Използването на фаги. Бактериофаги: съвременни аспекти на приложение, перспективи за бъдещето

Фаговите препарати се използват за лечение и профилактика на инфекциозни заболявания, както и в диагностиката - за определяне на фаговата чувствителност и фаготипизиране при идентифициране на микроорганизми. Действието на фагите се основава на тяхната строга специфичност. Терапевтичният и профилактичен ефект на фагите се определя от литичната активност на самия фаг, както и от имунизиращото свойство на компонентите (антигени) на унищожените микробни клетки във фаголизатите, особено в случай на многократна употреба. При получаване на фагови препарати се използват доказани производствени щамове на фаги и съответно типични култури от микроорганизми. Бактериална култура в течна хранителна среда, която е в логаритмична фаза на възпроизвеждане, се заразява със суспензия на фагова майка.

Фаголизираната култура (обикновено на следващия ден) се филтрира през бактериални филтри и разтвор на хинозол се добавя като консервант към съдържащия фаги филтрат.
Крайния продуктфаг е бистра течност жълтеникав цвят. За по-дълго съхранение някои фаги се предлагат в суха форма (на таблетки). При лечението и профилактиката чревни инфекциифагите се използват едновременно с разтвор на натриев бикарбонат, тъй като киселото съдържание на стомаха разрушава фага. Фагът не остава дълго в тялото (5-7 дни), затова се препоръчва повторно прилагане.

произведени в Съветския съюз следните лекарстваизползва се за лечение и профилактика на заболявания: тиф, салмопелоза, дизентерия, колифаг, стафилококов фаг и стрептококов. Понастоящем фагите се използват за лечение и профилактика в комбинация с антибиотици. Това приложение предоставя повече ефективно действиеза устойчиви на антибиотици бактерии.

Диагностичните бактериофаги се използват широко за идентифициране на бактерии, изолирани от пациент или от заразени обекти на околната среда. С помощта на бактериофагите, поради тяхната висока специфичност, е възможно да се определят видовете бактерии и с по-голяма точност отделните видове изолирани бактерии. Разработена е фагодиагностика и фаготипизиране на бактерии от рода Salmonella, Vibrio и стафилококи. Фаговото типизиране помага да се установи източникът на инфекция, да се проучат епидемиологичните връзки и да се разграничат спорадичните и епидемичните случаи на заболявания.
Фагодиагностиката и фаготипизирането се основават на принципа на съвместно култивиране на изолиран микроорганизъм със съответния вид или тип фаги. положителен резултатсе има предвид наличието на добре изразен лизис на изследваната култура с видовия фаг, а след това с един от типичните фаги.

Бактериофагите са известни със своите уникална функцияселективно заразяват бактерии: всеки тип бактериофаг е активен само срещу определен видбактерии и е неутрален към другите. Медицината познава повече от пет хиляди вида от тези "ядци на бактерии", които, прониквайки в патогенна клетка, я унищожават отвътре, но в същото време не нарушават микрофлората на тялото като цяло.

Принцип на действие

Принципът на действие на препаратите от бактериофаг е, че когато фагите се въвеждат или прилагат повърхностно, те търсят и проникват в вредна бактерия, нарушавайки нейната структура отвътре.

Възпроизвеждането на фаги вътре в бактерията води до нейното пълно унищожаване.В резултат на този процес, който продължава от 15 до 45 минути, се образуват приблизително 70 до 200 нови фагови частици.

Предимството на фагите, когато се използват, е, че те продължават да се размножават и да навлизат в клетките, докато е налице инфекция.

Вид и местообитание

Въпреки многото малък размерфагови частици (до 0,2 милимикрона), тяхната структура има повече сложна структураотколкото вируси от други групи. Генната информация на бактериофагите се съдържа в ДНК, разположена вътре в главата на фага. Бактериофагите имат разнообразна морфологична структура.

Бактериофаги с различни форми

AT естествена средабактериофагите се срещат почти навсякъде, където има бактериална клетка.

В медицината има разделение на фаговите препарати на групи, включително фаги според наименованието на патогенните бактерии, върху които действат:

• стрептококов;
• стафилококова;
• дизентерия;
• залог;
• псевдомонадична;
• клебсилеус;
• протеинов;
• и други.

Практическо приложение и предназначение

Използването на бактериофаги е не само ефективен методмного инфекциозни заболяванияпричинени от бактериални патогени, но се отнася и до надеждни превантивни методи.

Терапевтичните и профилактичните лекарства с бактериофаги се използват ефективно за лечение на:

• заболявания, причинени от хемолитична ешерихия коли, стафилококи, стрептококи, ентерококи, Pseudomonas aeruginosa, Proteus и др.;
• дисбактериоза при деца и възрастни;
• УНГ заболявания;
• предотвратяване бактериални усложненияс грип и остри респираторни инфекции;
• пиодермия кожата, ухапвания от насекоми и животни, инфекции на рани;
• гнойно-възпалителни заболявания на устната кухина и пародонталните тъкани;
• бактериални заболявания на пикочно-половата система.

