L'uso dei fagi. Batteriofagi: aspetti moderni dell'applicazione, prospettive per il futuro

I preparati fagici sono utilizzati per il trattamento e la prevenzione delle malattie infettive, nonché nella diagnostica, per determinare la sensibilità dei fagi e la tipizzazione dei fagi nell'identificazione dei microrganismi. L'azione dei fagi si basa sulla loro stretta specificità. L'effetto terapeutico e profilattico dei fagi è determinato dall'attività litica del fago stesso, nonché dalla proprietà immunizzante dei componenti (antigeni) delle cellule microbiche distrutte nei fagolisati, specialmente in caso di uso ripetuto. Quando si ottengono preparazioni di fagi, vengono utilizzati ceppi di produzione comprovati di fagi e, di conseguenza, colture tipiche di microrganismi. Una coltura batterica in un mezzo nutritivo liquido, che si trova nella fase logaritmica della riproduzione, viene infettata da una sospensione madre fagica.

La coltura fagizzata (di solito il giorno successivo) viene filtrata attraverso filtri batterici e una soluzione di chinosolo viene aggiunta come conservante al filtrato contenente fago.
Prodotto finito il fago è liquido chiaro colore giallastro. Per una conservazione più lunga, alcuni fagi sono disponibili in forma secca (in compresse). Nel trattamento e nella prevenzione infezioni intestinali i fagi vengono utilizzati contemporaneamente a una soluzione di bicarbonato di sodio, poiché il contenuto acido dello stomaco distrugge il fago. Il fago non rimane a lungo nel corpo (5-7 giorni), quindi si consiglia di riapplicare.

prodotto in Unione Sovietica i seguenti farmaci utilizzato per il trattamento e la prevenzione di malattie: tifo, salmopelosi, dissenteria, colifago, fago stafilococco e streptococco. Attualmente, i fagi sono utilizzati per il trattamento e la prevenzione in combinazione con antibiotici. Questa applicazione fornisce di più azione efficace per batteri resistenti agli antibiotici.

I batteriofagi diagnostici sono ampiamente utilizzati per identificare i batteri isolati da un paziente o da oggetti ambientali infetti. Con l'aiuto dei batteriofagi, grazie alla loro elevata specificità, è possibile determinare i tipi di batteri e, con maggiore precisione, i singoli tipi di batteri isolati. Sono state sviluppate la diagnostica fagica e la tipizzazione fagica di batteri del genere Salmonella, Vibrio e stafilococchi. La tipizzazione dei fagi aiuta a stabilire la fonte dell'infezione, studiare le relazioni epidemiologiche e distinguere tra casi sporadici ed epidemici di malattie.
La diagnostica fagica e la tipizzazione fagica si basano sul principio della coltivazione congiunta di un microrganismo isolato con le specie corrispondenti o i fagi di tipo. risultato positivo si considera la presenza di una lisi ben pronunciata della coltura studiata con la specie fagica, e quindi con uno dei fagi tipici.

I batteriofagi sono noti per il loro caratteristica unica infettare selettivamente i batteri: ogni tipo di batteriofago è attivo solo contro un certo tipo batteri ed è neutrale nei confronti degli altri. La medicina conosce più di cinquemila specie di questi "mangiatori di batteri", che, penetrando in una cellula patogena, la distruggono dall'interno, ma allo stesso tempo non violano la microflora del corpo nel suo insieme.

Principio operativo

Il principio di azione dei preparati batteriofagi è che quando i fagi vengono introdotti o applicati superficialmente, cercano e penetrano in un batterio dannoso, violandone la struttura dall'interno.

La riproduzione dei fagi all'interno del batterio porta alla sua completa distruzione. Come risultato di questo processo, che dura dai 15 ai 45 minuti, si formano circa 70-200 nuove particelle fagiche.

Il vantaggio dei fagi quando vengono utilizzati è che continuano a moltiplicarsi ed entrare nelle cellule finché è presente l'infezione.

Specie e habitat

Nonostante il molto taglia piccola particelle fagiche (fino a 0,2 millimicron), la loro struttura ne ha di più struttura complessa rispetto ai virus di altri gruppi. L'informazione genetica dei batteriofagi è contenuta nel DNA situato all'interno della testa del fago. I batteriofagi hanno una diversa struttura morfologica.

Batteriofagi di varie forme

IN ambiente naturale i batteriofagi si trovano quasi ovunque ci sia una cellula batterica.

In medicina esiste una divisione dei preparati fagici in gruppi, compresi i fagi in base al nome dei batteri patogeni su cui agiscono:

• streptococco;
• stafilococco;
• dissenteria;
• palo;
• pseudomonadico;
• klebsieleus;
• proteico;
• e altri.

Applicazione pratica e scopo

L'uso di batteriofagi non è solo metodo efficace molti malattie infettive causato da agenti patogeni batterici, ma si riferisce anche a metodi preventivi affidabili.

I farmaci terapeutici e profilattici con batteriofagi sono efficacemente utilizzati per il trattamento di:

• malattie causate da Escherichia coli emolitico, stafilococco, streptococco, enterococco, Pseudomonas aeruginosa, Proteus, ecc.;
• disbatteriosi nei bambini e negli adulti;
• malattie ORL;
• prevenzione complicanze batteriche con influenza e infezioni respiratorie acute;
• piodermite pelle, morsi di insetti e animali, infezioni delle ferite;
• malattie purulente-infiammatorie del cavo orale e dei tessuti parodontali;
• malattie batteriche del sistema genito-urinario.

