мозъка или друга неврална тъкан; всички са прогресиращи, нямат известно ефективно лечение и винаги са фатални. До 2015 г. всички известни заболявания на бозайниците се считаха за причинени от протеина ( PrP); въпреки това през 2015 г. множествена установена атрофия на реда( MSA) е установено, че е трансмисивно и е хипотезирано, че е причинено от форма на алфа-синуклеин.

прионите образуват ненормални агрегати от протеини, наречени амилоиди, които се натрупват в заразена тъкан и се свързват с увреждане на тъканите и клетки death. Амилоидите също са отговорни за няколко други невродегенеративни заболявания, например болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон. Агрегатите са стабилни и тази структурна стабилност означава, че са устойчиви на денатурация от химически и физични агенти: не могат да бъдат унищожени чрез обикновена дезинфекция или готвене. Това затруднява изхвърлянето и задържането на тези частици.

ейлът е вид протеопатия или неразположение на структурно анормални протеини. Смята се, че хората са причината за Кройцфелт-Якоб CJD аил( CJD), неговия вариант( vCJD), синдром на Gerstmann – Sträussler – Scheinker( GSS), фатално фамилно безсъние( FFI) и куру. Съществуват също така предположения, че предположенията могат да играят роля при действието на болестта на Алцхаймер, болестта на Паркинсон и амиотрофната латерална склероза( ALS), и те се наричат ​​подобни заболявания. Няколко дрождени протеина също са идентифицирани като хаогенни свойства. Репликацията подлежи на епимутация и естествен подбор, точно както при други форми на репликация и структурата им леко варира между отделните видове.

прион протеин

структура

протеинът, който е направен от( PrP), се намира в цялото тяло, дори при здрави хора и животни. Независимо от това, PrP, открит в инфекциозен материал, има различна структура и е устойчив на протеази, ензимите в организма, които могат главно да разграждат протеините. Нормалната форма на протеина се нарича PrP C, от друга страна инфекциозната форма се нарича PrP Sc- С се отнася до клетъчна PrP, от друга страна Sc се отнася до scrapie, прототипичният PrP аил, PrP т.е. срещащи се при овцете. От друга страна, PrP Cе структурно добре дефиниран, PrP Scе по същество полидисперсен и дефиниран на сравнително лошо ниво. PrP 2а2могат да бъдат индуцирани до fold в други повече или по-малко добре дефинирани изоформи in vitro и връзката им с формите (ите), които са патогенни in vivo, все още не е ясно.

PrP С

PrP С е нормален протеин, намиращ се в мембраните на клетките. Той има 209 аминокиселини (при хората), една дисулфидна връзка, молекулна маса 35-36 kDa и строго алфа-спирална структура. Съществуват няколко топологични форми; една клетъчна повърхност се формира закотвена чрез гликолипид и две трансмембранни форми. Нормалният протеин не е утаим; което означава, че не може да бъде отделено чрез техники за центрофугиране. Неговата услуга е проблем complex, който продължава да се изследва. PrP Cсвързва медни (II) йони с висок афинитет. Значението на тази констатация не е ясно, но се предполага, че е свързано със структурата или услугата PrP. PrP Cлесно се усвоява от proteinase K и може да се освободи от клетъчната повърхност in vitro от ензима фосфоинозитид phospholipase С (PI-PLC), който разцепва гликолипидния котва на GPI гликофосфатидилинозитол( GPI). PrP е съобщено, че играе важна роля в клетъчно-клетъчната адхезия и вътреклетъчната сигнализация in vivo, и следователно може да бъде включен в комуникацията между клетките и клетките в мозъка.

PrP 2а2 ВЕИ

протеазно-устойчив PrP Sc-подобен протеин (PrP res) е наименованието, дадено на всяка изоформа от PrP c,която е структурно променена и превърната в неправилно proteinase сгъната K-устойчива форма in vitro. За да моделира превръщането на PrP Cв PrP Scin vitro, et al. Saborio бързо преобразува PrP Cв PrP resчрез процедура, включваща циклично амплифициране на сгъване на протеин. Терминът PrP res се използва за разкриване между PrP Sc, който е изолиран от инфекциозна тъкан и свързан с трансмисивния спонгиформен енцефалопатичен агент. Такива като, за разлика от PrPSc, PrP resможе да не е непременно заразен.

PrP Sc

инфекциозната изоформа на PrP, известна като PrP Sc, или просто, е в състояние да конвертира нормални PrP C протеини в инфекциозната изоформа чрез промяна на тяхната конформация или форма; това от своя страна променя процеса на взаимодействие на протеините. PrP Scвинаги причинява неприятности. Въпреки точната 3D структура на PrP Sc не е известна, тя има по-висок дял от β-листната структура, а не нормалната α-спирална структура. Агрегациите на тези анормални изоформи образуват силно структурирани amyloid влакна, които се натрупват, образувайки плаки. Краят на всяко влакно действа като шаблон, върху който могат да се прикрепят свободни протеинови молекули, което позволява на фибрите да растат. При повечето обстоятелства само PrP молекули с идентична аминокиселинна последователност с инфекциозния PrP Scсе включват в растящите фибри. Независимо от това, рядкото кръстосано предаване е също възможно.