Фаговите препарати са най-ефективни, когато превантивна употребаи ранно откриванепричинителят на това заболяване.

Разнообразие от лекарства и техните характеристики

Терапевтичните и профилактичните препарати, съдържащи бактериофаги, се предлагат под формата на разтвори и гелове. Можете да намерите такива лекарства в аптеките или надеждни онлайн магазини http://vitabio.ru/. По-долу са дадени примери и описания на някои от тях.

Гелове с бактериофаги: Otofag, Fagodent, Fagoderm, Fagogin

Фагогин- лекарство с бактериофаги, произведено под формата на гел, предназначен за интимна хигиена. Като част от лекарството има около 40 разновидности на бактериофаги, всеки от които е насочен към борба с определен вид микроби. Фагогин е ефективен антибактериално средстволокално за профилактика и лечение на генитални инфекции.
Отофаг- гел, за профилактика и лечение на възпаление на средното ухо, ларингит, тонзилит, ринит и други инфекциозни заболявания на горните дихателни пътища. Отофаг ефективно средство за защитаза профилактика на бактериални усложнения при грип и остри респираторни инфекции. Otofag се използва и като антисептикпо време на хирургични интервенции.
Фагодент- най-новата разработка, съдържаща живи бактериофаги за хигиена и антибактериално лечение на устната кухина. Произвежда се под формата на гел с дозатор, лекарството е в състояние да неутрализира патогенна флораи огнище възпалителен процес. Фагодент се използва при лечение на гнойно-възпалителни процеси на устната лигавица и венците, връща свеж дъхи възстановява микрофлората на устната кухина.
Фагодерм- лекарство за профилактика и лечение на заболявания на повърхностните и дълбоки слоеве на кожата и нейните увреждания. натурален препарат Fagoderm ефективно се справя с вредните бактерии и осигурява цялостно подобряване на здраветокожни покривки. Подходящ за използване с различни възрастови групипоради съдържанието на естествени компоненти.

Защо бактериофагите са по-добри от антибиотиците?

Целенасоченото унищожаване на микробите дава на фагите неоспоримо предимство пред антибиотиците, които заедно с бактериите унищожават цялата полезна микрофлора. Такова лечение води до нарушаване на цялата система. стомашно-чревния тракт, дисбактериоза и други заболявания, което е изключено при лечението на бактериофаги.
Други предимства на бактериофагите:

• способен да унищожи бактериите, които имат силен имунитет към антибиотици;
• без странични ефекти;
• съвместим с всички лекарства;
• не са пристрастяващи;
• използва се като профилактично средство;
• не намаляват имунитета на тялото;
• подходящ за употреба от всички възрастови групи.

Въпреки факта, че препаратите с бактериофаги нямат противопоказания, има случаи, когато препаратите, съдържащи фаги, не са ефективни, тогава лечението на заболяването продължава по традиционни методи.

Според учени и специалисти фаготерапията е голямо революционно откритие в борбата с много инфекциозни заболявания, където медицината преди беше безсилна. Битие природни средстваза борба с инфекциите, бактериофагите взаимодействат идеално с човешкото тялобез да навреди.

Поради нарастващата резистентност на патогенните микроби към антибиотиците и с оглед на факта, че алтернативни методилечението на инфекциозни заболявания придобива все по-голяма популярност, изследванията върху бактериофагите ще набират скорост, което ще доведе до нови открития и победи над много заболявания.

Бактериофагите са специфични вируси, които селективно атакуващи и увреждащи микроби. Възпроизвеждайки се вътре в клетката, те унищожават бактериите. В този случай патогенната микрофлора се унищожава, а полезната микрофлора се запазва.

Използването на тези вируси е предложено още в началото на века за лечение на инфекциозни заболявания. Въпреки това интересът към тях в много страни по света беше загубен след появата на антибиотиците. Днес интересът към тези вируси се завръща.

Във връзка с

Структурни особености и местообитание

Какво представляват бактериофагите? Това е голяма група вируси, 100 пъти по-малки от бактериалните клетки. Структурата на фагите при многократно увеличение поразява с разнообразие.

Какво представляват бактериофагите

Помислете за видовете микроби и целта в зависимост от техния вид.

Има деветнадесет семейства вируси, които се различават по вида на нуклеиновата киселина (ДНК или РНК), както и по формата и структурата на генома.