I preparati fagici sono più efficaci quando uso preventivo E diagnosi precoce l'agente eziologico di questa malattia.

Una varietà di droghe e le loro caratteristiche

I preparati terapeutici e profilattici contenenti batteriofagi sono disponibili sotto forma di soluzioni e gel. Puoi trovare tali farmaci nelle farmacie o nei negozi online affidabili http://vitabio.ru/. Di seguito sono riportati esempi e descrizioni di alcuni di essi.

Gel con batteriofagi: Otofag, Fagodent, Fagoderm, Fagogin

Fagogin- un farmaco con batteriofagi, prodotto sotto forma di un gel destinato a igiene intima. Come parte del farmaco, ci sono circa 40 varietà di batteriofagi, ognuna delle quali ha lo scopo di combattere un tipo specifico di microbi. Fagogin è efficace agente antibatterico topico per la prevenzione e il trattamento delle infezioni genitali.
Otopag- gel, per la prevenzione e cura di otiti medie, laringiti, tonsilliti, riniti e altre malattie infettive delle prime vie respiratorie. Otopag rimedio efficace per la prevenzione delle complicanze batteriche nell'influenza e nelle infezioni respiratorie acute. Otofag è anche usato come antisettico durante gli interventi chirurgici.
Fagodent- l'ultimo sviluppo contenente batteriofagi vivi per l'igiene e il trattamento antibatterico del cavo orale. Prodotto sotto forma di gel con un erogatore, il farmaco è in grado di neutralizzare flora patogena e focolare processo infiammatorio. Fagodent è utilizzato nel trattamento dei processi infiammatori purulenti della mucosa orale e delle gengive, ritorna alito fresco e ripristina la microflora del cavo orale.
Fagoderma- un farmaco per la prevenzione e il trattamento delle malattie degli strati superficiali e profondi della pelle e dei suoi danni. preparazione naturale Fagoderm affronta efficacemente i batteri nocivi e fornisce miglioramento completo della salute coperture di pelle. Adatto per l'uso con vari gruppi di età a causa del contenuto di componenti naturali.

Perché i batteriofagi sono migliori degli antibiotici?

La distruzione intenzionale dei microbi conferisce ai fagi un innegabile vantaggio rispetto agli antibiotici, che, insieme ai batteri, distruggono tutta la microflora benefica. Tale trattamento porta all'interruzione dell'intero sistema. tratto gastrointestinale, dysbacteriosis e altre malattie, che sono escluse nel trattamento dei batteriofagi.
Altri vantaggi dei batteriofagi:

• in grado di distruggere i batteri che hanno una forte immunità agli antibiotici;
• nessun effetto collaterale;
• compatibile con tutti i farmaci;
• non creano dipendenza;
• usato come profilattico;
• non ridurre l'immunità del corpo;
• adatto all'uso da parte di tutte le età.

Nonostante il fatto che i preparati con batteriofagi non abbiano controindicazioni, ci sono casi in cui i preparati contenenti fagi non sono efficaci, quindi il trattamento della malattia continua con metodi tradizionali.

Secondo scienziati e specialisti, la terapia dei fagi è una grande scoperta rivoluzionaria nella lotta contro molte malattie infettive, dove la medicina era precedentemente impotente. Essendo rimedi naturali per combattere le infezioni, i batteriofagi interagiscono idealmente con corpo umano senza fare alcun male.

A causa della crescente resistenza dei microbi patogeni agli antibiotici e in considerazione del fatto che metodi alternativi i trattamenti per le malattie infettive stanno guadagnando sempre più popolarità, la ricerca sui batteriofagi guadagnerà solo slancio, il che porterà a nuove scoperte e vittorie su molte malattie.

I batteriofagi sono virus specifici che selettivamente microbi attaccanti e dannosi. Riproducendosi all'interno della cellula, distruggono i batteri. In questo caso, la microflora patogena viene distrutta e la microflora benefica viene preservata.

L'utilizzo di questi virus è stato proposto già all'inizio del secolo per la cura delle malattie infettive. Tuttavia, l'interesse per loro in molti paesi del mondo è andato perso dopo l'avvento degli antibiotici. Oggi, l'interesse per questi virus sta tornando.

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Caratteristiche strutturali e habitat

Cosa sono i batteriofagi? Questo è un grande gruppo di virus, 100 volte più piccolo delle cellule batteriche. La struttura dei fagi sotto ingrandimento multiplo colpisce per la diversità.

Cosa sono i batteriofagi

Considera i tipi di microbi e lo scopo, a seconda del loro tipo.

Esistono diciannove famiglie di virus che si differenziano per il tipo di acido nucleico (DNA o RNA), nonché per la forma e la struttura del genoma.

