Primjena faga. Bakteriofagi: suvremeni aspekti primjene, izgledi za budućnost

Pripravci faga koriste se za liječenje i prevenciju zaraznih bolesti, kao iu dijagnostici - za određivanje osjetljivosti na fage i fagotipizaciju u identifikaciji mikroorganizama. Djelovanje faga temelji se na njihovoj strogoj specifičnosti. Terapeutski i profilaktički učinak faga određen je litičkom aktivnošću samog faga, kao i imunizirajućim svojstvom komponenti (antigena) uništenih mikrobnih stanica koje se nalaze u fagolizatima, osobito u slučaju ponovljene uporabe. Pri dobivanju fagnih pripravaka koriste se dokazani proizvodni sojevi faga i sukladno tome tipične kulture mikroorganizama. Bakterijska kultura u tekućem hranjivom mediju, koja je u logaritamskoj fazi razmnožavanja, inficira se uterinskom suspenzijom faga.

Fag-lizirana kultura (obično sljedeći dan) se filtrira kroz bakterijske filtere, a otopina kinozola se dodaje filtratu koji sadrži fag kao konzervans.
Gotova droga fag je bistra tekućina žućkaste boje. Za duže skladištenje neki fagi dostupni su u suhom obliku (u tabletama). U liječenju i prevenciji crijevne infekcije fagi se koriste istovremeno s otopinom natrijevog bikarbonata, budući da kiseli sadržaj želuca uništava fag. Fag ne perzistira u organizmu dugo (5-7 dana), pa se preporučuje ponovna uporaba.

Proizvedeno u Sovjetskom Savezu sljedećih lijekova, koristi se za liječenje i prevenciju bolesti: tifusa, salmonele, dizenterije, kolifaga, stafilokoknog faga i streptokoka. Trenutno se fagi koriste za liječenje i prevenciju u kombinaciji s antibioticima. Ova aplikacija ima više učinkovito djelovanje za oblike bakterija otporne na antibiotike.

Dijagnostički bakteriofagi naširoko se koriste za identifikaciju bakterija izoliranih iz pacijenta ili iz zaraženih okolišnih objekata. Uz pomoć bakteriofaga, zbog njihove visoke specifičnosti, moguće je odrediti vrste bakterija te s većom točnošću pojedine vrste izoliranih bakterija. Trenutno je razvijena fagodijagnostika i fagotipizacija bakterija roda Salmonella, Vibrio i stafilokoka. Fagotipizacija pomaže u utvrđivanju izvora infekcije, proučavanju epidemioloških odnosa i razlikovanju sporadičnih slučajeva bolesti od epidemijskih.
Fagodijagnostika i fagotipizacija temelji se na principu kokultivacije izoliranog mikroorganizma s odgovarajućom vrstom ili tipom faga. Pozitivan rezultat Smatra se da postoji dobro definirana liza proučavane kulture s fagom vrste, a zatim s jednim od tipičnih faga.

Bakteriofagi su poznati po svojim jedinstvena značajka selektivno inficiraju bakterije: svaka vrsta bakteriofaga djeluje samo protiv određena vrsta bakterijama i neutralan prema drugima. Medicina poznaje više od pet tisuća vrsta ovih "jedača bakterija", koji, prodirući u patogenu stanicu, uništavaju je iznutra, ali ne remete mikrofloru tijela u cjelini.

Princip rada

Princip djelovanja bakteriofagnih pripravaka je da fagi kada se unesu ili površinski nanose, traže i prodiru u štetnu bakteriju, narušavajući njenu strukturu iznutra.

Razmnožavanje faga unutar bakterije dovodi do njezina potpunog uništenja. Ovaj proces, koji traje 15 do 45 minuta, proizvodi približno 70 do 200 novih čestica faga.

Prednost faga kada se koristi je da se oni nastavljaju razmnožavati i ulaziti u stanice sve dok tamo postoji infekcija

Vrsta i stanište

Unatoč vrlo mala veličinačestice faga (do 0,2 milimikrona) njihova struktura ima više složena struktura nego virusi drugih skupina. Genetska informacija bakteriofaga sadržana je u DNK koja se nalazi unutar glave faga. Bakteriofagi imaju raznoliku morfološku strukturu.

Bakteriofagi različitih oblika

U prirodno okruženje Bakteriofagi se nalaze gotovo svugdje gdje postoji bakterijska stanica.

U medicini postoji podjela pripravaka faga u skupine, uključujući fage prema nazivu patogenih bakterija na koje djeluju:

• streptokokni;
• stafilokokni;
• dizenteričan;
• kolij;
• pseudomonas;
• klebsijeloze;
• Proteacea;
• i drugi.

Praktična primjena i namjena

Upotreba bakteriofaga nije samo učinkovita metoda liječenje mnogih zarazne bolesti uzrokovan bakterijskim uzročnicima, ali također se odnosi na pouzdane preventivne metode.

Terapeutski i profilaktički lijekovi koji sadrže bakteriofage učinkovito se koriste za liječenje:

• bolesti uzrokovane hemolitičkom Escherichia coli, stafilokokom, streptokokom, enterokokom, Pseudomonas aeruginosa, Proteusom itd.;
• disbakterioza kod djece i odraslih;
• ENT bolesti;
• prevencija bakterijske komplikacije protiv gripe i akutnih respiratornih infekcija;
• piodermija koža, ugrize insekata i životinja, infekcije rana;
• gnojno-upalne bolesti usne šupljine i parodontnih tkiva;
• bakterijske bolesti genitourinarnog sustava.