Бактериофаги в медицината класифициранв съответствие със скоростта на въздействие върху патогенните бактерии:

1. умерени бактериофагибавно и частично унищожават патогенните микроорганизми, като ги карат да необратими променисе предава на следващото поколение микроби. Това е така нареченият лизогенен ефект.
2. Вирулентни вирусни молекули, веднъж попаднали в клетките на микроба, активно и бързо се размножават. Те водят до смърт на бактерии почти моментално (литичен ефект).
3. Умерени микробни видовеизползвани като алтернативно лечение бактериални инфекции. Те имат определени предимства:
4. Удобна форма. Лекарството е създадено за орален приемкато разтвор или като таблетка.

За разлика от антибиотиците, бактериофагите нямат странични ефекти, е по-малко вероятно да причинят алергична реакция, нямат вторични отрицателни ефекти.

Няма микробна резистентност. Бактериите по-трудно се адаптират към вирусите и кога комплексно въздействиепочти е невъзможно.

Но има и недостатъци :

• курсът на терапия е по-дълъг;
• определени трудности при избора на правилната група лекарства;
• Геномът на една бактерия се прехвърля от един микроб на друг.

В медицината, като се има предвид спецификата на описаните вируси, те предпочитат да използват сложни и поливалентни бактериофаги, които съдържат няколко разновидности на тези микроби.

Списък и описание на бактериофагите:

1. Дизфак, поливалентен дизентерик.Той причинява смъртта на Shigella Flexner и Sonne.
2. коремен тифубива патогени Коремен тиф, салмонела.
3. Klebsiella поливалентен.Представлява сложен инструмент, унищожаване на Klebsiella пневмония, озен, риносклерома.
4. Klebsiella пневмония, Klebsifag- отличен помощник в борбата с урогениталните, респираторните, храносмилателни системи, хирургични инфекции, генерализирани септични патологии.
5. Колипротеофаг, колипротеоид.Предназначен е за лечение на пиелонефрит, цистит, колит и други заболявания, провокирани от Proteus и Escherichia coli.
6. Колифаг, ако.Ефективен при лечение на кожни инфекции и вътрешни органи, провокирана от ентеропатогенна Escherichia coli E. Coli.
7. Протеофаг, proteus има пагубен ефект върху специфични протеинови микроби вулгарис и мирабилис, които са патогени гнойно възпалениечревни патологии.
8. стрептококов, стрептофагът бързо неутрализира стафилококите, изолирани от всякакви гнойни инфекции.
9. Pseudomonas aeruginosa.Препоръчва се за лечение на възпаление, което провокира Pseudomonas aeruginosa. Лизира бактериите Pseudomonas aeruginosa.
10. Комплексен пиобактериофаг. Това е смес от фаголизати на стрептококи, ентерококи, стафилококи, псевдоманус аеругиноза, ешерихия коли, клебсиела окситока и пневмония.
11. сектафагу,полилетящ пиобактериофаг. Действа пагубно върху ешерихия коли.
12. Интензивен. Комплексна подготовка, лизиращи Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis Proteus и Aerunina.

Само лекар след преглед и откриване на инфекция трябва да предпише лекарства. Тяхната независима употреба може да бъде неефективна, тъй като е невъзможно да се определи чувствителността към фагите без специално изследване.

Режимът на лечение се разработва индивидуално за всеки клиент. Най-често прибягват до медикаменти за терапия чревна дисбактериоза. Курсът на лечение може да бъде около пет дни, но в някои случаи - до 15 дни. Повторете курсовете за по-голяма ефективност 2-3 пъти.

Пример за курс на лечение на стафилококова инфекция:

• дете до шест месеца - 5 ml;
• от шест месеца до една година - 10 ml;
• дете от една до три години - 15 ml;
• от 3 години до 8-20 ml;
• дете след осем години - 30 мл.;
• на кърмачетата се дават фаги през устата, с капки за нос, под формата на клизма.

Бактериофагите се размножават вътре в бактериите, като по този начин ги убиват. Докато лекарствата се консумират по време на лечението и броят им намалява, броят на фагите може, напротив, да се увеличи.

С изчезването на фаговата храна - вредни бактерии, самите фаги изчезват.

Препаратите от бактериофаг се използват при лечението на заболявания при деца:

• ушни инфекции;
• инфекции на пикочните пътища;
• респираторни инфекции;
• хирургични инфекции;
• инфекции на стомашно-чревния тракт;
• очни инфекции и др.

За отглеждане на бактериофаги, материал с бактериофаги се нанася върху хранителна среда, която се посява с определена култура от бактерии. На местата, където те ударят, се образува зона от унищожени бактерии, която е празно място. Този материал се взема с бактериологична игла. Прехвърля се в суспензия, съдържаща бактериална млада култура. Тези действия се извършват до 10 пъти, така че полученият бактериофаг да е чист.

На базата на бактериофаги се произвеждат препарати под формата на супозитории, аерозоли, таблетки, разтвори и други форми. Името на лекарствата използва група бактерии, за борба с които те са предназначени.