I batteriofagi in medicina classificato in accordo con la velocità di influenza sui batteri patogeni:

1. batteriofagi temperati distruggono lentamente e parzialmente i microrganismi patogeni, provocandoli cambiamenti irreversibili trasmesso alla prossima generazione di microbi. Questo è il cosiddetto effetto lisogenico.
2. Molecole Virulente Del Virus, una volta nelle cellule del microbo, si moltiplicano attivamente e rapidamente. Portano quasi istantaneamente alla morte dei batteri (effetto litico).
3. Specie microbiche moderate utilizzato come trattamento alternativo infezioni batteriche. Hanno alcuni vantaggi:
4. Forma comoda. Il farmaco è fatto per assunzione orale come soluzione o come compressa.

A differenza degli antibiotici, i batteriofagi non hanno effetti collaterali, è meno probabile che causino reazione allergica, non hanno effetti negativi secondari.

Non c'è resistenza microbica. È più difficile per i batteri adattarsi ai virus e quando impatto complessoè quasi impossibile.

Ma ci sono anche degli svantaggi :

• il corso della terapia è più lungo;
• alcune difficoltà nella scelta del giusto gruppo di farmaci;
• Il genoma di un batterio viene trasferito da un microbo all'altro.

In medicina, tenendo conto della specificità dei virus descritti, preferiscono utilizzare batteriofagi complessi e polivalenti che contengono diverse varietà di questi microbi.

Elenco e descrizione dei batteriofagi:

1. Dizfak, dissenterico polivalente. Provoca la morte di Shigella Flexner e Sonne.
2. tifo uccide gli agenti patogeni tifo, salmonella.
3. Klebsiella polivalente. Rappresenta rimedio complesso, distruggendo la polmonite di Klebsiella, l'ozen, il rinoscleroma.
4. Polmonite di Klebsiella, Klebsifag- un eccellente assistente nella lotta contro urogenitale, respiratorio, sistemi digestivi, infezioni chirurgiche, patologie settiche generalizzate.
5. Coliproteofago, coliproteoide.È destinato al trattamento di pielonefrite, cistite, colite e altre malattie provocate da Proteus ed Escherichia coli.
6. Colifago, se. Efficace nel trattamento delle infezioni della pelle e organi interni, provocato da Escherichia coli E. Coli enteropatogeno.
7. Proteofago, proteus ha un effetto dannoso su specifici microbi proteici vulgaris e mirabilis, che sono patogeni infiammazione purulenta patologie intestinali.
8. streptococco, lo streptofago neutralizza rapidamente gli stafilococchi isolati da eventuali infezioni purulente.
9. Pseudomonas aeruginosa.È raccomandato per il trattamento dell'infiammazione, che provoca Pseudomonas aeruginosa. Lisa i batteri Pseudomonas aeruginosa.
10. Piobatteriofago complesso. È una miscela di fagolisati di streptococchi, enterococchi, stafilococchi, pseudomanus aeruginosis, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca e polmonite.
11. sektafagu, piobatteriofago polivolante. Ha un effetto dannoso su Escherichia coli.
12. Intensi. Preparazione complessa, lisando Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis Proteus e Aerunina.

Solo un medico dopo l'esame e il rilevamento dell'infezione dovrebbe prescrivere farmaci. Il loro uso indipendente può essere inefficace perché è impossibile determinare la sensibilità ai fagi senza uno studio speciale.

Il regime di trattamento è sviluppato individualmente per ogni cliente. Molto spesso ricorrono ai farmaci per la terapia disbatteriosi intestinale. Il corso del trattamento può durare circa cinque giorni, ma in alcuni casi fino a 15 giorni. Ripeti i corsi per una maggiore efficienza 2-3 volte.

Un esempio di un corso di terapia per un'infezione da stafilococco:

• un bambino fino a sei mesi - 5 ml;
• da sei mesi a un anno - 10 ml;
• un bambino da uno a tre anni - 15 ml;
• da 3 anni a 8-20 ml;
• bambino dopo otto anni - 30 ml.;
• ai neonati vengono somministrati i fagi per via orale, con gocce nasali, sotto forma di clistere.

I batteriofagi si moltiplicano all'interno dei batteri, uccidendoli. Mentre i farmaci vengono consumati durante il trattamento e il loro numero diminuisce, il numero di fagi può, al contrario, aumentare.

Con la scomparsa del cibo fagico - batteri nocivi, i fagi stessi scompaiono.

I preparati di batteriofagi sono utilizzati nel trattamento delle malattie nei bambini:

• infezioni dell'orecchio;
• infezioni del tratto urinario;
• Infezioni respiratorie;
• infezioni chirurgiche;
• infezioni del tratto gastrointestinale;
• infezioni agli occhi, ecc.

Per far crescere i batteriofagi, il materiale con batteriofagi viene applicato a un mezzo nutritivo seminato con una certa coltura di batteri. Nei punti in cui colpiscono si forma una zona di batteri distrutti, che è un punto vuoto. Questo materiale viene prelevato con un ago batteriologico. Viene trasferito in una sospensione contenente una giovane coltura batterica. Queste azioni vengono eseguite fino a 10 volte in modo che il batteriofago risultante sia puro.

A base di batteriofagi, i preparati vengono prodotti sotto forma di supposte, aerosol, compresse, soluzioni e altre forme. Il nome dei medicinali utilizza un gruppo di batteri per combattere i quali sono destinati.

Confronto con antibiotici

A differenza degli antibiotici, tutti i tipi di preparati batteriofagi non influiscono negativamente sul corpo umano.