нормално обслужване PrP

физиологичната служба на протеина остава слабо разбрана. От друга страна, данните от in vitro експерименти предполагат много различни роли, проучвания върху PrP knockout мишки са предоставили само ограничена информация на основание, че тези животни показват само малки аномалии. При изследвания, проведени върху мишки, беше установено, че разцепването на PrP протеини в периферните нерви причинява активирането на възстановяването на myelin в клетките на Schwann и че липсата на PrP протеини причинява демиелинизация в тези клетки.

PrP и регулирана клетъчна смърт

MAVS, RIP1 и RIP3 са подобни протеини, които се намират в други части на тялото. Те също така полимеризират във влакнести amyloid влакна, които инициират регулирана клетка death в случай на вирусна инфекция, за да се предотврати разпространението на вириони в други, околните клетки.

PrP и дългосрочна памет

прегледът на доказателствата през 2005 г. предполага, че PrP може да има нормална услуга в поддържането на дългосрочна памет. Освен това, проучване от 2004 г. установи, че мишките, лишени от гени за нормален клетъчен PrP протеин, показват променено дългосрочно потенциране на хипокампа. Неотдавнашно проучване, което може да обясни защо това е установено, че невроналният протеин CPEB има подобна генетична последователност с протеините от дрожди. Подобно формиране на CPEB е от съществено значение за поддържане на дългосрочни синаптични промени, свързани с формирането на дългосрочна памет.

PrP и обновяване на стволови клетки

статия от 2006 г. от Института за биомедицински изследвания на Уайтхед показва, че режимът или начинът на експресия PrP върху стволови клетки е необходим за самостоятелното обновяване на костния мозък на организма. Проучването показва, че всички дълготрайни хематопоетични стволови клетки експресират PrP върху клетъчната си мембрана и че хематопоетичните тъкани с PrP-null стволови клетки проявяват повишена чувствителност към изчерпване на клетките.

PrP и вроден имунитет

има някои доказателства, че PrP може да играе роля във вродения имунитет, тъй като начинът или начинът на експресия на PRNP, PrP гена, се регулира при много вирусни инфекции и PrP има антивирусни свойства срещу много хора, включително HIV .

прионова репликация

първата хипотеза, която се опитва да обясни как се репликира по протеинов начин, е хетеродимерният модел. Този модел предполага, че една молекула PrP Sc сесвързва към една PrP Cмолекула и катализира превръщането й в PrP Sc. Двете PrP Scмолекули след това се разпадат и могат да отидат, за да конвертирате повече PrP С. Независимо от това, моделът на репликация трябва да обяснява и как се разпространява, и защо спонтанната им поява е толкова рядка. Манфред Айген показа, че хетеродимерният модел изисква PrP Scда бъде изключително ефективен катализатор, увеличавайки скоростта на реакцията на конверсия с коефициент около 10 ¹⁵. Този проблем не възниква, ако PrP Scсъществува само в агрегирани форми, например amyloid, където кооперативността може да действа като бариера за спонтанното преобразуване. Нещо повече, въпреки значителните усилия, инфекциозният мономерен PrP Scникога не е бил изолиран.

алтернативен модел предполага, че PrP Scсъществува само като фибрили и че фибрилните краища свързват PrP Cи го превръщат в PrP Sc. Ако това беше всичко, тогава количеството на оси би се увеличило линейно, образувайки все по-дълги фибрили. Но експоненциалният растеж както на PrP Sc, така и на количеството на инфекциозните частици се наблюдава по време на аил. Това може да се обясни, като се вземе предвид счупването на фибрил. Намерено е математическо решение за експоненциалния темп на растеж в резултат на комбинацията от растеж на фибрил и разкъсване на фибрил. Експоненциалният растеж зависи популярно от квадратния корен на PrP Cконцентрация. Инкубационният период се определя от експоненциалния темп на растеж и in vivo данните за заболявания при трансгенни мишки съответстват на тази прогноза. Същата квадратна коренова зависимост също се наблюдава in vitro в експерименти с различни amyloid разностранни протеини.

механизмът на репликацията има отражение върху проектирането на лекарства. Тъй като инкубационният период на заболяванията е толкова дълъг, не е необходимо ефективно лекарство да елиминира всички, а просто трябва да забави скоростта на експоненциалния растеж. Моделите прогнозират, че най-ефективният процес за постигане на това, използвайки лекарство с възможно най-ниската доза, е да се разкрие лекарство, което се свързва с фибрилни краища и ги блокира да растат.