Сравнение с антибиотици

За разлика от антибиотиците, всички видове бактериофагни препарати не оказват неблагоприятно влияние върху човешкото тяло.

Всеки вид селективно засяга микроорганизмите, така че те не само не увреждат микрофлората, но и се използват при лечението на дисбактериоза. Тези лекарства обаче се използват много по-рядко от антибиотиците поради няколко причини:

1. Бактериофагите не проникват в кръвта. Те се използват само ако е възможно лесно да се достави лекарството до мястото на експозиция. Например, гаргара, нанесете директно върху раната, пийте с чревна инфекция.
2. За използването на бактериофаги е важно да сте сигурни в диагнозата. Изключение е комбинирани препаратис бактериофаги срещу различни патогени. Ефективността на тези лекарства е по-малка, а цената е по-висока.

Практическа употребафаги.Бактериофагите се използват при лабораторна диагностика на инфекции по време на вътреспецифична идентификация на бактерии, т.е. определяне на фаговар (тип фаго). За това се използва методът фагово типизиране,въз основа на строгата специфичност на действието на фагите: капки от различни диагностични тип-специфични фаги се прилагат върху чаша с плътна хранителна среда, засята с "морава" от чиста култура на патогена. Фаговият фаг на една бактерия се определя от вида на фага, който е причинил нейния лизис (образуването на стерилно петно, "плака" или "отрицателна колония", фаг). Техниката за фаготипиране се използва за идентифициране на източника и пътищата на разпространение на инфекцията (епидемиологично маркиране). Изолирането на бактерии от един и същ фаговар от различни пациенти показва общ източник на тяхната инфекция.

Фагите се използват и за лечение и профилактикаредица бактериални инфекции. Те произвеждат тифни, салмонелни, дизентерийни, псевдомонасни, стафилококови, стрептококови фаги и комбинирани препарати (колипротеини, пиобактериофаги и др.). Бактериофагите се предписват според показанията перорално, парентерално или локално под формата на течност, таблетни форми, супозитории или аерозоли.

Бактериофагите се използват широко в генното инженерствои биотехнологиикато вектори за получаване на рекомбинантна ДНК.

Причинители на ешерихиоза. Таксономия и характеристики. Ролята на Escherichia coli в нормални и патологични състояния. Микробиологична диагностикаентерална ешерихиоза. Принципи на лечение и профилактика.

Ешерихиоза- инфекциозни заболявания, чийто причинител е ешерихия коли.

Различават се ентерална (чревна) и парентерална ешерихиоза. Ентералната ешерихиоза е остро инфекциозно заболяване, характеризиращо се с преобладаващо увреждане на стомашно-чревния тракт. Те се появяват под формата на огнища, причинителите са диарични щамове на E. coli. Парентерална ешерихиоза - заболявания, причинени от опортюнистични щамове на E. coli - представители нормална микрофлорадебело черво. При тези заболявания е възможно увреждане на всякакви органи.

таксономично положение. Причинителят - Escherichia coli - е основният представител на род Escherichia, семейство Enterobacteriaceae, принадлежащи към отдел Gracilicutes.

Морфологични и тинкториални свойства. Е. coli са малки грам-отрицателни пръчици със заоблени краища. В петна те са подредени произволно, не образуват спори, перитрихични. Някои щамове са микрокапсулирани, пили.

културни ценности.Ешерихия коли - факултативен анаероб, оптим. темпо. за растеж - 37С. E.coliне е взискателен към хранителните среди и расте добре върху обикновени среди, като дава дифузна мътност върху течни среди и образува колонии върху твърди среди. За диагностика на ешерихиоза се използват диференциално диагностични среди с лактоза - Endo, Levin.

ензимна активност. E.coliима широка гама от различни ензими. Повечето отличителен белег E.coliе способността му да ферментира лактоза.

Антигенна структура. E. coli има соматичен О-,флагелирани Н и повърхностни К-антигени. О-антигенът има повече от 170 варианта, К-антигенът - повече от 100, Н-антигенът - повече от 50. Структурата на О-антигена определя принадлежността към серогрупата. Щамове E. coliимащи присъщ набор от антигени (антигенна формула) се наричат серологични варианти (серовари).

Според антигенни, токсигенни свойства, две биологични варианти E.coli:

1) опортюнистична Е. coli;

2) "със сигурност" патогенен, диарогенен.

фактори на патогенност. Образува ендотоксин с ентеротропно, невротропно и пирогенно действие. Диарейните ешерихии произвеждат екзотоксин, причиняващ значителни щети водно-солевия метаболизъм. В допълнение, в някои щамове, както и причинители на дизентерия, се открива инвазивен фактор, който насърчава проникването на бактерии в клетките. Патогенността на диарогенната ешерихия е в появата на кръвоизлив, в нефротоксичния ефект. Към факторите на патогенност на всички щамове E.coliвключват пили и протеини на външната мембрана, които насърчават адхезията, както и микрокапсула, която предотвратява фагоцитозата.