Ogni specie colpisce selettivamente i microrganismi, quindi non solo non danneggiano la microflora, ma vengono anche utilizzate nel trattamento della dysbacteriosis. Tuttavia, questi farmaci sono usati molto meno frequentemente degli antibiotici per diversi motivi:

1. I batteriofagi non penetrano nel sangue. Sono utilizzati solo se è possibile consegnare facilmente il farmaco al sito di esposizione. Ad esempio, gargarismi, applicare direttamente sulla ferita, bere con un'infezione intestinale.
2. Per l'uso dei batteriofagi, è importante essere sicuri della diagnosi. L'eccezione è preparazioni combinate con batteriofagi contro vari agenti patogeni. L'efficacia di questi farmaci è inferiore e il prezzo è maggiore.

Uso pratico fagi. I batteriofagi sono utilizzati nella diagnosi di laboratorio delle infezioni durante l'identificazione intraspecifica dei batteri, cioè la determinazione del phagovar (tipo di fago). Per questo, viene utilizzato il metodo tipizzazione dei fagi, basato sulla rigorosa specificità dell'azione dei fagi: gocce di vari fagi specifici del tipo diagnostico vengono applicate a una tazza con un denso mezzo nutritivo seminato con un "prato" di una pura coltura dell'agente patogeno. Il fago fago di un batterio è determinato dal tipo di fago che ne ha causato la lisi (la formazione di un punto sterile, "placca", o "colonia negativa", fago). La tecnica della tipizzazione dei fagi viene utilizzata per identificare la fonte e le modalità di diffusione dell'infezione (marcatura epidemiologica). L'isolamento di batteri dello stesso fagovar da diversi pazienti indica una fonte comune della loro infezione.

I fagi sono utilizzati anche per il trattamento e la prevenzione una serie di infezioni batteriche. Producono tifo, salmonella, dissenteria, pseudomonas, stafilococchi, fagi streptococcici e preparati combinati (coliproteici, piobatteriofagi, ecc.). I batteriofagi sono prescritti secondo le indicazioni per via orale, parenterale o topica sotto forma di liquido, compresse, supposte o aerosol.

I batteriofagi sono ampiamente utilizzati in Ingegneria genetica e biotecnologie come vettori per ottenere DNA ricombinante.

Agenti eziologici dell'Escherichiosi. Tassonomia e caratteristiche. Il ruolo di Escherichia coli in condizioni normali e patologiche. Diagnostica microbiologica eschericosi enterale. Principi di cura e prevenzione.

Eschericosi- malattie infettive, il cui agente eziologico è Escherichia coli.

Esistono escherichiosi enterale (intestinale) e parenterale. L'eschericosi enterale è una malattia infettiva acuta caratterizzata da una lesione predominante del tratto gastrointestinale. Si verificano sotto forma di focolai, gli agenti causali sono ceppi diarrogeni di E. coli. Escherichiosi parenterale - malattie causate da ceppi opportunistici di E. coli - rappresentanti microflora normale intestino crasso. Con queste malattie è possibile danneggiare qualsiasi organo.

posizione tassonomica. L'agente eziologico - Escherichia coli - è il principale rappresentante del genere Escherichia, la famiglia delle Enterobacteriaceae, appartenente alla divisione Gracilicutes.

Proprietà morfologiche e tintorie. E. coli sono piccoli bastoncini Gram-negativi con estremità arrotondate. Negli strisci sono disposti in modo casuale, non formano spore, peritrichi. Alcuni ceppi sono microincapsulati, pili.

beni culturali. Escherichia coli - anaerobio facoltativo, optim. ritmo. per la crescita - 37C. E. coli non richiede terreni nutritivi e cresce bene su terreni semplici, dando torbidità diffusa su terreni liquidi e formando colonie su terreni solidi. Per la diagnosi di escherichiosi vengono utilizzati mezzi diagnostici differenziali con lattosio - Endo, Levina.

attività enzimatica. E. coli ha una vasta gamma di enzimi diversi. Maggior parte segno distintivo E. coliè la sua capacità di fermentare il lattosio.

Struttura antigenica. E. coli ha un somatico DI-, antigeni H flagellati e K di superficie. L'antigene O ha più di 170 varianti, l'antigene K - più di 100, l'antigene H - più di 50. La struttura dell'antigene O determina l'appartenenza al sierogruppo. Tensioni Escherichia coli sono chiamati aventi un insieme intrinseco di antigeni (formula antigenica). varianti sierologiche (sierovari).

Secondo proprietà antigeniche, tossigeniche, due varianti biologiche E. coli:

1) E. coli opportunistico;

2) "certamente" patogeno, diarrogeno.

fattori di patogenicità. Forma endotossina con effetti enterotropici, neurotropi e pirogenici. L'Escherichia diarroico produce un'esotossina che causa danni significativi metabolismo del sale marino. Inoltre, in alcuni ceppi, oltre agli agenti causali della dissenteria, si riscontra un fattore invasivo che favorisce la penetrazione dei batteri nelle cellule. La patogenicità dell'Escherichia diarreagenica è nel verificarsi di emorragie, nell'effetto nefrotossico. A fattori di patogenicità di tutti i ceppi E. coli includono pili e proteine ​​della membrana esterna che promuovono l'adesione, nonché una microcapsula che previene la fagocitosi.

resistenza. E. coli ha una maggiore resistenza all'azione vari fattori ambiente esterno; è sensibile ai disinfettanti, muore rapidamente quando viene bollito.

