Wykorzystanie fagów. Bakteriofagi: współczesne aspekty zastosowania, perspektywy na przyszłość

Preparaty fagowe znajdują zastosowanie w leczeniu i profilaktyce chorób zakaźnych, a także w diagnostyce - do oznaczania wrażliwości fagowej i typowania fagowego w identyfikacji drobnoustrojów. Działanie fagów opiera się na ich ścisłej specyfice. O działaniu terapeutycznym i profilaktycznym fagów decyduje aktywność lityczna samego faga, a także właściwości immunizacyjne składników (antygenów) zniszczonych komórek drobnoustrojów zawartych w fagolizatach, zwłaszcza w przypadku wielokrotnego użycia. Przy otrzymywaniu preparatów fagowych wykorzystuje się sprawdzone szczepy produkcyjne fagów i odpowiednio typowe kultury mikroorganizmów. Hodowlę bakteryjną w płynnej pożywce, która jest w logarytmicznej fazie rozmnażania, zakaża się zawiesiną matki faga.

Hodowlę zlizowaną przez fagi (zwykle następnego dnia) filtruje się przez filtry bakteryjne i do przesączu zawierającego fagi dodaje się roztwór chinosolu jako środek konserwujący.
Ukończony produkt fag jest klarowny płyn żółtawy kolor. W celu dłuższego przechowywania niektóre fagi są dostępne w postaci suchej (w tabletkach). W leczeniu i profilaktyce infekcje jelitowe fagi stosuje się jednocześnie z roztworem wodorowęglanu sodu, ponieważ kwaśna zawartość żołądka niszczy faga. Fag nie pozostaje długo w organizmie (5-7 dni), dlatego zaleca się ponowną aplikację.

wyprodukowany w ZSRR następujące leki stosowany w leczeniu i profilaktyce chorób: duru brzusznego, salmopelozy, czerwonki, coliphage, gronkowcowych fagów i paciorkowców. Obecnie fagi są stosowane w leczeniu i profilaktyce w połączeniu z antybiotykami. Ta aplikacja zapewnia więcej skuteczne działanie dla bakterii opornych na antybiotyki.

Bakteriofagi diagnostyczne są szeroko stosowane do identyfikacji bakterii izolowanych od pacjenta lub z zakażonych obiektów środowiskowych. Przy pomocy bakteriofagów, ze względu na ich wysoką specyficzność, możliwe jest określenie rodzajów bakterii oraz z większą dokładnością poszczególnych typów izolowanych bakterii. Opracowano diagnostykę fagową i typowanie fagowe bakterii z rodzaju Salmonella, Vibrio i gronkowców. Typowanie fagowe pomaga ustalić źródło infekcji, zbadać zależności epidemiologiczne i rozróżnić sporadyczne i epidemiczne przypadki chorób.
Diagnostyka fagowa i typowanie fagowe opierają się na zasadzie wspólnej hodowli wyizolowanego mikroorganizmu z odpowiadającym mu gatunkiem lub typem faga. wynik pozytywny rozważana jest obecność dobrze zaznaczonej lizy badanej kultury fagiem gatunku, a następnie jednym z typowych fagów.

Bakteriofagi są znane ze swoich Cecha wyróżniająca selektywnie infekują bakterie: każdy typ bakteriofaga jest aktywny tylko przeciwko pewien rodzaj bakterii i jest neutralny w stosunku do innych. Medycyna zna ponad pięć tysięcy gatunków tych „zjadaczy bakterii”, które wnikając do patogennej komórki niszczą ją od wewnątrz, ale jednocześnie nie naruszają mikroflory organizmu jako całości.

Zasada działania

Zasada działania preparatów bakteriofagowych polega na tym, że fagi wprowadzane lub stosowane powierzchownie wyszukują i wnikają w szkodliwą bakterię, naruszając jej strukturę od wewnątrz.

Rozmnażanie się fagów wewnątrz bakterii prowadzi do jej całkowitego zniszczenia. W wyniku tego procesu, który trwa od 15 do 45 minut, powstaje około 70 do 200 nowych cząstek faga.