съпротива. E.coliима по-висока устойчивост на действие различни факторивъншна среда; чувствителен е към дезинфектанти, бързо умира при варене.

РоляE.coli. E. coli е представител на нормалната микрофлора на дебелото черво. Той е антагонист на патогенни чревни бактерии, гнилостни бактерии и гъбички от рода Кандида.В допълнение, той участва в синтеза на витамини от групата БЪДАи ДА СЕ,частично разгражда фибрите.

Щамовете, които живеят в дебелото черво и са условно патогенни, могат да преминат извън стомашно-чревния тракт и с намаляване на имунитета и тяхното натрупване могат да причинят различни неспецифични гнойно-възпалителни заболявания (цистит, холецистит) - парентерална ешерихиоза.

Епидемиология.Източник на ентерална ешерихиоза са болни хора. Механизъм на заразяване - фекално-орален, пътища на предаване - хранително, контактно домакинство.

Патогенеза.Устна кухина Попада в тънко черво, се адсорбира в епителните клетки с помощта на пили и протеини на външната мембрана. Бактериите се размножават, умират, освобождавайки ендотоксин, който увеличава чревната подвижност, причинява диария, треска и други симптоми на обща интоксикация. Отделя екзотоксин - тежка диария, повръщане и значително нарушение на водно-солевия метаболизъм.

Клиника. Инкубационен периоде 4 дни. Заболяването започва остро, с висока температура, болки в корема, диария, повръщане. Има нарушения на съня и апетита, главоболие. При хеморагична формасе открива кръв в изпражненията.

Имунитет.След минало заболяванеимунитетът е крехък и краткотраен.

Микробиологична диагностика . Основен метод - бактериологичен.Определете изгледа чиста култура(грам-отрицателни пръчици, оксидаза-отрицателни, ферментиращи глюкоза и лактоза до киселина и газ, образуващи индол, не образуващи сероводород) и принадлежащи към серогрупа, което прави възможно разграничаването на опортюнистичната Е. coli от диарията. Интраспецифичната идентификация, която има епидемиологично значение, се състои в определяне на серовара с помощта на диагностични адсорбирани имунни серуми.

83. Устройство и функции на имунната система.

За първи път беше направено предположението, че бактериофагите са вируси. Д. Ерел. В бъдеще бяха открити вируси на гъбички и др., Те започнаха да ги наричат ​​фаги.

Фагова морфология.

Размери - 20 - 200nm. Повечето фаги имат форма на попови лъжички. Най-сложните фаги се състоят от полиедрична глава, съдържаща нуклеинова киселина, шия и процеси. В края на процеса е базалната плоча, с нишки и зъби, простиращи се от нея. Тези нишки и зъби служат за прикрепване на фага към бактериалната обвивка. Най-сложно организираните фаги в дисталната част на процеса съдържат ензим - лизозим. Този ензим допринася за разтварянето на бактериалната мембрана при проникване на фага NK в цитоплазмата. При много фаги процесът е заобиколен от обвивка, която при някои фаги може да се свие.

Има 5 морфологични групи

1. Бактериофаги с дълъг процес и свиваща се обвивка
2. Фаги с дълъг процес, но без контрактилна обвивка
3. Фаги с къса опашка
4. Фаги с процес аналог
5. Нишковидни фаги

Химичен състав.

Фагите са съставени от нуклеинова киселина и протеини. Повечето от тях съдържат 2-верижна ДНК, затворена в пръстен. Някои фаги съдържат една верига ДНК или РНК.

Фагова обвивка - капсид, се състои от подредени протеинови субединици - капсомери.

Най-сложно организираните фаги в дисталната част на процеса съдържат ензим - лизозим. Този ензим допринася за разтварянето на бактериалната мембрана при проникване на фага NK в цитоплазмата.

Фагите понасят добре замръзване, нагряване до 70 и изсушаване. Чувствителен към киселини, UV и кипене. Фагите заразяват строго определени бактерии чрез взаимодействие със специфични клетъчни рецептори.

Според спецификата на взаимодействието -

Полифаги – взаимодействат с няколко родствени бактериални вида

Монофагите - видовите фаги - взаимодействат с един вид бактерии

Типови фаги - взаимодействат с отделни варианти на бактерии в рамките на един вид.

Според действието на типичните фаги видовете могат да бъдат разделени на фагов ред. Взаимодействието на фагите с бактериите може да продължи продуктивен, апродуктивен и интегративен тип.

продуктивен тип- образува се фагово потомство и клетката се лизира

С продуктивна- клетката продължава да съществува, процесът на взаимодействие се прекъсва в началния етап

Интегративен тип- геномът на фага се интегрира в бактериалната хромозома и съществува съвместно с нея.