RuoloE. coli. E. coli è un rappresentante della normale microflora dell'intestino crasso. È un antagonista di batteri intestinali patogeni, batteri putrefattivi e funghi del genere Candida. Inoltre, è coinvolto nella sintesi delle vitamine del gruppo ESSERE E A, rompe parzialmente la fibra.

I ceppi che vivono nell'intestino crasso e sono condizionatamente patogeni possono andare oltre il tratto gastrointestinale e, con una diminuzione dell'immunità e il loro accumulo, possono causare varie malattie infiammatorie purulente non specifiche (cistite, colecistite) - escherichiosi parenterale.

Epidemiologia. La fonte dell'escherichiosi enterale sono i malati. Meccanismo di infezione - fecale-orale, vie di trasmissione - alimentare, contatto domestico.

Patogenesi. Cavità orale Entra dentro intestino tenue, viene adsorbito nelle cellule epiteliali con l'aiuto dei pili e delle proteine ​​della membrana esterna. I batteri si moltiplicano, muoiono, rilasciando endotossina, che aumenta la motilità intestinale, provoca diarrea, febbre e altri sintomi di intossicazione generale. Assegna esotossina - grave diarrea, vomito e una significativa violazione del metabolismo del sale marino.

Clinica. Periodo di incubazioneè di 4 giorni. La malattia inizia in modo acuto, con febbre, dolore addominale, diarrea, vomito. Ci sono disturbi del sonno e dell'appetito, mal di testa. A forma emorragica il sangue si trova nelle feci.

Immunità. Dopo malattia passata l'immunità è fragile e di breve durata.

Diagnostica microbiologica . Metodo principale - batteriologico. Definire la vista pura cultura(bastoncini gram-negativi, ossidasi-negativi, che fermentano glucosio e lattosio ad acido e gas, formano indolo, non formano idrogeno solforato) e appartengono a un sierogruppo, che consente di distinguere l'E. coli opportunistico dalla diarrea. L'identificazione intraspecifica, che ha significato epidemiologico, consiste nel determinare il sierotipo utilizzando sieri immuni adsorbiti diagnostici.

83. Struttura e funzioni del sistema immunitario.

Per la prima volta è stato ipotizzato che i batteriofagi siano virus. D. Errel. In futuro furono scoperti virus di funghi, ecc., Cominciarono a essere chiamati fagi.

Morfologia dei fagi.

Taglie - 20 - 200 nm. La maggior parte dei fagi ha la forma di girini. I fagi più complessi sono costituiti da una testa poliedrica contenente acido nucleico, un collo e processi. Alla fine del processo c'è la piastra basale, con filamenti e denti che si estendono da essa. Questi fili e denti servono per attaccare il fago al guscio batterico. I fagi organizzati in modo più complesso nella parte distale del processo contengono un enzima - lisozima. Questo enzima contribuisce alla dissoluzione della membrana batterica al momento della penetrazione del fago NK nel citoplasma. In molti fagi, l'appendice è circondata da una guaina, che può contrarsi in alcuni fagi.

Ci sono 5 gruppi morfologici

1. Batteriofagi con un lungo processo e una guaina che si contrae
2. Fagi con un lungo processo ma senza guaina contrattile
3. Fagi con una coda corta
4. Fagi con un analogo di processo
5. Fagi filamentosi

Composizione chimica.

I fagi sono composti da acido nucleico e proteine. La maggior parte di essi contiene DNA a 2 filamenti chiuso ad anello. Alcuni fagi contengono un singolo filamento di DNA o RNA.

Guscio fagico - capside, è costituito da subunità proteiche ordinate - capsomeri.

I fagi organizzati in modo più complesso nella parte distale del processo contengono un enzima - lisozima. Questo enzima contribuisce alla dissoluzione della membrana batterica al momento della penetrazione del fago NK nel citoplasma.

I fagi tollerano il congelamento, il riscaldamento fino a 70 e si asciugano bene. Sensibile agli acidi, ai raggi UV e all'ebollizione. I fagi infettano batteri strettamente definiti interagendo con specifici recettori cellulari.

Secondo la specificità dell'interazione -

Polifagi: interagiscono con diverse specie batteriche correlate

I monofagi - specie fagi - interagiscono con un tipo di batteri

Tipo fagi: interagiscono con singole varianti di batteri all'interno di una specie.

Secondo l'azione dei fagi tipici, le specie possono essere suddivise in fila di fagi. L'interazione dei fagi con i batteri può procedere tipo produttivo, aproduttivo e integrativo.

tipo produttivo- si forma la progenie fagica e la cellula viene lisata

Con un produttivo- la cellula continua ad esistere, il processo di interazione viene interrotto nella fase iniziale

Tipo integrativo- il genoma fagico si integra nel cromosoma batterico e coesiste con esso.

A seconda del tipo di interazione, ci sono fagi virulenti e temperati.