заболявания

болести, причинени от

Засегнати животни

измъчвам

Овце, коза (Засегнати животни)

измъчвам

скрейпи

Говеда (Засегнати животни)

измъчвам

Болест на лудите крави

Камила (Засегнати животни)

измъчвам

CSE Камилска спонгиформна енцефалопатия( CSE)

Норка (засегнати животни)

измъчвам

Трансмисивна енцефалопатия на норката( TME)

Елен, лос, мулен елен, лос (Засегнати животни)

измъчвам

Хронична загуба на CWD болест( CWD)

Котка (засегнати животни)

измъчвам

Котешка спонгиформна енцефалопатия( FSE)

Nyala, Oryx, по-голямо куду (засегнати животни)

измъчвам

Екзотична копитна енцефалопатия (EUE)

Щраус (засегнати животни / и)

измъчвам

Спонгиформна енцефалопатия (Не е доказано, че е трансмисивна.)

Човек (засегнати животни / и)

измъчвам

Creutzfeldt – Jakob ail( CJD)

Ятрогенен Кройцфелт – Якоб айл (iCJD)

Вариант Кройцфелт – Якоб vCJD айл( vCJD)

Семейство Кройцфелт – Якоб аил (fCJD)

Спорадичен Кройцфелт – Якоб аил (sCJD)

Синдром на Gerstmann – Sträussler – Scheinker( GSS)

Фатална фамилна безсъние( FFI)

Куру

Фамилна спонгиформна енцефалопатия

Променливо протеазно-чувствителна апатия (VPSPr)

прионите причиняват невродегенеративни заболявания, като се агрегират извънклетъчно в централния нервен установен ред, за да образуват плаки, известни като amyloid, които нарушават нормалната тъканна структура. Това разрушаване се характеризира с дупки в тъканта с получена спонгиозна архитектура поради причината, че образуването на вакуола в невроните. Други хистологични промени включват астроглиоза и отсъствие на възпалителна реакция. От друга страна, инкубационният период за заболявания е сравнително дълъг (5 до 20 години), след като се появят симптоми, болестта напредва бързо, което води до увреждане на мозъка и death. Невродегенеративните симптоми могат да включват конвулсии, деменция, атаксия (дисфункция на баланса и координацията) и поведенчески или личностни промени.

всички известни заболявания са нелечими и фатални. Независимо от това, ваксина, разработена при мишки, може да осигури поглед върху осигуряването на ваксина за противодействие на инфекции при хора. Освен това, през 2006 г. учените обявиха, че на генетично инженерски добитък им липсва необходим ген за производство - следователно теоретично ги правят имунизирани срещу BSE, като се надграждат върху научните изследвания, сочещи, че мишките, лишени от основно срещащ се протеин, са резистентни към инфекция от протеина BSE scrapie. През 2013 г. проучване разкрива, че 1 на 2 000 души в Обединеното кралство може да vCJD прикрие инфекциозния протеин, който причинява vCJD .

много различни видове бозайници могат да бъдат засегнати от заболявания, тъй като протеинът( PrP) е много подобен при всички бозайници. По причината, че малки разлики в PrP между различните видове, е нетипично дадено айл да предава от един вид на друг. Смята се, че вариантът на човешкото заболяване Creutzfeldt – Jakob ail е причинен от често заразени говеда, причиняващи спонгиформна енцефалопатия по говедата и се предава чрез заразено месо.

до 2015 г. всички известни заболявания на бозайниците се считаха за причинени от протеина, PrP ; през 2015 г. беше установено, че атрофията с множество установени порядки е трансмисивна и е хипотезирано, че е причинена от нова, сгъната форма на протеин, наречен алфа-синуклеин. Ендогенната, правилно сгъната форма на протеина е обозначена PrP C(за обикновена или клетъчна), за разлика от свързаната с болестта, неправилно сгъната форма е обозначена PrP Sc (за Scrapie), след една от болестите, първо свързана с нея и невродегенерация. Точната структура на не е известна, въпреки че те могат да бъдат формирани чрез комбиниране на PrP C, полиаденилова киселина и липиди в реакция на циклично амплифициране на протеин (PMCA). Тази операция освен това е доказателство, че репликацията не зависи от нуклеиновите киселини.

предаване

установено е, че болестите могат да възникнат по три различни начина: придобити, семейни или спорадични. Често се приема, че болната форма директно взаимодейства с нормалната форма, за да я накара да пренареди структурата си. Една идея, хипотезата Протеин Х, е, че все още неидентифицираният клетъчен протеин (Протеин X) дава възможност за превръщане на PrP Cв PrP Scчрез привеждане на молекула на всеки от двете заедно в complex .