Preparati faga pokazuju najveću učinkovitost kada preventivna upotreba I rano otkrivanje uzročnika ove bolesti.

Raznolikost lijekova i njihove značajke

Terapeutski i profilaktički lijekovi koji sadrže bakteriofage proizvode se u obliku otopina i gelova. Takve lijekove možete pronaći u ljekarnama ili provjerenim internetskim trgovinama http://vitabio.ru/. Ispod su primjeri i opisi nekih od njih.

Gelovi s bakteriofazima: Otofag, Fagodent, Fagoderm, Fagogin

Fagogin– pripravak s bakteriofagima, proizveden u obliku gela namijenjen za intimna higijena. Lijek sadrži oko 40 vrsta bakteriofaga, od kojih je svaki usmjeren na borbu protiv određene vrste mikroba. Fagogin je učinkovit antibakterijsko sredstvo lokalna uporaba za prevenciju i liječenje genitalnih infekcija.
Otofag– gel za prevenciju i liječenje otitisa, laringitisa, tonzilitisa, rinitisa i drugih zaraznih bolesti ORL organa. Otofag učinkovit pravni lijek za prevenciju bakterijskih komplikacija tijekom gripe i akutnih respiratornih infekcija. Otofag se također koristi kao antiseptički tijekom kirurških intervencija.
Fagodent– najnoviji razvoj koji sadrži žive bakteriofage za higijenu i antibakterijsko liječenje usne šupljine. Proizveden u obliku gela s dozatorom, lijek je sposoban neutralizirati patogena flora i ognjište upalni proces. Fagodent se koristi u liječenju gnojno-upalnih procesa sluznice usne šupljine i zubnog mesa te obnavlja svjež dah te obnavlja mikrofloru usne šupljine.
Fagoderm– lijek za prevenciju i liječenje bolesti površnih i dubokih slojeva kože i njezinih oštećenja. Prirodni pripravak Fagoderm se učinkovito nosi sa štetnim bakterijama i pruža sveobuhvatni wellness koža. Prikladno za korištenje u različitim dobne skupine zbog sadržaja prirodnih komponenti.

Zašto su bakteriofagi bolji od antibiotika?

Ciljano uništavanje mikroba daje fagima neospornu prednost u odnosu na antibiotike koji zajedno s bakterijama uništavaju svu korisnu mikrofloru. Takav tretman dovodi do poremećaja cijelog sustava. gastrointestinalni trakt, disbakterioza i druge bolesti, koje su isključene kada se liječe bakteriofazima.
Ostale prednosti bakteriofaga:

• sposoban uništiti bakterije koje imaju snažan imunitet na antibiotike;
• nema nuspojava;
• kompatibilan sa svim lijekovima;
• ne izazivaju ovisnost;
• koriste se kao profilaktički agensi;
• nemojte smanjiti imunitet tijela;
• Prikladno za korištenje svim dobnim skupinama.

Unatoč činjenici da nema kontraindikacija za lijekove koji sadrže bakteriofage, postoje slučajevi kada lijekovi koji sadrže fage nisu učinkoviti, tada se liječenje bolesti nastavlja tradicionalnim metodama.

Prema znanstvenicima i stručnjacima, fagoterapija je veliko revolucionarno otkriće u borbi protiv mnogih zaraznih bolesti, gdje je medicina prije bila nemoćna. Biće prirodnim sredstvima za borbu protiv infekcija, bakteriofagi idealno komuniciraju s ljudsko tijelo bez nanošenja štete.

Zbog sve veće otpornosti patogenih mikroba na antibiotike te zbog činjenice da alternativne metode tretmani zaraznih bolesti dobivaju sve veću popularnost, istraživanje bakteriofaga tek će dobiti na zamahu, što će dovesti do novih otkrića i pobjeda nad mnogim bolestima.

Bakteriofagi su specifični virusi koji selektivno napadaju i oštećuju mikrobe. Razmnožavanjem unutar stanice uništavaju bakterije. U ovom slučaju, patogena mikroflora je uništena, a korisna mikroflora je sačuvana.

Korištenje ovih virusa predloženo je početkom stoljeća za liječenje zaraznih bolesti. Međutim, interes za njih u mnogim zemljama svijeta izgubljen je nakon pojave antibiotika. Danas se interes za ove viruse vraća.

U kontaktu s

Strukturne značajke i stanište

Što su bakteriofagi? Ovo je velika skupina virusa, 100 puta manja od bakterijskih stanica. Struktura faga, kada se mnogo puta poveća, zapanjujuće je raznolika.

Koje su vrste bakteriofaga?

Razmotrimo vrste mikroba i njihovu svrhu, ovisno o njihovoj vrsti.

Postoji devetnaest obitelji virusa, koje se razlikuju po vrsti nukleinske kiseline (DNA ili RNA), kao i po obliku i strukturi genoma.