Zaletą stosowania fagów jest to, że nadal się namnażają i wchodzą do komórek tak długo, jak długo występuje infekcja.

Gatunki i siedliska

Pomimo bardzo mały rozmiar cząsteczki faga (do 0,2 milimikrona), ich struktura ma więcej złożona struktura niż wirusy innych grup. Informacja genowa bakteriofaga zawarta jest w DNA znajdującym się wewnątrz głowy faga. Bakteriofagi mają zróżnicowaną budowę morfologiczną.

Bakteriofagi o różnych kształtach

W środowisko naturalne bakteriofagi znajdują się prawie wszędzie tam, gdzie jest komórka bakteryjna.

W medycynie istnieje podział preparatów fagowych na grupy, w tym fagi według nazwy bakterii chorobotwórczych, na które działają:

• paciorkowiec;
• gronkowcowy;
• czerwonka;
• stawka;
• pseudomonadyczny;
• klebsieleus;
• białkowy;
• i inni.

Praktyczne zastosowanie i cel

Wykorzystanie bakteriofagów to nie wszystko skuteczna metoda wiele choroba zakaźna spowodowane przez patogeny bakteryjne, ale odnosi się również do niezawodnych metod zapobiegawczych.

Leki lecznicze i profilaktyczne z bakteriofagami są skutecznie stosowane w leczeniu:

• choroby wywołane przez hemolityczne Escherichia coli, gronkowce, paciorkowce, enterokoki, Pseudomonas aeruginosa, Proteus itp.;
• dysbakterioza u dzieci i dorosłych;
• choroby laryngologiczne;
• zapobieganie powikłania bakteryjne z grypą i ostrymi infekcjami dróg oddechowych;
• piodermia skóra, ukąszenia owadów i zwierząt, infekcje ran;
• ropne choroby zapalne jamy ustnej i tkanek przyzębia;
• choroby bakteryjne układu moczowo-płciowego.

Preparaty fagowe są najskuteczniejsze, gdy stosowanie zapobiegawcze I wczesne wykrycie czynnik sprawczy tej choroby.

Różnorodne leki i ich cechy

Preparaty lecznicze i profilaktyczne zawierające bakteriofagi dostępne są w postaci roztworów i żeli. Możesz znaleźć takie leki w aptekach lub zaufanych sklepach internetowych http://vitabio.ru/. Poniżej znajdują się przykłady i opisy niektórych z nich.

Żele z bakteriofagami: Otofag, Fagodent, Fagoderm, Fagogin

Fagogin- lek z bakteriofagami, produkowany w postaci żelu przeznaczonego do higiena intymna. W ramach leku istnieje około 40 odmian bakteriofagów, z których każdy ma na celu zwalczanie określonego rodzaju drobnoustrojów. Fagogin jest skuteczny środek przeciwbakteryjny do stosowania miejscowego w profilaktyce i leczeniu infekcji narządów płciowych.
Otofag- żel, do zapobiegania i leczenia zapalenia ucha środkowego, zapalenia krtani, zapalenia migdałków, nieżytu nosa i innych chorób zakaźnych górnych dróg oddechowych. Otofag skuteczny środek w zapobieganiu powikłaniom bakteryjnym grypy i ostrym infekcjom dróg oddechowych. Otofag jest również używany jako antyseptyczny podczas interwencji chirurgicznych.
Fagodent- najnowsze osiągnięcie zawierające żywe bakteriofagi do higieny i leczenia antybakteryjnego jamy ustnej. Wyprodukowany w postaci żelu z dozownikiem, lek ma zdolność neutralizacji patogenna flora i palenisko proces zapalny. Fagodent stosuje się w leczeniu procesów ropno-zapalnych błony śluzowej jamy ustnej i dziąseł, nawrotów świeży oddech i odbudowuje mikroflorę jamy ustnej.
Fagoderm- lek do zapobiegania i leczenia chorób powierzchniowych i głębokich warstw skóry oraz jej uszkodzeń. naturalny preparat Fagoderm skutecznie radzi sobie ze szkodliwymi bakteriami i zapewnia kompleksowa poprawa zdrowia osłony skóry. Nadaje się do użytku z różnymi grupy wiekowe dzięki zawartości naturalnych składników.