основната операция на инфекция при животни е чрез поглъщане. Смята се, че тези могат да се отлагат в околната среда чрез останките на мъртви животни и чрез урина, слюнка и други телесни течности. След това те могат да останат в почвата чрез свързване с глина и други минерали.

изследователски екип на Калифорнийския университет представи доказателства за теорията, че инфекцията може да настъпи от тор. И тъй като оборският тор има в много райони около водохранилищата, освен това, както се използва на много културни полета, той повдига възможността за широко разпространение. През януари 2011 г. бе съобщено, че изследователи са открили разпространение чрез въздушно предаване върху аерозолни частици в експеримент с тестове върху животни във връзка с инфекция на скрейпи при лабораторни мишки. Предварителните доказателства в подкрепа на идеята, че може да се предаде чрез използване на човешки менопаузален гонадотропин, приложен за лечение на безплодие, е публикуван през 2011 г.

приони в растенията

през 2015 г. изследователи от здравния научен център на Тексаския университет в Хюстън откриха, че растенията могат да бъдат векторни форси. Когато изследователите хранели трева за хамстери, която расте на земята, където е погребан елен, който умрял с хронична CWD губеща болест( CWD), хамстерите се разболяли от CWD, предполагайки, че може да се свърже с растения, които след това да ги вземат в листата и стволова структура, където те могат да бъдат изядени от тревопасните, като в последствие завършват цикъла. Следователно е възможно прогресивно да се натрупва брой на околната среда.

стерилизиране

инфекциозните частици, притежаващи нуклеинова киселина, зависят от нея, за да насочат непрекъснатото им размножаване, но въпреки това са инфекциозни по своя ефект върху нормалните версии на протеина. Следователно, стерилизацията изисква денатурация на протеина до състояние, при което молекулата вече не е в състояние да индуцира анормалното сгъване на нормални протеини. Обикновено s са доста устойчиви на протеази, топлина, йонизиращи лъчения и обработки с формалдехид, въпреки че тяхната инфекциозност може да бъде намалена от такива обработки. Ефективното обеззаразяване се основава на хидролиза на протеин или намаляване или разрушаване на протеиновата третична структура. Примерите включват натриев хипохлорит, натриев хидроксид и силно киселинни детергенти, например LpH, Установено е, че 134 ° C (273 ° F) за 18 минути в автоклав под налягане под налягане е малко ефективен при дезактивиране на агента на ail. Понастоящем озоновата стерилизация се изучава като потенциална операция за денатурация и дезактивация. Ренатурирането на напълно денатуриран до заразен статус все още не е постигнато; въпреки това, частично денатурираните могат да бъдат възстановени до заразен статус при определени изкуствени условия.

световната здравна организация препоръчва някоя от следните три процедури за стерилизация на всички устойчиви на топлина хирургични инструменти, за да се гарантира, че те не са замърсени с:

потапя се в 1 N натриев хидроксид и се поставя в автоклав за изместване на гравитацията при 121 ° С за 30 минути; почистване; изплакнете във вода; и след това извършват рутинни процеси на стерилизация.

потапя се в 1N натриев хипохлорит (20 000 части на милион наличен хлор) за 1 час; прехвърляне на инструменти във вода; загряване в автоклав с изместване на гравитацията при 121 ° С за 1 час; почистване; и след това извършват рутинни процеси на стерилизация.

потапя се в 1 N натриев хидроксид или натриев хипохлорит (20 000 части на милион наличен хлор) за 1 час; извадете и изплакнете във вода, след това прехвърлете в отворен съд и загрейте в гравитация с гравитация (121 ° C) или в автоклав с порест товар (134 ° C) за 1 час; почистване; и след това извършват рутинни процеси на стерилизация.

устойчивост на разграждане в природата

преобладаващите доказателства показват, че те се противопоставят на деградацията и съществуват в околната среда години наред, а протеазите не ги влошават. Експерименталните доказателства показват, че безграничните вещества се разграждат с течение на времето, от друга страна границите на почвата остават на стабилни или нарастващи нива, което предполага, че вероятността се натрупва в околната среда.

гъби

протеините, показващи тип поведение, също се намират в някои гъбички, което е било полезно за подпомагане на разбирането на бозайниците. Изглежда, че гъбичките не причиняват болест в техните домакини. В дрождите повторното нагряване на протеини до конфигурацията се подпомага от протеини на шаперон, например Hsp104. Всички знания индуцират образуването на amyloid fold, при който протеинът се полимеризира в агрегат, състоящ се от плътно опаковани бета листове. Амилоидните агрегати са фибрили, растат в краищата си и се възпроизвеждат, когато счупването причинява два нарастващи края да станат четири нарастващи края. Инкубационният период на заболяванията се определя от експоненциалния темп на растеж, свързан с репликацията, който е баланс между линеен растеж и счупване на агрегати.