Bakteriofagi u medicini klasificiran u skladu s brzinom utjecaja na patogene bakterije:

1. Umjereni bakteriofagi polako i djelomično uništavaju patogene mikroorganizme, uzrokujući ih nepovratne promjene prenosi na sljedeću generaciju mikroba. To je takozvani lizogeni učinak.
2. Virulentne virusne molekule, ušavši u mikrobne stanice, aktivno se i brzo razmnožavaju. Oni dovode do smrti bakterije gotovo trenutno (litički učinak).
3. Umjereni tip mikroba koristi kao alternativni tretman bakterijske infekcije. Imaju određene prednosti:
4. Prikladan oblik. Lijek se proizvodi za oralna primjena kao otopina ili u obliku tableta.

Za razliku od antibiotika, bakteriofagi nemaju nuspojave, manje je vjerojatno da će uzrokovati alergijska reakcija, nemaju sekundarne negativne učinke.

Ne postoji otpornost mikroba. Bakterije se teže prilagođavaju virusima, a kada složen utjecaj gotovo je nemoguće.

Ali postoje i nedostaci :

• tijek terapije je dulji;
• određene poteškoće u odabiru prave skupine lijekova;
• Bakterijski genom se prenosi s jednog mikroba na drugi.

U medicini, uzimajući u obzir specifičnost opisanih virusa, radije koriste složene i polivalentne bakteriofage, koji sadrže nekoliko vrsta ovih mikroba.

Popis i opis bakteriofaga:

1. Disfak, polivalentni dizenterik. Uzrokuje smrt Shigella Flexner i Sonne.
2. tifus ubija patogene trbušni tifus, salmonela.
3. Klebsiella polivalentna. Predstavlja složeni lijek, uništavajući Klebsiella pneumoniju, ozena, rhinoscleroma.
4. Klebsiella pneumoniae, Klebsifagus– odličan pomoćnik u borbi protiv urogenitalnih, respiratornih, probavni sustavi, kirurške infekcije, generalizirane septičke patologije.
5. Koliproteofag, koliprotean. Namijenjen za liječenje pijelonefritisa, cistitisa, kolitisa i drugih bolesti uzrokovanih Proteusom i E. coli.
6. Kolifag, ako. Učinkovito u liječenju kožnih infekcija i unutarnji organi, izazvan enteropatogenom bakterijom Escherichia coli E. Coli.
7. Proteofag, Proteaceae ima štetan učinak na specifične mikrobe Proteaceae vulgaris i mirabilis, koji su patogeni gnojna upala crijevne patologije.
8. Streptokokni, streptofag brzo neutralizira stafilokoke oslobođene tijekom bilo kakvih gnojnih infekcija.
9. Pseudomonas aeruginosa. Preporučuje se za liječenje upala uzrokovanih Pseudomonas aeruginosa. Lizira bakterije Pseudomonas aeruginosis.
10. Složeni piobakteriofag. To je mješavina fagolizata streptokoka, enterokoka, stafilokoka, pseudomanus aeruginosis, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca i pneumonije.
11. Sektafaža, polivalentni piobakteriofag. Ima štetan učinak na Escherichia coli.
12. Intenzitet. Složeni lijek lizira Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis proteus i Aerunina.

Samo liječnik, nakon pregleda i utvrđivanja infekcije, treba propisati lijekove. Njihova samostalna uporaba može biti neučinkovita jer se osjetljivost na fage ne može odrediti bez posebnih ispitivanja.

Režim liječenja razvija se pojedinačno za svakog klijenta. Najčešće pribjegavaju lijekovima za terapiju crijevna disbioza. Tijek liječenja može biti oko pet dana, ali u nekim slučajevima i do 15 dana. Ponovite tečajeve 2-3 puta za veću učinkovitost.

Primjer tijeka liječenja stafilokokne infekcije:

• za dijete do šest mjeseci - 5 ml;
• od šest mjeseci do jedne godine - 10 ml;
• dijete od jedne do tri godine - 15 ml;
• od 3 godine do 8-20 ml;
• za dijete nakon osam godina - 30 ml .;
• Dojenčadi se fagi daju oralno, kapi u nos ili u obliku klistira.

Bakteriofagi se razmnožavaju unutar bakterija i tako ih ubijaju. Dok se tijekom liječenja lijekovi troše i njihova količina opada, broj faga može, naprotiv, rasti.

Kada hrana faga nestane - štetne bakterije, sami fagi nestaju.

Pripravci bakteriofaga koriste se u liječenju bolesti kod djece:

• infekcije uha;
• genitourinarne infekcije;
• respiratorne infekcije;
• kirurške infekcije;
• infekcije gastrointestinalnog trakta;
• infekcije oka itd.

Za uzgoj bakteriofaga materijal s bakteriofagima se nanosi na hranjivu podlogu koja se nasađuje specifičnom bakterijskom kulturom. Na mjestima gdje ulaze stvara se zona uništenih bakterija, a to je prazno mjesto. Ovaj materijal se uklanja bakteriološkom iglom. Prebacuje se u suspenziju koja sadrži mladu bakterijsku kulturu. Ovi se koraci izvode do 10 puta kako bi se osiguralo da je dobiveni bakteriofag čist.

Na temelju bakteriofaga, lijekovi se proizvode u obliku supozitorija, aerosola, tableta, otopina i drugih oblika. U nazivu lijeka koristi se skupina bakterija protiv koje je namijenjen.