Dlaczego bakteriofagi są lepsze od antybiotyków?

Celowe niszczenie drobnoustrojów daje fagom niezaprzeczalną przewagę nad antybiotykami, które wraz z bakteriami niszczą wszelką pożyteczną mikroflorę. Takie leczenie prowadzi do zakłócenia całego systemu. przewód pokarmowy, dysbakterioza i inne choroby, które są wykluczone w leczeniu bakteriofagów.
Inne zalety bakteriofagów:

• zdolny do niszczenia bakterii, które mają silną odporność na antybiotyki;
• Brak efektów ubocznych;
• kompatybilny ze wszystkimi lekami;
• nie uzależniają;
• stosowany profilaktycznie;
• nie obniżaj odporności organizmu;
• nadaje się do użytku przez wszystkie grupy wiekowe.

Pomimo tego, że preparaty z bakteriofagami nie mają przeciwwskazań, zdarzają się przypadki, gdy preparaty zawierające fagi nie są skuteczne, wówczas leczenie choroby kontynuuje się tradycyjnymi metodami.

Zdaniem naukowców i specjalistów terapia fagowa to wielkie rewolucyjne odkrycie w walce z wieloma chorobami zakaźnymi, na które wcześniej medycyna była bezsilna. Istnienie naturalne środki lecznicze do zwalczania infekcji, bakteriofagi idealnie współdziałają z Ludzkie ciało nie czyniąc żadnej szkody.

W związku z rosnącą opornością drobnoustrojów chorobotwórczych na antybiotyki oraz w związku z tym metody alternatywne metody leczenia chorób zakaźnych zyskują coraz większą popularność, badania nad bakteriofagami nabiorą tylko rozpędu, co doprowadzi do nowych odkryć i zwycięstw nad wieloma chorobami.

Bakteriofagi to specyficzne wirusy, które działają selektywnie atakujące i niszczące drobnoustroje. Rozmnażając się wewnątrz komórki, niszczą bakterie. W takim przypadku patogenna mikroflora zostaje zniszczona, a korzystna mikroflora zostaje zachowana.

Zastosowanie tych wirusów zaproponowano już na początku wieku w leczeniu chorób zakaźnych. Jednak zainteresowanie nimi w wielu krajach świata zostało utracone po pojawieniu się antybiotyków. Dziś zainteresowanie tymi wirusami powraca.

W kontakcie z

Cechy strukturalne i siedlisko

Czym są bakteriofagi? To duża grupa wirusów, 100 razy mniejsza od komórek bakteryjnych. Struktura fagów w wielokrotnym powiększeniu uderza różnorodnością.

Co to są bakteriofagi

Rozważ rodzaje drobnoustrojów i cel, w zależności od ich rodzaju.

Istnieje dziewiętnaście rodzin wirusów różniących się rodzajem kwasu nukleinowego (DNA lub RNA), a także kształtem i strukturą genomu.

Bakteriofagi w medycynie sklasyfikowany zgodnie z szybkością działania na bakterie chorobotwórcze:

1. umiarkowane bakteriofagi powoli i częściowo niszczą mikroorganizmy chorobotwórcze, powodując je nieodwracalne zmiany przekazywane następnym pokoleniom drobnoustrojów. Jest to tak zwany efekt lizogeniczny.
2. Zjadliwe cząsteczki wirusa, raz w komórkach drobnoustroju, aktywnie i szybko się namnażają. Prowadzą do niemal natychmiastowej śmierci bakterii (efekt lityczny).
3. Umiarkowane gatunki drobnoustrojów stosowany jako leczenie alternatywne infekcje bakteryjne. Mają pewne zalety:
4. Wygodny kształt. Lek jest stworzony dla przyjmowanie doustne w postaci roztworu lub tabletki.

W przeciwieństwie do antybiotyków, bakteriofagi nie mają skutki uboczne, rzadziej powodują Reakcja alergiczna, nie mają wtórnych negatywnych skutków.

Nie ma odporności mikrobiologicznej. Bakteriom trudniej jest przystosować się do wirusów i kiedy złożony wpływ to prawie niemożliwe.