гъбичните протеини, проявяващи шаблонна конформационна промяна, са открити в дрождите Saccharomyces cerevisiae от Рийд Уикнър в началото на 90-те години. За своето механично сходство с бозайниците те бяха наречени дрожди. Впоследствие на това също е открит а в гъбата Podospora anserina. Тези се държат в допълнение към PrP, но обикновено не са токсични за техните домакини. Групата на Сюзън Линдквист от Института Уайтхед твърди, че някои от гъбичките не са свързани с състояние на болест, но могат да имат полезна роля; въпреки това, изследователите от NIH също представи аргументи, които предполагат, че гъбичките могат да се считат за болестно състояние. Има доказателства, че гъбичните протеини са еволюирали специфични функции, които са полезни за микроорганизма, които повишават способността им да се адаптират към тяхната разнообразна среда.

изследванията на гъбички дават силна подкрепа на концепцията само за протеини, тъй като е доказано, че пречистеният протеин, извлечен от клетки със състояние, превръща нормалната форма на протеина в неправилно сгъната форма in vitro и в действието запазва информацията, съответстваща за разграничаване на щамовете на държавата. По същия начин той хвърли малко светлина върху домейни, които са региони в протеин, които насърчават превръщането в a. Гъбичките са помогнали да се предложат механизми за превръщане, които могат да се прилагат за всички, въпреки че гъбичките изглеждат неравнопоставени от инфекциозните бозайници поради липсата на кофактор, необходим за размножаването. Характерните домейни могат да варират за различните видове - например, характерни гъбични домейни не се срещат при бозайници.

гъбични приони

протеин

Естествен домакин

Нормална функция

Прионна държава

Прионен фенотип

Година идентифицирана

Естествен гостоприемник - Ure2p (Протеин)

Saccharomyces cerevisiae 2а2

Нормална функция - Ure2p (Протеин)

Азотен катаболитен репресор

Ure2p Прионно състояние - Ure2p (Протеин)

(URE3)

Ure2p Прионен фенотип - Ure2p (Протеин)

Растеж при лоши източници на азот

Година на идентификация - Ure2p (Протеин)

1994

Естествен гостоприемник - Sup35p (Протеин)

S. Cerevisiae

Нормална функция - Sup35p (Протеин)

Коефициент на прекратяване на превода

Прионовно състояние - Sup35p (Протеин)

(ИОС +)

Прионен фенотип - Sup35p (Протеин)

Повишени нива на потискане на глупости

Година на идентификация - Sup35p (Протеин)

1994

Естествен гостоприемник - HET-S (Протеин)

Podospora anserina

Нормална функция - HET-S (Протеин)

Регулира heterokaryon несъвместимост

Прионовно състояние - HET-S (Протеин)

(Het-S)

Прионен фенотип - HET-S (Протеин)

Образуване на хетерокарион между несъвместими щамове

Година на идентификация - HET-S (Протеин)

Нищо

Естествен гостоприемник - Rnq1p (Протеин)

S. Cerevisiae

Нормална функция - Rnq1p (Протеин)

Протеин шаблон фактор

Прионовно състояние - Rnq1p (Протеин)

(RNQ +), (ПИН +)

Прионен фенотип - Rnq1p (Протеин)

Популяризира агрегирането на други

Година на идентификация - Rnq1p (Протеин)

Нищо

Естествен гостоприемник - Swi1 (Протеин)

S. Cerevisiae

Нормална функция - Swi1 (Протеин)

Ремоделиране с хроматин

Прионно състояние - Swi1 (Протеин)

(Стерилна вода за инжекции +)

Прионен фенотип - Swi1 (Протеин)

Слаб растеж на някои въглеродни източници

Година на идентификация - Swi1 (Протеин)

2008

Естествен гостоприемник - Cyc8 (Протеин)

S. Cerevisiae

Нормална функция - Cyc8 (Протеин)

Транскрипционен репресор

Прионовно състояние - Cyc8 (Протеин)

(ОСТ +)

Прионен фенотип - Cyc8 (Протеин)

Транскрипционна дерепресия на множество гени

Година на идентификация - Cyc8 (Протеин)

2009

Естествен гостоприемник - Mot3 (Протеин)

S. Cerevisiae

Нормална функция - Mot3 (Протеин)

Коефициент на ядрено копиране

Прионовно състояние - Mot3 (Протеин)

(MOT3 +)

Прионен фенотип - Mot3 (Протеин)

Транскрипционна дерепресия на анаеробни гени

Година на идентификация - Mot3 (Протеин)

2009

Естествен гостоприемник - Sfp1 (Протеин)

S. Cerevisiae

Нормална функция - Sfp1 (Протеин)

Путативно фактор на копиране

Прионовно състояние - Sfp1 (Протеин)

(ISP +)

Прионен фенотип - Sfp1 (Протеин)

Antisuppression

Година на идентификация - Sfp1 (Протеин)

2010

лечение

няма ефективни лечения на заболявания. Клиничните изпитвания върху хора не са имали успех и са били възпрепятствани от рядкостта на заболяванията. Въпреки че някои потенциални лечения са показали обещаващи в лабораторията, нито едно не е било ефективно, след като болестта е започнала.