Usporedba s antibioticima

Za razliku od antibiotika, sve vrste lijekova bakteriofaga ne utječu negativno na ljudsko tijelo.

Svaka vrsta selektivno utječe na mikroorganizme, tako da ne samo da ne štete mikroflori, već se također koriste u liječenju disbioze. Međutim, ti se lijekovi koriste mnogo rjeđe od antibiotika iz nekoliko razloga:

1. Bakteriofagi ne prodiru u krv. Koriste se samo ako je moguće jednostavno dostaviti lijek na mjesto izloženosti. Na primjer, grgljajte, nanesite izravno na ranu, pijte ako imate crijevnu infekciju.
2. Za korištenje bakteriofaga važno je biti siguran u dijagnozu. Iznimke su kombinirani lijekovi s bakteriofagima protiv raznih uzročnika bolesti. Učinkovitost ovih lijekova je manja, a cijena je veća.

Praktična upotreba fagi. Bakteriofagi se koriste u laboratorijskoj dijagnostici infekcija za intraspecifičnu identifikaciju bakterija, odnosno određivanje fagovara (fagotipa). U tu svrhu koristi se metoda fagotipizacija, temelji se na strogoj specifičnosti djelovanja faga: kapi različitih faga specifičnih za dijagnostički tip nanose se na ploču s gustom hranjivom podlogom zasijanom "travnjakom" čiste kulture patogena. Fagnost bakterije određena je tipom faga koji je uzrokovao njezinu lizu (stvaranje sterilne mrlje, “plaka” ili “negativne kolonije”, faga). Tehnikom fagotipizacije utvrđuje se izvor i putevi širenja infekcije (epidemiološko označavanje). Izolacija bakterija istog fagovara od različitih pacijenata ukazuje na zajednički izvor njihove infekcije.

Fagi se također koriste za liječenje i prevenciju niz bakterijskih infekcija. Stvaraju tifusne, salmonelne, dizenterijske, pseudomonasne, stafilokokne, streptokokne fage i kombinirane pripravke (koliproteus, piobakteriofagi i dr.). Bakteriofagi se propisuju prema indikacijama oralno, parenteralno ili lokalno u obliku tekućine, tableta, čepića ili aerosola.

Bakteriofagi se široko koriste u genetski inženjering i biotehnologija kao vektori za proizvodnju rekombinantne DNA.

Uzročnici escherichiosis. Taksonomija i karakteristike. Uloga Escherichie coli u normalnim i patološkim stanjima. Mikrobiološka dijagnostika enteralna escherichiosis. Načela liječenja i prevencije.

Escherichiosis- zarazne bolesti, čiji je uzročnik Escherichia coli.

Razlikuju se enteralna (crijevna) i parenteralna escherichiosis. Enteralna escherichioza je akutna zarazna bolest karakterizirana primarnim oštećenjem gastrointestinalnog trakta. Javljaju se u obliku izbijanja, a uzročnici su dijarejski sojevi E. coli. Parenteralna escherichiosis je bolest koju uzrokuju oportunistički sojevi E. coli – predstavnici normalna mikroflora debelo crijevo. Kod ovih bolesti moguće je oštećenje bilo kojeg organa.

Taksonomski položaj. Uzročnik - Escherichia coli - glavni je predstavnik roda Escherichia, obitelji Enterobacteriaceae, koji pripada odjelu Gracilicutes.

Morfološka i tinktorijalna svojstva. E.coli su male gram-negativne štapiće sa zaobljenim krajevima. U razmazima su raspoređeni nasumično, ne tvore spore, peritrihični. Neki sojevi imaju mikrokapsulu, pili.

Kulturna dobra. Escherichia coli je fakultativni anaerob, optimum. tempo. za visinu - 37C. E coli nije zahtjevan prema hranjivim podlogama i dobro raste na jednostavnim podlogama, dajući difuzno zamućenje na tekućim podlogama i stvarajući kolonije na čvrstim podlogama. Za dijagnosticiranje escherichiosis koriste se diferencijalno dijagnostički mediji s laktozom - Endo, Levin.

Aktivnost enzima. E coli ima veliki skup različitih enzima. Najviše obilježje E coli je njegova sposobnost fermentacije laktoze.

Antigenska struktura. Escherichia coli ima somatsku OKO-, flagelarni H i površinski K antigeni. O-antigen ima više od 170 varijanti, K-antigen - više od 100, H-antigen - više od 50. Struktura O-antigena određuje njegovu serogrupu. Naprezanja E coli koji imaju vlastiti skup antigena (antigenska formula) nazivaju se serološke varijante (serovari).

Prema antigenskim, toksigenim svojstvima razlikuju se dva: biološka varijanta E coli:

1) oportunistička Escherichia coli;

2) "sigurno" patogeni, proljevasti.

Faktori patogenosti. Formira endotoksin, koji ima enterotropno, neurotropno i pirogeno djelovanje. Proljevasta Escherichia proizvodi egzotoksin koji uzrokuje značajna oštećenja metabolizam vode i soli. Osim toga, neki sojevi, poput uzročnika dizenterije, sadrže invazivni čimbenik koji pospješuje prodiranje bakterija u stanice. Patogenost proljevaste ešerihije je u pojavi krvarenja i nefrotoksičnom djelovanju. Čimbenicima patogenosti svih sojeva E coli uključuju pili i proteine ​​vanjske membrane koji potiču adheziju, kao i mikrokapsulu koja sprječava fagocitozu.