Virulento interagiscono con i batteri in modo produttivo. All'inizio, il fago viene assorbito sulla membrana batterica a causa dell'interazione di specifici recettori. C'è penetrazione o penetrazione dell'acido nucleico virale nel citoplasma dei batteri. Sotto l'azione del lisozima, si forma un piccolo foro nel guscio del batterio, il guscio del fago viene ridotto e viene iniettato NK. Il guscio del fago all'esterno del batterio. La prossima è la sintesi delle prime proteine. Forniscono la sintesi delle proteine ​​strutturali dei fagi, la replicazione dell'acido nucleico dei fagi e la repressione dell'attività dei cromosomi batterici.

Segue la sintesi componenti strutturali fagi e replicazione degli acidi nucleici. Da questi elementi viene assemblata una nuova generazione di particelle fagiche. L'assemblaggio è chiamato morfogenesi, nuove particelle, di cui 10-100 possono essere formate in un batterio. Ulteriore lisi del batterio e rilascio di una nuova generazione di fagi nell'ambiente esterno.

batteriofagi temperati interagiscono in modo produttivo o integrativo. Il ciclo produttivo va allo stesso modo. Con l'interazione integrativa, il DNA di un fago temperato, dopo essere entrato nel citoplasma, viene integrato nel cromosoma in una certa area e durante la divisione cellulare si replica in modo sincrono con il DNA batterico e queste strutture vengono trasferite alle cellule figlie. Tale DNA fagico incorporato - profago, e un batterio contenente un profago è chiamato lisogenico e il fenomeno è chiamato lisogenia.

Spontaneamente o sotto l'influenza di una serie fattori esterni un profago può essere asportato dal cromosoma, cioè entrare in uno stato libero, mostrare le proprietà di un fago virulento, che porterà alla formazione di una nuova generazione di corpi batterici - induzione del profago.

La lisogenesi batterica è alla base della conversione fagica (lisogenica). Questo è inteso come un cambiamento nei tratti o nelle proprietà nei batteri lisogenici, rispetto ai batteri non lisogenici della stessa specie. Potrebbe cambiare diverse proprietà- morfologico, antigenico, ecc.

I fagi temperati possono essere difettosi - non in grado di formare una progenie fagica non presente vivo e nell'induzione.

Virione - una particella virale completa, costituita da NK e un guscio proteico

Applicazione pratica dei fagi -

1. Applicazione nella diagnostica. In relazione a un certo numero di specie batteriche, i monofagi vengono utilizzati nella reazione di lizabilità dei fagi, come uno dei criteri per identificare una coltura batterica, i fagi tipici vengono utilizzati per la tipizzazione dei fagi, per la differenziazione intraspecifica dei batteri. Condotto a fini epidemiologici, per stabilire la fonte dell'infezione e le modalità di eliminazione
2. Per il trattamento e la prevenzione di una serie di infezioni batteriche - tipo addominale, infezioni da stafilococco e streptococco (compresse con rivestimento resistente agli acidi)
3. I batteriofagi temperati sono utilizzati nell'ingegneria genetica come vettore in grado di introdurre materiale genetico in una cellula vivente.

Genetica dei batteri

Il genoma batterico è costituito da elementi genetici capaci di autoreplicarsi - repliconi. I repliconi sono cromosomi e plasmidi batterici. Il cromosoma batterico forma un nucleoide che non è associato a proteine ​​in un anello chiuso e porta un insieme aploide di geni.

I plasmidi sono anche un anello chiuso della molecola del DNA, ma molto più piccolo del cromosoma. La presenza di plasmidi nel citoplasma dei batteri non è necessaria, ma conferiscono un vantaggio in ambiente. I grandi plasmidi sono ridotti con il cromosoma e il loro numero nella cellula è piccolo. E il numero di piccoli plasmidi può raggiungere diverse decine. Alcuni plasmidi sono in grado di integrarsi reversibilmente nel cromosoma batterico in una determinata regione e funzionare come un singolo replicone. Tali plasmidi sono chiamati integrativi. Alcuni plasmidi possono essere trasferiti da un batterio all'altro per contatto diretto - plasmidi coniugativi. Contengono i geni responsabili della formazione delle pillole F, che formano un ponte coniugativo per il trasferimento del materiale genetico.

I principali tipi di plasmidi sono

F - plasmide congativo integrativo. Il fattore sesso determina la capacità dei batteri di essere donatori durante la coniugazione

R - plasmidi. Resistente. Contiene geni che determinano la sintesi di fattori che distruggono farmaci antibatterici. I batteri che possiedono tali plasmidi non sono sensibili a molti farmaci. Pertanto, si forma un fattore resistente ai farmaci.

Plasmid tox - fattori determinanti di patogenicità -

Ent - plasmide - contiene il gene per la produzione di enterotossine.

Hly: distruggi l'eritrocita.

elementi genetici mobili. Questi includono inserti - elementi di inserimento. La designazione generalmente accettata è Is. Queste sono sezioni di DNA che possono muoversi sia all'interno del replicone che tra di loro. Contengono solo i geni necessari per il proprio movimento.

trasposoni- strutture più grandi che hanno le stesse proprietà di Is, ma in più contengono geni strutturali che ne determinano la sintesi sostanze biologiche come le tossine. Gli elementi genetici trasponibili possono causare inattivazione genica, danni al materiale genetico, fusione dei repliconi e proliferazione genica in una popolazione batterica.

variabilità nei batteri.