при друго заболяване

прион-подобни домейни са открити в различни протеини от други бозайници. Някои от тези протеини са замесени в онтогенезата на свързаните с възрастта невродегенеративни нарушения, например амиотрофична латерална склероза ( ALS), моторен неврон, фронтотемпорална дегенерация на лоба с положителни за повсеместни включения (FTLD-U), болест на Алцхаймер, помощ на Паркинсон, и хълма на Хънтингтън Те също са замесени в някои форми на системна амилоидоза, включително АА амилоидоза, която се развива при хора и животни с възпалителни и инфекциозни заболявания, например туберкулоза, болест на Крон, ревматоиден артрит и HIV AIDS, АА амилоидозата, подобно на болестта, може да бъде предавана. Това породи прионната парадигма, при която в противен случай безобидните протеини могат да бъдат превърнати в патогенна форма от малък брой неправилно сгънати, нуклеинови протеини.

определението за подобен домейн произтича от изследването на гъбички. В дрождите огенните протеини имат преносим домейн, който е както необходим, така и достатъчен за самопланиране и агрегация на протеини. Това е показано чрез прикачване на домейна към репортерния протеин, който след това се агрегира като известен. В допълнение, премахването на домейна от гъбичен протеинов инхибизогенеза. Този модулен поглед на поведението доведе до хипотезата, че подобни домейни присъстват в животинските протеини, освен това до PrP, Тези гъбични домейни имат няколко характерни характеристики на последователността. Те обикновено се обогатяват с остатъци от аспарагин, глутамин, тирозин и глицин, като отклонението от аспарагин е специфично благоприятно за съвкупното свойство на. В исторически план огенезата се разглежда като независима от последователността и зависи само от относителното съдържание на остатъци. Независимо от това, това е показано невярно, като разстоянието между пролините и заредените остатъци е показано като критично при образуването на amyloid .

биоинформатичните екрани прогнозират, че над 250 човешки протеини съдържат подобни домени (PrLD). Предполага се, че тези домейни имат същите трансмисивни, амилоидогенни свойства на PrP и известни гъбични протеини. Както при дрождите, протеините, участващи в генен режим или начин на експресия и RNA свързване, изглежда са специално обогатени в PrLD, в сравнение с други класове протеини. Специално, 29 на известните 210 протеини с RNA 2а2 признаване motif 2а2 също имат предполагаем домейн. Междувременно, няколко от тези РНК-свързващи протеини са независимо идентифицирани като патогенни в случаите на ALS, FTLD-U, болестта на Алцхаймер и болестта на Хънтингтън.

роля в невродегенеративното заболяване

патогенността на тези и протеини с подобни домейни е хипотезирана, че възниква от тяхната способност за amyloid самопланиране и произтичащия експоненциален растеж на amyloid фибрили. Наличието на amyloid фибрили при пациенти с дегенеративни заболявания е добре документирано. Тези amyloid фибрили се разглеждат като резултат от патогенни протеини, които се саморазмножават и образуват силно стабилни, нефункционални агрегати. От друга страна, това не означава непременно причинно-следствена връзка между amyloid и дегенеративните заболявания, токсичността на някои форми amyloid и свръхпроизводството на amyloid при семейни случаи на дегенеративни разстройства подкрепя идеята, че amyloid образуването е ясно токсично.

по-специално, агрегацията на TDP-43, RNA-свързващ протеин, е открита при пациенти ALS / MND, а мутации в гените, кодиращи тези протеини, са идентифицирани в семейни случаи на ALS / MND. Тези мутации насърчават неправилното сгъване на протеините в подобна конформация. Погрешната форма на TDP-43 образува цитоплазмени включвания в засегнатите неврони и се открива изчерпана в ядрото. Освен това ALS / MND и FTLD-U, патологията на TDP-43 е аспект на много случаи на болестта на Алцхаймер, болестта на Паркинсон и болестта на Хънтингтън. Неправилното сгъване на TDP-43 е популярно насочено от неговия подобен домейн. Този домен по своята същност е предразположен към неправилно сгъване, от друга страна са открити, че патологичните мутации в TDP-43 увеличават тази склонност към неправилно сгъване, обяснявайки наличието на тези мутации в семейни случаи на ALS / MND. Както при дрождите, подобният домейн на TDP-43 е показан като необходим и достатъчен за сгъване на протеини и агрегация.