Otpornost. E coli ima veću otpornost na djelovanje razni faktori vanjsko okruženje; osjetljiva je na sredstva za dezinfekciju i kuhanjem brzo ugine.

UlogaE coli. Escherichia coli je predstavnik normalne mikroflore debelog crijeva. Antagonist je patogenih crijevnih bakterija, bakterija truljenja i gljivica roda Candida. Osim toga, uključen je u sintezu vitamina B, E I DO, djelomično razgrađuje vlakna.

Sojevi koji žive u debelom crijevu i koji su oportunistički mogu dospjeti izvan gastrointestinalnog trakta i, uz pad imuniteta i njihovo nakupljanje, postati uzrok raznih nespecifičnih gnojno-upalnih bolesti (cistitis, kolecistitis) - parenteralne escherichiosis.

Epidemiologija. Izvor crijevne escherichiosis su bolesni ljudi. Mehanizam infekcije - fekalno-oralni, putevi prijenosa - prehrambeni, kontaktni i kućanski.

Patogeneza. Usna šupljina.Ulazi u tanko crijevo, adsorbira se u epitelnim stanicama uz pomoć pili i proteina vanjske membrane. Bakterije se množe i umiru, oslobađajući endotoksin, koji povećava pokretljivost crijeva, uzrokuje proljev, groznicu i druge simptome opće intoksikacije. Proizvodi egzotoksin - teški proljev, povraćanje i značajan poremećaj metabolizma vode i soli.

Klinika. Trajanje inkubacije je 4 dana. Bolest počinje akutno, groznicom, bolovima u trbuhu, proljevom i povraćanjem. Javljaju se poremećaji sna i apetita, glavobolja. Na hemoragični oblik U stolici se nalazi krv.

Imunitet. Nakon prošle bolesti imunitet je krhak i kratkotrajan.

Mikrobiološka dijagnostika . Osnovna metoda - bakteriološki. Odredite vrstu čista kultura(gram-negativne štapiće, negativne za oksidazu, fermentiraju glukozu i laktozu u kiselinu i plin, stvaraju indol, ne stvaraju sumporovodik) i pripadaju serogrupi, što omogućuje razlikovanje oportunističke E. coli od one koja izaziva proljev. Intraspecifična identifikacija, koja ima epidemiološko značenje, sastoji se od određivanja serovara pomoću dijagnostičkih adsorbiranih imunoloških seruma.

83. Građa i funkcije imunološkog sustava.

Po prvi put je postavljena pretpostavka da su bakteriofagi virusi. D. Errel. Kasnije su otkriveni gljivični virusi itd. koji su postali poznati kao fagi.

Morfologija faga.

Dimenzije - 20 - 200nm. Većina faga ima oblik punoglavca. Najsloženiji fagi sastoje se od višestruke glave, u kojoj se nalazi nukleinska kiselina, vrata i nastavaka. Na kraju procesa nalazi se bazalna ploča, iz koje se protežu niti i zubi. Te niti i zubi služe za pričvršćivanje faga na bakterijsku membranu. Kod najsloženije organiziranih faga distalni dio procesa sadrži enzim – lizozim. Ovaj enzim potiče otapanje bakterijske membrane tijekom prodiranja faga NK u citoplazmu. Kod mnogih faga, proces je okružen ovojnicom, koja se kod nekih faga može skupiti.

Postoji 5 morfoloških skupina

1. Bakteriofagi s dugim procesom i kontraktilnom ovojnicom
2. Fagi s dugim procesom, ali bez kontraktilne ovojnice
3. Fagi kratkih grana
4. Fagi s procesnim analogom
5. Nitasti fagi

Kemijski sastav.

Fagi se sastoje od nukleinske kiseline i proteina. Većina njih sadrži dvolančanu DNA, zatvorenu u krug. Neki fagi sadrže jedan lanac DNA ili RNA.

Fagna ljuska - kapsida, sastoji se od uređenih proteinskih podjedinica – kapsomera.

Kod najsloženije organiziranih faga distalni dio procesa sadrži enzim – lizozim. Ovaj enzim potiče otapanje bakterijske membrane tijekom prodiranja faga NK u citoplazmu.

Fagi dobro podnose smrzavanje, zagrijavanje na 70 i sušenje. Osjetljivo na kiseline, UV zračenje i ključanje. Fagi inficiraju strogo definirane bakterije interakcijom sa specifičnim staničnim receptorima.

Prema specifičnosti interakcije -

Polifagi - u interakciji s nekoliko srodnih vrsta bakterija

Monofagi – fagi specifični za određenu vrstu – stupaju u interakciju s jednom vrstom bakterija

Tipski fagi – komuniciraju s pojedinačnim varijantama bakterija unutar vrste.

Prema djelovanju tipičnih faga vrste se mogu podijeliti na serija faga. Interakcija faga s bakterijama može se dogoditi kroz produktivni, aproduktivni i integrativni tip.

Produktivni tip- formira se potomstvo faga, a stanica se lizira

S aproduktivnim- stanica nastavlja postojati, proces interakcije je prekinut u početnoj fazi

Integrativni tip- genom faga se integrira u bakterijski kromosom i koegzistira s njim.