Tutti i tipi di variabilità sono divisi in 2 gruppi: non ereditari (fenotipici, modificati) ed ereditari (genotipici).

Modifiche- cambiamenti fenotipici non ereditabili nei tratti o nelle proprietà. Le modifiche non influiscono sul genotipo e pertanto non vengono ereditate. Sono risposte adattative ai cambiamenti di alcune condizioni ambientali specifiche. Di norma, si perdono nella prima generazione, dopo la cessazione del fattore.

Variabilità genotipica colpisce il genotipo dell'organismo e quindi è in grado di essere trasmesso ai discendenti. La variabilità genotipica è suddivisa in mutazioni e ricombinazioni.

Mutazioni- cambiamenti persistenti ed ereditari nelle caratteristiche o proprietà dell'organismo. La base delle mutazioni è un cambiamento qualitativo o quantitativo nella sequenza dei nucleotidi in una molecola di DNA. Le mutazioni possono modificare quasi tutte le proprietà.

Per origine, le mutazioni sono spontanee e indotte.

Mutazioni spontanee si verifica nelle condizioni naturali dell'esistenza dell'organismo, e indicizzato sorgono come risultato dell'azione diretta del fattore mutageno. In base alla natura dei cambiamenti nella struttura primaria del DNA nei batteri, si distinguono mutazioni geniche o puntiformi e aberrazioni cromosomiche.

Mutazioni geniche si verificano all'interno di un singolo gene e catturano minimamente un nucleotide. Questo tipo di mutazione può derivare dalla sostituzione di un nucleotide con un altro, dalla perdita di un nucleotide o dall'inserimento di uno in più.

cromosomico- può interessare diversi cromosomi.

Potrebbe esserci una delezione - la perdita di un segmento cromosomico, una duplicazione - raddoppio di un segmento cromosomico. Una rotazione di 180 gradi di un segmento cromosomico è un'inversione.

Qualsiasi mutazione si verifica sotto l'influenza di un certo fattore mutageno. Per loro natura, i mutageni sono fisici, chimici e biologici. Radiazione ionizzante, Raggi X, Raggi UV. A mutageni chimici - analoghi di basi azotate, acido nitroso stesso e persino alcuni medicinali, citostatici. A biologico: alcuni virus e transfazoni

Ri combinazione- scambio di parti di cromosomi

Trasduzione: trasferimento di materiale genetico da parte di un batteriofago

Riparazione di materiale genetico - ripristino del danno derivante da mutazioni.

Esistono diversi tipi di riparazione

1. Fotoriattivazione: questo processo è fornito da uno speciale enzima che viene attivato in presenza di luce visibile. Questo enzima si muove lungo la catena del DNA e ripara i danni. Combina i timeri, che si formano sotto l'azione dei raggi UV. I risultati della riparazione oscura sono più significativi. Non dipende dalla luce ed è fornito da diversi enzimi: prima le nucleasi tagliano la sezione danneggiata della catena del DNA, quindi la DNA polimerasi sintetizza un cerotto sulla matrice della restante catena complementare e le ligasi cuciono il cerotto nell'area danneggiata .

Le riparazioni sono soggette a mutazioni geniche, mentre i cromosomi di solito no

1. Ricombinazione genetica nei batteri. Caratterizzato dalla penetrazione di materiale genetico da un batterio donatore in un batterio ricevente con la formazione di un genoma figlia contenente i geni di entrambi gli individui originali.

L'inclusione di un frammento di DNA del donatore nel ricevente avviene per crossing over

Tre tipi di trasmissione -

1. Trasformazione- il processo mediante il quale viene trasferito un frammento di DNA donatore isolato. Dipende dalla competenza del ricevente e dallo stato del DNA del donatore. Competenza- la capacità di assorbire il DNA. Dipende dalla presenza membrana cellulare recipiente di proteine ​​specifiche e si forma durante determinati periodi di crescita batterica. Il DNA del donatore deve essere a doppio filamento e di dimensioni non molto grandi. Il DNA del donatore penetra attraverso il guscio dei batteri e una delle catene viene distrutta, l'altra viene incorporata nel DNA del ricevente.
2. trasduzione- effettuato con l'aiuto di batteriofagi. Trasduzione generale e trasduzione specifica.

Generale - si verifica con la partecipazione di fattori virulenti. Durante l'assemblaggio delle particelle fagiche, la testa del fago può erroneamente includere non il DNA fagico, ma un pezzo del cromosoma batterico. Tali fagi sono fagi difettosi.

specifica- è effettuato da fagi moderati. Durante il taglio, il taglio viene eseguito rigorosamente lungo il bordo, vengono inseriti tra determinati geni e trasferiti.

1. coniugazione- trasferimento di materiale genetico dal batterio del donatore al ricevente, con il loro contatto diretto. Condizione necessaria- la presenza di un plasmide congativo nella cellula donatrice. Durante la coniugazione dovuta ai pili si forma un ponte di coniugazione, attraverso il quale il materiale genetico viene trasferito dal donatore al paziente.