по подобен начин са идентифицирани патогенни мутации в подобни домени на хетерогенни ядрени рибопротеини hnRNPA2B1 и hnRNPA1 при фамилни случаи на дегенерация на мускули, мозъци, кости и двигателни неврони. Дивият тип на всички тези протеини показва тенденция към самостоятелно сглобяване във amyloid фибрили, от друга страна патогенните мутации изострят това поведение и водят до излишно натрупване.

етимология и произношение

думата, измислена през 1982 г. от Стенли Б. Прусинер, е неизбежно извлечена от протеин и инфекция и е съкратена от протеинова инфекциозна частица във връзка със способността й да се размножава и предава конформацията си на други протеини. Основното му произношение е / ˈpriːɒn / (слушайте), въпреки / ˈpraɪɒn /, както се произнася хомографското наименование на птицата, също се чува. В своя документ от 1982 г., въвеждащ термина, Прусинер уточни, че той трябва да бъде произнасян предварително.

вирус

вирусът е субмикроскопичен инфекциозен агент, който се размножава само вътре в живите клетки на организма. Той може да зарази всички видове форми на живот, от животни и растения до микроорганизми, включително бактерии и археи. Статията на Синс Дмитри Ивановски от 1892 г., описваща небактериален патоген заразяване на тютюневи растения и откриването на тютюневата мозайка от Martinus Beijerinck през 1898 г., повече от 6 000 вида са описани подробно, от милионите видове ове в околната среда. те се намират в почти всяка екосистема на Земята и са най-многобройният вид биологично образувание. Изследването на онези е известно като вирусология, подвид на микробиологията.

при заразяване хостващата клетка е принудена бързо да произвежда хиляди еднакви копия на оригинала. Когато не е вътре в заразена клетка или в действието на заразяване на клетка, те съществуват под формата на независими частици или вириони, състоящи се от: (i) генетичния материал, т.е. Дълги молекули от DNA или RNA, които кодират структурата на протеините, чрез които действа; (ii) протеинова обвивка, капсидът, който заобикаля и защитава генетичния материал; а в някои случаи (iii) външна обвивка на липиди. Формите на тези частици варират от прости спирални и икозаедрични форми до повече complex структури. Повечето видове имат вириони твърде малки, за да се видят с оптичен микроскоп, тъй като те са на една стотна от размера на повечето бактерии.

произходът на ое в еволюционната история на живота е неясен: някои може да са се развили от плазмиди - парчета от DNA, които могат да се движат между клетките, докато други може да са се развили от бактерии. В еволюцията, es са важно средство за хоризонтален трансфер на гени, което увеличава генетичното разнообразие в процес, аналогичен на сексуалното възпроизводство. Те се считат от някои биолози за форма на живот на основание, че носят генетичен материал, възпроизвеждат се и се развиват чрез естествен подбор, въпреки че им липсват ключови характеристики (като клетъчна структура), които очевидно се считат за необходими за изброяване като живот. Въз основа на това, че притежават някои, но не всички подобни качества, те са били описани като организми в края на живота и като репликатори.

вирусите се разпространяват по много начини. Един път на предаване се осъществява чрез болестотворни организми, известни като вектори: такива като, често, се предават от растение на растение от насекоми, които се хранят с растителен сок, например листни въшки; андите при животни могат да бъдат пренасяни от кръвосмучещи насекоми. Грипите се разпространяват чрез кашлица и кихане. Норовирусът и ротавирусът, често срещани причини за вирусен гастроентерит, се предават по фекално-орален път, преминават при контакт и постъпване в организма с храна или вода. HIV е една от сералите, предавани чрез сексуален контакт и чрез излагане на заразена кръв. Разнообразието от клетки-гостоприемници, които може да зарази, се нарича негов хост-обхват. Това може да бъде тясно, което означава, че A е в състояние да зарази няколко вида или широко, което означава, че е в състояние да зарази много.

вирусните инфекции при животни провокират имунен отговор, който обикновено елиминира заразяването. Имунните отговори също могат да бъдат произведени от ваксини, които придават изкуствено придобити имунитет на специфичната вирусна инфекция. Някои, включително тези, които причиняват AIDS, HPV инфекция и вирусен хепатит, избягват тези имунни реакции и водят до хронични инфекции. Разработени са няколко антивирусни лекарства.

етимология

думата бактерии е множествено число от бактерията Нова латиница, която е латинизация на гръцкия βακτήριον (бактерион), умалителното на βακτηρία (бактерия), което означава персонал, бастун, с мотива, че първите, които са открити са с формата на пръчки.