Ovisno o vrsti interakcije razlikuju se virulentni i umjereni fagi.

Virulentan komuniciraju s bakterijama na produktivan način. Prvo, apsorpcija faga na bakterijskoj membrani događa se zbog interakcije specifičnih receptora. Dolazi do prodora ili prodora virusne nukleinske kiseline u citoplazmu bakterija. Pod utjecajem lizozima nastaje mala rupica u bakterijskoj ovojnici, omotač faga se steže i ubrizgava se NK. Ljuska faga izvan bakterije. Zatim dolazi do sinteze ranih proteina. Oni osiguravaju sintezu strukturnih proteina faga, replikaciju nukleinske kiseline faga i potiskivanje aktivnosti bakterijskih kromosoma.

Nakon toga dolazi do sinteze strukturne komponente fagi i replikacija nukleinskih kiselina. Od tih elemenata sastavlja se nova generacija čestica faga. Sklop se naziva morfogeneza, nove čestice, kojih u jednoj bakteriji može nastati 10-100. Slijedi liza bakterije i otpuštanje nove generacije faga u vanjski okoliš.

Umjereni bakteriofagi međusobno komuniciraju na produktivan ili integrativan način. Proizvodni ciklus se odvija na sličan način. Integrativnom interakcijom DNA umjerenog faga se nakon ulaska u citoplazmu integrira u kromosom na određenom području, a tijekom stanične diobe replicira se sinkrono s bakterijskom DNA te se te strukture prenose na stanice kćeri. Takva ugrađena DNK faga - prophage, a bakterija koja sadrži profage naziva se lizogena, a fenomen je lizogenija.

Spontano, ili pod utjecajem niza vanjski faktori Profag se može izrezati iz kromosoma, tj. prijeći u slobodno stanje, pokazati svojstva virulentnog faga, što će dovesti do stvaranja nove generacije bakterijskih tijela - indukcija profaga.

Lizogeneza bakterija je u osnovi fagne (lizogene) pretvorbe. To se shvaća kao promjena karakteristika ili svojstava lizogenih bakterija u usporedbi s nelizogenim bakterijama iste vrste. Zadržavamo pravo na promjene različita svojstva- morfološki, antigenski itd.

Umjereni fagi mogu biti neispravni - ne mogu formirati fagno potomstvo koje nije unutra prirodni uvjeti i u indukciji.

Virion je punopravna virusna čestica koja se sastoji od NK i proteinske ljuske

Praktična primjena faga -

1. Primjena u dijagnostici. U odnosu na niz bakterijskih vrsta, monofagi se koriste u reakciji fagolizabilnosti kao jedan od kriterija za identifikaciju bakterijske kulture; tipični fagi se koriste za fagotipizaciju i za intraspecifičnu diferencijaciju bakterija. Provodi se u epidemiološke svrhe, kako bi se utvrdio izvor infekcije i načini njezina uklanjanja
2. Za liječenje i prevenciju niza bakterijskih infekcija - trbušni tip, stafilokokne i streptokokne infekcije (tablete otporne na kiseline)
3. Umjereni bakteriofagi koriste se u genetskom inženjerstvu kao vektor koji može uvesti genetski materijal u živu stanicu.

Genetika bakterija

Bakterijski genom sastoji se od genetskih elemenata sposobnih za samoreprodukciju - replikoni. Replikoni su bakterijski kromosomi i plazmidi. Bakterijski kromosom tvori nukleoid, zatvoreni prsten koji nije povezan s proteinima i nosi haploidni skup gena.

Plazmid je također zatvoreni prsten molekule DNA, ali mnogo manje veličine od kromosoma. Prisutnost plazmida u citoplazmi bakterija nije neophodna, ali oni daju prednost u okoliš. Veliki plazmidi se reduciraju s kromosomom i njihov broj u stanici je mali. A broj malih plazmida može doseći nekoliko desetaka. Neki plazmidi su sposobni reverzibilno integrirati u bakterijski kromosom u određenoj regiji i funkcionirati kao pojedinačni replikon. Takvi plazmidi nazivaju se integrativni. Neki plazmidi mogu se prenijeti s jedne bakterije na drugu izravnim kontaktom – konjugirani plazmidi. Sadrže gene odgovorne za stvaranje F-pilova, koji čine konjugacijski most za prijenos genetskog materijala.

Glavne vrste plazmida su

F - integrativni kongativni plazmid. Spolni faktor određuje sposobnost bakterija da budu donori tijekom konjugacije

R - plazmidi. Otporan. Sadrži gene koji određuju sintezu faktora koji uništavaju antibakterijski lijekovi. Bakterije koje posjeduju takve plazmide nisu osjetljive na mnoge lijekove. Stoga se formiraju čimbenici otporni na lijekove.

Plazmidni toks - determinirajući čimbenici patogenosti -

Ent – plazmidi – sadrži gen za proizvodnju enterotoksina.

Hly - uništavaju crvene krvne stanice.

Mobilni genetski elementi. To uključuje umetanje - elementi za umetanje. Općeprihvaćena oznaka je Is. To su dijelovi DNK koji se mogu kretati i unutar replikona i između njih. Sadrže samo gene potrebne za vlastito kretanje.