В зависимост от вида на взаимодействието има вирулентни и умерени фаги.

Вирулентенвзаимодействат с бактериите по продуктивен начин. В началото фагът се абсорбира върху бактериалната мембрана поради взаимодействието на специфични рецептори. Има проникване или проникване на вирусната нуклеинова киселина в цитоплазмата на бактериите. Под действието на лизозима се образува малък отвор в обвивката на бактерията, обвивката на фага се редуцира и се инжектира НК. Обвивката на фага извън бактерията. Следва синтеза на ранните протеини. Те осигуряват синтеза на фагови структурни протеини, репликация на фагова нуклеинова киселина и потискане на активността на бактериалните хромозоми.

Това е последвано от синтез структурни компонентифаги и репликация на нуклеинова киселина. От тези елементи се сглобява ново поколение фагови частици. Съвкупността се нарича морфогенеза, нови частици, от които 10-100 могат да се образуват в една бактерия. По-нататъшно лизиране на бактерията и освобождаване на ново поколение фаги във външната среда.

умерени бактериофагивзаимодействат или продуктивно, или интегративно. Производственият цикъл протича по същия начин. При интегративно взаимодействие ДНК на умерен фаг, след като влезе в цитоплазмата, се интегрира в хромозомата в определена област и по време на клетъчното делене се репликира синхронно с бактериална ДНК и тези структури се прехвърлят в дъщерни клетки. Такава вградена фагова ДНК - профаг, а бактерия, съдържаща профаг, се нарича лизогенна, а явлението се нарича лизогения.

Спонтанно или под влияние на сериал външни факторипрофаг може да бъде изрязан от хромозомата, т.е. преминават в свободно състояние, проявяват свойствата на вирулентен фаг, което ще доведе до образуването на ново поколение бактериални тела - индукция на профаг.

Бактериалната лизогенеза е в основата на фаговата (лизогенна) конверсия. Това се разбира като промяна в характеристиките или свойствата на лизогенните бактерии в сравнение с нелизогенните бактерии от същия вид. Може да се промени различни свойства- морфологични, антигенни и др.

Умерените фаги могат да бъдат дефектни - да не могат да образуват фагово потомство, което не е в него vivoи в индукция.

Вирион - пълна вирусна частица, състояща се от NK и протеинова обвивка

Практическо приложение на фагите -

1. Приложение в диагностиката. По отношение на редица бактериални видове, монофагите се използват в реакцията на фаг лизабилност, като един от критериите за идентифициране на бактериална култура, типичните фаги се използват за фагово типизиране, за вътрешноспецифична диференциация на бактерии. Провежда се за епидемиологични цели, за установяване на източника на инфекцията и начините за елиминиране
2. За лечение и профилактика на редица бактериални инфекции - коремен тип, стафилококови и стрептококови инфекции (таблетки с киселинноустойчиво покритие)
3. Умерените бактериофаги се използват в генното инженерство като вектор, способен да въведе генетичен материал в жива клетка.

Генетика на бактериите

Бактериалният геном се състои от генетични елементи, способни на самовъзпроизвеждане - репликони.Репликоните са бактериални хромозоми и плазмиди. Бактериалната хромозома образува нуклеоид, който не е свързан с протеини в затворен пръстен и носи хаплоиден набор от гени.

Плазмидите също са затворен пръстен на ДНК молекулата, но много по-малък от хромозомата. Наличието на плазмиди в цитоплазмата на бактериите не е необходимо, но те дават предимство при околен свят. Големите плазмиди се редуцират с хромозомата и броят им в клетката е малък. А броят на малките плазмиди може да достигне няколко десетки. Някои плазмиди могат обратимо да се интегрират в бактериалната хромозома в определен регион и да функционират като единичен репликон. Такива плазмиди се наричат ​​интегративни. Някои плазмиди могат да се прехвърлят от една бактерия в друга чрез директен контакт - конюгативни плазмиди. Те съдържат гени, отговорни за образуването на F-хапчета, които образуват конюгативен мост за трансфер на генетичен материал.

Основните видове плазмиди са

F - интегративен конгативен плазмид. Половият фактор определя способността на бактериите да бъдат донори по време на конюгиране

R - плазмиди. Устойчив. Съдържа гени, които определят синтеза на фактори, които разрушават антибактериални лекарства. Бактериите, притежаващи такива плазмиди, не са чувствителни към много лекарства. Поради това се формира резистентен към лекарства фактор.

Плазмиден токс - определящи фактори за патогенност -

Ent - плазмид - съдържа гена за производството на ентеротоксини.

Hly - разрушават еритроцита.

мобилни генетични елементи. Те включват вложки - елементи за вмъкване. Общоприетото обозначение е Is. Това са участъци от ДНК, които могат да се движат както вътре в репликона, така и между тях. Те съдържат само гените, необходими за собственото им движение.