произход и ранна еволюция

предците на съвременните бактерии са били едноклетъчни микроорганизми, които са били първите форми на живот, появяващи се на Земята, свързани с преди 4 милиарда години. За 3 милиарда години повечето организми са били микроскопични, а бактериите и археите са доминиращите форми на живот. Въпреки бактериалните вкаменелости съществуват например stromatolites, липсата на отличителна морфология им пречи да се използват за изследване на историята на бактериалната еволюция или към датата на възникване на определен вид бактерии. Независимо от това, генните секвенции могат да бъдат използвани за реконструкция на бактериална филогения и тези проучвания показват, че бактериите се разминават първо от археалната / еукариотна линия. Най-новият общ прародител на бактерии и археи вероятно е бил хипертермофил, който е живял преди 2,5 милиарда - 3,2 милиарда години. Най-ранният живот на сушата може да е бил бактерии преди около 3.22 милиарда години.

Bacteria също бяха замесени във втората голяма еволюционна дивергенция, тази на археите и еукариотите. Тук еукариотите са резултат от навлизането на древните бактерии в ендосимбиотични асоциации с предците на еукариотните клетки, които сами по себе си вероятно са свързани с Archaea. Това включва поглъщането от протоеукариотни клетки на алфапротеобактериални симбионти за образуване или на митохондрии, или на хидрогенозоми, които все още се намират във всички известни Eukarya (понякога в силно редуцирана форма, напр. В древните амитохондриални протозои). По-късно някои еукариоти, които вече съдържат митохондрии, също поглъщат организми, подобни на цианобактерии, което води до образуването на хлоропласти в и растения. Това е известно като първична ендосимбиоза.

морфология

Bacteria показват голямо разнообразие от форми и размери, наречени морфологии. Бактериалните клетки се отнасят до една десета от размера на еукариотните клетки и обикновено са с дължина 0,5–5,0 микрометра. Независимо от това, няколко вида са видими без помощно око - например Thiomargarita namibiensis е дълъг до половин милиметър, а Epulopiscium fishelsoni достига 0,7 мм. Сред най-малките бактерии са представители на рода Mycoplasma, които измерват само 0,3 микрометра, малки колкото ларгестите. Някои бактерии може да са още по-малки, но тези ултрамикробактерии не са добре проучени.

повечето бактериални видове са или сферични, наречени cocci (единствен кок, от гръцки kókkos, зърно, семе), или пръчковидни, наречени бацили (пеят. Bacillus, от латински baculus, пръчка). Някои бактерии, наречени vibrio, са оформени като леко извити пръти или под формата на запетая; други могат да бъдат със спираловидна форма, наречени spirilla или плътно навити, наречени spirochaetes. Описани са малък брой други необичайни форми, например звездовидни бактерии. Това голямо разнообразие от форми се определя от бактериалната клетъчна стена и цитоскелета и е важно на основанието, че може да повлияе на способността на бактериите да придобиват хранителни вещества, да се прикрепят към повърхности, да плуват през течности и да избягат хищници.

много бактериални видове съществуват просто като единични клетки, други се асоциират по характерни модели: Neisseria образуват диплоиди (двойки), Streptococcus образуват вериги и групата на Staphylococcus заедно в гроздове. Bacteria може също така да се групира, за да образува по-големи многоклетъчни структури, например удължените нишки на Actinobacteria, агрегатите от миксобактерии и complex хифи на Streptomyces, Тези многоклетъчни структури често се наблюдават само при определени условия. Такива като, гладни от аминокиселини, миксобактериите разкриват околните клетки в действие, известно като чувство на кворум, мигрират една към друга и се агрегират, образувайки плододаващи тела с дължина до 500 микрометра и съдържащи приблизително 100 000 бактериални клетки. В тези плодови тела бактериите изпълняват отделни задачи; като например, свързани с една на десет клетки, мигрират до върха на плододаващо тяло и се диференцират в специализирано състояние на покой, наречено миксоспора, което е по-устойчиво на изсушаване и други неблагоприятни условия на околната среда.

Bacteria често се прикрепят към повърхности и образуват плътни агрегации, наречени биофилми, и по-големи образувания, известни като микробни рогозки. Тези биофилми и рогозки могат да варират от няколко микрометра до дебелина до половин метър и могат да съдържат множество видове бактерии, протестисти и археи. Bacteria живеещи в биофилми показват complex подреждане на клетки и извънклетъчни компоненти, образуващи вторични структури, например микроколонии, чрез които има мрежи от канали, които дават възможност за по-добра дифузия на хранителни вещества. В естествена среда, например почвата или повърхностите на растенията, по-голямата част от бактериите са свързани с повърхности в биофилмите. Биофилмите също са важни в медицината, тъй като тези структури често присъстват по време на хронични бактериални инфекции или при инфекции на имплантирани медицински