Transpozoni- veće strukture koje imaju ista svojstva kao Is, ali osim toga sadrže strukturne gene koji određuju sintezu biološke tvari, kao što su toksini. Mobilni genetski elementi mogu uzrokovati inaktivaciju gena, oštećenje genetskog materijala, fuziju replikona i širenje gena kroz bakterijsku populaciju.

Varijabilnost kod bakterija.

Sve vrste varijabilnosti podijeljene su u 2 skupine - nenasljedne (fenotipske, modifikacijske) i nasljedne (genotipske).

Izmjene- fenotipske nenasljedne promjene osobina ili svojstava. Modifikacije ne utječu na genotip i stoga se ne nasljeđuju. One su adaptivne reakcije na promjene u specifičnim uvjetima okoliša. U pravilu se gube u prvoj generaciji, nakon što faktor prestane djelovati.

Genotipska varijabilnost utječe na genotip organizma, pa se stoga može prenijeti na potomke. Genotipska varijabilnost dijeli se na mutacije i rekombinacije.

Mutacije- trajne, nasljedne promjene karakteristika ili svojstava organizma. Osnova mutacija je kvalitativna ili kvantitativna promjena slijeda nukleotida u molekuli DNA. Mutacije mogu promijeniti gotovo svako svojstvo.

Po podrijetlu mutacije su spontane i inducirane.

Spontane mutacije javlja se u prirodnim uvjetima postojanja organizma, i induciran nastaju kao posljedica usmjerenog djelovanja mutagenog faktora. Na temelju prirode promjena primarne strukture DNA kod bakterija razlikuju se genske ili točkaste mutacije i kromosomske aberacije.

Genske mutacije javljaju unutar jednog gena i minimalno uključuju jedan nukleotid. Ova vrsta mutacije može biti rezultat zamjene jednog nukleotida drugim, gubitka nukleotida ili umetanja dodatnog.

Kromosomski- može utjecati na nekoliko kromosoma.

Može doći do delecije - gubitka dijela kromosoma ili duplikacije - udvostručavanja dijela kromosoma. Rotiranje dijela kromosoma za 180 stupnjeva je inverzija.

Svaka mutacija nastaje pod utjecajem određenog mutagenog faktora. Po svojoj prirodi mutageni su fizikalni, kemijski i biološki. Ionizirana radiacija, X-zrake, UV zrake. Kemijski mutageni uključuju analoge dušičnih baza, samu nitritastu kiselinu, pa čak i neke lijekovi, citostatici. Biološki - neki virusi i transfazoni

Rekombinacija- izmjena dijelova kromosoma

Transdukcija - prijenos genetskog materijala pomoću bakteriofaga

Reparacija genetskog materijala - obnavljanje oštećenja uzrokovanih mutacijama.

Postoji nekoliko vrsta reparacije

1. Fotoreaktivacija - ovaj proces osigurava poseban enzim koji se aktivira u prisutnosti vidljivog svjetla. Ovaj enzim kreće se duž DNK lanca i popravlja oštećenja. Kombinira timere koji nastaju pod djelovanjem UV zraka. Značajniji su rezultati tamne reparacije. Ne ovisi o svjetlosti i osigurava ga nekoliko enzima - prvo nukleaze izrezuju oštećeni dio lanca DNA, zatim DNA polimeraza, na sačuvanoj matrici komplementarnog lanca, sintetizira flaster, a ligaze ga ušivaju u oštećeno područje.

Reparacije podliježu genske mutacije, ali kromosomske obično nisu

1. Genetska rekombinacija kod bakterija. Karakterizira ih prodiranje genetskog materijala iz bakterije donora u bakteriju primatelja uz stvaranje genoma kćeri koji sadrži gene obiju izvornih jedinki.

Ugradnja fragmenta DNK donora u primatelja događa se crossing overom

Tri vrste prijenosa -

1. Transformacija- proces u kojem se prenosi fragment izolirane donorske DNA. Ovisi o sposobnosti primatelja i stanju DNK donora. Kompetencija- sposobnost apsorpcije DNK. Ovisi o prisutnosti u stanična membrana primatelj posebnih proteina i nastaje tijekom određenih razdoblja rasta bakterija. Donatorska DNK mora biti dvolančana i ne prevelike veličine. Donor DNA prodire kroz bakterijsku membranu, i jedan od lanaca je uništen, drugi je integriran u primatelja DNA.
2. Transdukcija- provodi se uz pomoć bakteriofaga. Opća transdukcija i specifična transdukcija.

Općenito - nastaje uz sudjelovanje faktora virulencije. Tijekom sastavljanja čestica faga, glava faga može greškom uključivati ​​ne DNK faga, već dio bakterijskog kromosoma. Takvi fagi su defektni fagi.

Specifično- provode ga umjereni fagi. Kod rezanja, rezanje se vrši strogo po granici.Ugrađuju se između određenih gena i prenose ih.

1. Konjugacija- prijenos genetskog materijala s bakterije davatelja na primatelja, pri njihovom izravnom kontaktu. Neophodan uvjet- prisutnost kongativnog plazmida u stanici donora. Tijekom konjugacije nastaje konjugacijski most zahvaljujući pilima, preko kojih se genetski materijal prenosi od donora do bolesnika.