Diagnostica genetica

Un insieme di metodi per identificare il genoma di un microrganismo o il suo frammento nel materiale in esame. Il metodo di ibridazione NC è stato il primo ad essere proposto. Basato sul principio di complementarità. Questo metodo consente di rilevare la presenza di frammenti di DNA marcatore del patogeno nel materiale genetico utilizzando sonde molecolari. Le sonde molecolari sono brevi filamenti di DNA complementari a un sito marcatore. Un'etichetta viene introdotta nella sonda: fluorocromo, isotopo radioattivo, enzima. Il materiale del test viene sottoposto a un trattamento speciale che consente di distruggere i microrganismi, liberare il DNA e dividerlo in frammenti a singolo filamento. Successivamente, il materiale viene riparato. Quindi viene rilevata l'attività dell'etichetta. Questo metodo non è altamente sensibile. È possibile identificare l'agente patogeno solo con un numero sufficientemente elevato di esso. da 10 a 4 microrganismi. È abbastanza tecnicamente complesso e richiede un largo numero sonde. esteso in pratica, non ha trovato. È stato progettato nuovo metodo - polimerasi reazione a catena- PCR.

Questo metodo si basa sulla capacità del DNA e dell'RNA virale di replicarsi, cioè all'autoriproduzione. L'essenza del paziente è la copia ripetuta: l'amplificazione in vitro di un frammento di DNA che è un marker per un dato microrganismo. Poiché il processo si svolge a un livello sufficiente alte temperature 70-90, il metodo è diventato possibile dopo l'isolamento di una DNA polimerasi termostabile da batteri termofili. Il meccanismo di amplificazione è tale che la copia delle catene di DNA non inizia in nessun punto, ma solo in determinati blocchi di partenza, per la creazione dei quali vengono utilizzati i cosiddetti primer. I primer sono sequenze polinucleotidiche complementari alle sequenze finali del frammento copiato del DNA desiderato, e i primer non solo avviano l'amplificazione, ma anche la limitano. Ora ci sono diverse opzioni per la PCR, 3 fasi sono caratteristiche:

1. Denaturazione del DNA (separazione in frammenti di 1 filamento)
2. Attacco primer.
3. Estensione gratuita dei filamenti di DNA a 2 filamenti

Questo ciclo dura 1,5-2 minuti. Di conseguenza, il numero di molecole di DNA raddoppia di 20-40 volte. Il risultato è 10 elevato all'ottava potenza di copie. Dopo l'amplificazione, l'elettroforesi viene eseguita e isolata sotto forma di strisce. Viene eseguito in un dispositivo speciale chiamato amplificatore.

Vantaggi della PCR

1. Fornisce indicazioni dirette della presenza del patogeno nel materiale di prova, senza isolare una coltura pura.
2. Molto alta sensibilità. Teoricamente, puoi trovare 1st.
3. Il materiale per la ricerca può essere disinfettato immediatamente dopo il campionamento.
4. Specificità al 100%.
5. Risultati rapidi. Analisi completa- 4-5 ore. Metodo espresso.

È ampiamente utilizzato per la diagnosi di malattie infettive, i cui agenti causali sono organismi non coltivati ​​o difficili da coltivare. Chlamydia, micoplasmi, molti virus: epatite, herpes. È stato sviluppato un sistema di test per determinare antrace, tubercolosi.

Analisi di restrizione- Le molecole di DNA vengono scomposte dagli enzimi determinate sequenze nucleoidi e frammenti vengono analizzati in base alla loro composizione. In questo modo puoi trovare siti unici.

Biotecnologie e ingegneria genetica

La biotecnologia è una scienza che, basata sullo studio dei processi vitali degli organismi viventi, utilizza questi bioprocessi, nonché gli stessi oggetti biologici, per la produzione industriale di prodotti necessari all'uomo, per la riproduzione di bioeffetti che non si manifestano in condizioni innaturali. COME oggetti biologici i più comunemente usati sono microrganismi unicellulari, così come cellule, animali e piante. Le cellule si riproducono molto rapidamente, il che consente poco tempo aumentare la biomassa del produttore. Attualmente, la biosintesi di sostanze complesse, come proteine, antibiotici, è più economica e tecnologicamente più accessibile rispetto ad altri tipi di materie prime.

La biotecnologia utilizza le cellule stesse come fonte del prodotto target, nonché grandi molecole sintetizzate dalla cellula, enzimi, tossine, anticorpi e metaboliti primari e secondari: aminoacidi, vitamine, ormoni. La tecnologia per ottenere prodotti di sintesi microbica e cellulare è ridotta a diverse fasi tipiche: la scelta o la creazione di una sede produttiva. Selezione dell'ottimale mezzo di crescita, coltivazione. Isolamento del prodotto target, sua purificazione, standardizzazione, forma di dosaggio. L'ingegneria genetica si riduce alla creazione di un prodotto target necessario per una persona. Il gene bersaglio risultante viene fuso con un vettore e il vettore può essere un plasmide e inserito nella cellula del ricevente. Destinatario - batterio - coli, lievito. I prodotti target sintetizzati dai ricombinanti sono isolati, purificati e utilizzati nella pratica.

L'insulina è stata la prima ad essere creata interferone umano. Eritropoietina, ormone della crescita, anticorpi monoclonali. Vaccino contro l'epatite B.