транспозони- по-големи структури, които имат същите свойства като Is, но освен това съдържат структурни гени, които определят синтеза биологични веществакато токсини. Транспонируемите генетични елементи могат да причинят инактивиране на ген, увреждане на генетичен материал, сливане на репликони и генна пролиферация в бактериална популация.

променливост на бактериите.

Всички видове изменчивост се разделят на 2 групи - ненаследствена (фенотипна, модификационна) и наследствена (генотипна).

Модификации- фенотипни ненаследствени промени в белези или свойства. Модификациите не засягат генотипа и следователно не се наследяват. Те са адаптивни реакции към промени в някои специфични условия на околната среда. По правило те се губят в първото поколение, след прекратяване на фактора.

Генотипна изменчивостзасяга генотипа на организма и следователно може да се предава на потомци. Генотипната изменчивост се разделя на мутации и рекомбинации.

Мутации- устойчиви, наследени промени в характеристиките или свойствата на организма. Основата на мутациите е качествена или количествена промяна в последователността на нуклеотидите в ДНК молекулата. Мутациите могат да променят почти всяко свойство.

По произход мутациите са спонтанни и предизвикани.

Спонтанни мутациивъзниква в естествените условия на съществуване на организма, и индексиранвъзникват в резултат на насоченото действие на мутагенния фактор. Според естеството на промените в първичната структура на ДНК в бактериите се разграничават генни или точкови мутации и хромозомни аберации.

Генни мутациивъзникват в рамките на един ген и минимално улавят един нуклеотид. Този тип мутация може да е резултат от заместването на един нуклеотид с друг, загубата на нуклеотид или вмъкването на допълнителен.

Хромозомни- може да засегне няколко хромозоми.

Може да има делеция - загуба на хромозомен сегмент, дупликация - удвояване на хромозомен сегмент. Завъртането на хромозомния сегмент на 180 градуса е инверсия.

Всяка мутация възниква под въздействието на определен мутагенен фактор. По своето естество мутагените биват физични, химични и биологични. йонизиращо лъчение, рентгенови лъчи, UV лъчи. Към химически мутагени - аналози на азотни основи, самата азотна киселина и дори някои лекарства, цитостатици. Към биологичните - някои вируси и трансфазони

Рекомбинация- обмен на части от хромозоми

Трансдукция – пренасяне на генетичен материал чрез бактериофаг

Ремонт на генетичен материал -възстановяване на щети в резултат на мутации.

Има няколко вида репарация

1. Фотореактивация - този процес се осигурява от специален ензим, който се активира в присъствието на видима светлина. Този ензим се движи по веригата на ДНК и възстановява щетите. Комбинира тимери, които се образуват под действието на UV. Резултатите от тъмната репарация са по-значими. Не зависи от светлината и се осигурява от няколко ензима - първо нуклеазите изрязват увредения участък от ДНК веригата, след това ДНК полимеразата синтезира пластир върху матрицата на останалата комплементарна верига и лигазите пришиват пластира в увредената област .

Репарациите подлежат на генни мутации, докато хромозомите обикновено не го правят

1. Генетична рекомбинация при бактерии. Характеризира се с проникването на генетичен материал от донорна бактерия в реципиентна бактерия с образуването на дъщерен геном, съдържащ гените на двата оригинални индивида.

Включването на ДНК фрагмент на донора в реципиента става чрез кросинговър

Три вида предаване -

1. Трансформация- процесът, чрез който се прехвърля фрагмент от изолирана донорна ДНК. Зависи от компетентността на реципиента и състоянието на ДНК на донора. Компетентност- способността да абсорбира ДНК. Зависи от присъствието клетъчната мембранареципиент на специфични протеини и се образува през определени периоди на бактериален растеж. Донорната ДНК трябва да бъде двуверижна и не много голяма по размер. Донорната ДНК прониква през бактериалната мембрана, една от веригите се разрушава, другата се интегрира в ДНК на реципиента.
2. трансдукция- осъществява се с помощта на бактериофаги. Обща трансдукция и специфична трансдукция.

Общ -протича с участието на вирулентни фактори. По време на сглобяването на фагови частици главата на фага може по погрешка да включва не фагова ДНК, а част от бактериалната хромозома. Такива фаги са дефектни фаги.

специфичен- осъществява се от умерени фаги. При изрязване изрязването се извършва стриктно по границата Те се вкарват между определени гени и ги пренасят.

1. спрежение- трансфер на генетичен материал от бактерия на донор към реципиент, в случай на техния пряк контакт. Необходимо условие- наличието на конгативен плазмид в донорната клетка. По време на конюгацията, дължаща се на пили, се образува конюгативен мост, през който генетичният материал се прехвърля от донора към пациента.