Genska dijagnostika

Skup metoda koje omogućuju identifikaciju genoma mikroorganizma ili njegovog fragmenta u materijalu koji se proučava. Prva je predložena metoda NC hibridizacije. Na temelju korištenja načela komplementarnosti. Ova metoda omogućuje otkrivanje prisutnosti markerskih fragmenata DNA patogena u genetskom materijalu pomoću molekularnih sondi. Molekularne sonde su kratki lanci DNA komplementarni regiji markera. Sondi se dodaje fluorescentna oznaka, radioaktivni izotop, enzim. Materijal koji se proučava podvrgava se posebnoj obradi, koja mu omogućuje uništavanje mikroorganizama, oslobađanje DNK i njegovu podjelu na jednolančane fragmente. Nakon toga, materijal je fiksiran. Tada se detektira aktivnost oznake. Ova metoda nije vrlo osjetljiva. Uzročnik je moguće identificirati samo ako je njegova količina dovoljno velika. 10 do 4 mikroorganizma. Tehnički je prilično složen i zahtijeva velika količina sonde. Rašireno u praksi ga nije našao. Bio je razvijen nova metoda - polimeraza lančana reakcija- PCR.

Ova se metoda temelji na sposobnosti replikacije DNA i virusne RNA, tj. do samoreprodukcije. Bit pacijenta je ponavljano kopiranje - in vitro amplifikacija fragmenta DNA, koji je marker za dati mikroorganizam. Budući da se proces odvija na dovoljno visoke temperature 70-90, metoda je postala moguća nakon izolacije termostabilne DNA polimeraze iz termofilnih bakterija. Mehanizam umnožavanja je takav da kopiranje lanaca DNA ne počinje ni na jednom mjestu, već samo na određenim početnim blokovima za čiju se izradu koriste tzv. Primeri su polinukleotidne sekvence komplementarne terminalnim sekvencama kopiranog fragmenta željene DNA, a početnice ne samo da započinju pojačavanje, već ga i ograničavaju. Sada postoji nekoliko PCR opcija, koje karakteriziraju 3 faze -

1. Denaturacija DNA (podjela na 1 lanac fragmenata)
2. Pričvršćivanje temeljnog premaza.
3. Komplementarno dodavanje DNA lanaca dvostrukim lancima

Ovaj ciklus traje 1,5-2 minute. Kao rezultat toga, broj molekula DNA udvostručuje se 20-40 puta. Rezultat je 10 na 8. potenciju kopija. Nakon amplifikacije provodi se elektroforeza i izolira se u obliku pruga. Provodi se u posebnom uređaju koji se naziva pojačalo.

Prednosti PCR-a

1. Daje izravne indikacije prisutnosti patogena u ispitivanom materijalu, bez izolacije čiste kulture.
2. Vrlo visoka osjetljivost. Teoretski, može se otkriti 1.
3. Materijal za istraživanje može se odmah dezinficirati nakon prikupljanja.
4. 100% specifičnost
5. Brzi rezultati. Potpuna analiza- 4-5 sati. Ekspresna metoda.

Široko se koristi za dijagnosticiranje zaraznih bolesti, čiji su uzročnici organizmi koji se ne mogu kultivirati ili se teško kultiviraju. Klamidija, mikoplazma, mnogi virusi - hepatitis, herpes. Za određivanje su razvijeni ispitni sustavi antraks, tuberkuloza.

Analiza ograničenja- uz pomoć enzima molekula DNA se dijeli na određene sekvence nukleoidi i fragmenti analiziraju se na temelju sastava. Na taj način možete pronaći jedinstvena područja.

Biotehnologija i genetski inženjering

Biotehnologija je znanost koja, na temelju proučavanja vitalnih procesa živih organizama, koristi te bioprocese, kao i same biološke objekte, za industrijsku proizvodnju proizvoda potrebnih čovjeku, za reprodukciju bioefekta koji se ne očituju u neprirodnim Uvjeti. Kao biološki objekti Najčešće se koriste jednostanični mikroorganizmi, te stanice životinja i biljaka. Stanice se razmnožavaju vrlo brzo, što omogućuje kratko vrijeme povećati biomasu proizvođača. Trenutno je biosinteza složenih tvari, poput proteina, antibiotika, ekonomičnija i tehnološki pristupačnija od drugih vrsta sirovina.

Biotehnologija koristi same stanice kao izvor ciljanog produkta, kao i velike molekule koje stanica sintetizira, enzime, toksine, antitijela te primarne i sekundarne metabolite – aminokiseline, vitamine, hormone. Tehnologija dobivanja proizvoda mikrobne i stanične sinteze svodi se na nekoliko tipičnih faza - odabir ili stvaranje proizvodnog stožera. Odabir optimalnog hranjivi medij, uzgoj. Izolacija ciljnog produkta, njegovo pročišćavanje, standardizacija, davanje oblik doziranja. Genetski inženjering se svodi na stvaranje ciljnih proizvoda potrebnih čovjeku. Rezultirajući ciljni gen spojen je s vektorom, a vektor može biti plazmid, i umetnut je u stanicu primatelja. Primatelj - bakterija - coli, kvasac. Ciljni produkti sintetizirani rekombinantima se izoliraju, pročišćavaju i koriste u praksi.

Inzulin i ljudski interferon. Eritropoetin, hormon rasta, monoklonska antitijela. Cjepivo protiv hepatitisa B.