Генна диагностика

Набор от методи за идентифициране на генома на микроорганизъм или негов фрагмент в изследвания материал. Първият е предложен методът на NC хибридизация. Въз основа на принципа на взаимното допълване. Този метод позволява да се открие наличието на маркерни ДНК фрагменти на патогена в генетичния материал с помощта на молекулярни сонди. Молекулярните сонди са къси вериги на ДНК, които са комплементарни на маркерно място. В сондата се въвежда етикет - флуорохром, радиоактивен изотоп, ензим. Тестовият материал се подлага на специална обработка, която позволява унищожаване на микроорганизми, освобождаване на ДНК и разделянето й на едноверижни фрагменти. След това материалът се фиксира. След това се открива активността на етикета. Този метод не е много чувствителен. Възможно е да се идентифицира патогенът само с достатъчно голям брой от него. 10 до 4 микроорганизми. Тя е доста сложна технически и изисква Голям бройсонди. широко разпространенна практика той не намери. Беше проектиран нов метод - полимераза верижна реакция- PCR.

Този метод се основава на способността на ДНК и вирусната РНК да се репликират, т.е. към самовъзпроизвеждане. Същността на пациента е многократно копиране - ин витро амплификация на ДНК фрагмент, който е маркер за даден микроорганизъм. Тъй като процесът протича при достатъчно високи температури 70–90, методът стана възможен след изолирането на термостабилна ДНК полимераза от термофилни бактерии. Механизмът на амплификация е такъв, че копирането на ДНК веригите не започва от която и да е точка, а само от определени начални блокове, за създаването на които се използват т. нар. праймери. Праймерите са полинуклеотидни последователности, които са комплементарни на крайните последователности на копирания фрагмент от желаната ДНК, и праймерите не само инициират амплификацията, но и ограничават. Сега има няколко варианта за PCR, характерни са 3 етапа -

1. Денатурация на ДНК (разделяне на фрагменти от 1 верига)
2. Приставка за грунд.
3. Допълнително удължаване на ДНК вериги до 2 вериги

Този цикъл продължава 1,5-2 минути. В резултат на това броят на ДНК молекулите се удвоява 20-40 пъти. Резултатът е 10 на 8-ма степен на копия. След усилване се извършва електрофореза и се изолира под формата на ленти. Извършва се в специално устройство, наречено усилвател.

Предимства на PCR

1. Дава директни индикации за наличието на патогена в изследвания материал, без изолиране на чиста култура.
2. Силно висока чувствителност. Теоретично можете да намерите 1-во.
3. Материалът за изследване може да бъде дезинфекциран веднага след вземане на пробата.
4. 100% специфичност
5. Бързи резултати. Пълен анализ- 4-5 часа. Експресен метод.

Намира широко приложение за диагностика на инфекциозни заболявания, чиито причинители са некултивирани или трудни за култивиране организми. Хламидии, микоплазми, много вируси - хепатит, херпес. Разработена е тестова система за определяне антракс, туберкулоза.

Рестрикционен анализ- ДНК молекулите се разграждат от ензими определени последователностинуклеоидите и фрагментите се анализират според техния състав. По този начин можете да намерите уникални сайтове.

Биотехнологии и генно инженерство

Биотехнологията е наука, която, въз основа на изучаването на жизнените процеси на живите организми, използва тези биопроцеси, както и самите биологични обекти, за промишлено производство на продукти, необходими за хората, за възпроизвеждане на биоефекти, които не се проявяват в неестествени условия. Като биологични обектинай-често се използват едноклетъчни микроорганизми, както и клетки, животни и растения. Клетките се възпроизвеждат много бързо, което позволява кратко времеувеличаване на биомасата на производителя. В момента биосинтезата на сложни вещества, като протеини, антибиотици, е по-икономична и технологично по-достъпна от други видове суровини.

Биотехнологиите използват самите клетки като източник на целевия продукт, както и големи молекули, синтезирани от клетката, ензими, токсини, антитела, както и първични и вторични метаболити - аминокиселини, витамини, хормони. Технологията за получаване на продукти от микробен и клетъчен синтез се свежда до няколко типични етапа - избор или създаване на продуктивна централа. Избор на оптималното растежна среда, отглеждане. Изолиране на целевия продукт, неговото пречистване, стандартизация, доза от. Генното инженерство се свежда до създаването на целеви продукт, необходим на човек. Полученият целеви ген се слива с вектор и векторът може да бъде плазмид и да се вмъкне в клетката на реципиента. Получател - бактерия - коли, мая. Целевите продукти, синтезирани чрез рекомбинанти, се изолират, пречистват и използват в практиката.

Първият е създаден инсулинът човешки интерферон. Еритропоетин, растежен хормон, моноклонални антитела. Ваксина срещу хепатит B.