Ale są też wady :

• przebieg terapii jest dłuższy;
• pewne trudności w wyborze odpowiedniej grupy leków;
• Genom bakterii jest przenoszony z jednego drobnoustroju na drugi.

W medycynie, biorąc pod uwagę specyfikę opisywanych wirusów, preferuje się stosowanie złożonych i wielowartościowych bakteriofagów, które zawierają kilka odmian tych drobnoustrojów.

Lista i opis bakteriofagów:

1. Dizfak, poliwalentny czerwonka. Powoduje śmierć Shigelli Flexner i Sonne.
2. dur brzuszny zabija patogeny dur brzuszny, salmonella.
3. Klebsiella poliwalentna. Reprezentuje złożony środek, niszczące Klebsiella zapalenie płuc, ozen, rhinoscleroma.
4. Klebsiella zapalenie płuc, Klebsifag- doskonały pomocnik w walce z chorobami układu moczowo-płciowego, oddechowego, układy trawienne, infekcje chirurgiczne, uogólnione patologie septyczne.
5. Coliproteofag, coliproteoid. Jest przeznaczony do leczenia odmiedniczkowego zapalenia nerek, zapalenia pęcherza, zapalenia jelita grubego i innych chorób wywołanych przez Proteus i Escherichia coli.
6. Kolifag, jeśli. Skuteczny w leczeniu infekcji skórnych i narządy wewnętrzne, wywołane przez enteropatogenną Escherichia coli E. Coli.
7. Proteofag proteus ma szkodliwy wpływ na określone drobnoustroje białkowe vulgaris i mirabilis, które są patogenami ropne zapalenie patologie jelitowe.
8. paciorkowcowe, streptofag szybko neutralizuje gronkowce wyizolowane z wszelkich infekcji ropnych.
9. Pseudomonas aeruginosa. Zalecany jest w leczeniu stanów zapalnych, które prowokuje Pseudomonas aeruginosa. Lizuje bakterie Pseudomonas aeruginosa.
10. Złożony pyobakteriofag. Jest to mieszanina fagolizatów paciorkowców, enterokoków, gronkowców, pseudomanus aeruginosis, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca i zapalenia płuc.
11. sektafagu, poliflying pyobakteriofag. Ma szkodliwy wpływ na bakterie Escherichia coli.
12. intensywny. Kompleksowe przygotowanie lizujące Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis Proteus i Aerunina.

Tylko lekarz po zbadaniu i wykryciu infekcji powinien przepisać leki. Ich samodzielne stosowanie może być nieskuteczne, ponieważ bez specjalnego badania nie da się określić wrażliwości na fagi.

Schemat leczenia jest opracowywany indywidualnie dla każdego klienta. Najczęściej uciekają się do leków na terapię dysbakterioza jelitowa. Przebieg leczenia może wynosić około pięciu dni, ale w niektórych przypadkach - do 15 dni. Powtórz kursy dla większej wydajności 2-3 razy.

Przykład przebiegu terapii infekcji gronkowcowej:

• dziecko do sześciu miesięcy - 5 ml;
• od sześciu miesięcy do jednego roku - 10 ml;
• dziecko w wieku od jednego do trzech lat - 15 ml;
• od 3 lat do 8-20 ml;
• dziecko po ośmiu latach - 30 ml .;
• niemowlętom podaje się fagi doustnie, z kroplami do nosa, w postaci lewatywy.

Bakteriofagi namnażają się wewnątrz bakterii, zabijając je. Podczas gdy leki są spożywane podczas leczenia, a ich liczba maleje, liczba fagów może wręcz przeciwnie wzrosnąć.

Wraz ze zniknięciem pokarmu dla fagów - szkodliwe bakterie same fagi znikają.

Preparaty bakteriofagowe znajdują zastosowanie w leczeniu chorób u dzieci:

• infekcja ucha;
• infekcje dróg moczowych;
• infekcje dróg oddechowych;
• infekcje chirurgiczne;
• infekcje przewodu żołądkowo-jelitowego;
• infekcje oczu itp.

Aby wyhodować bakteriofagi, materiał z bakteriofagami jest nakładany na pożywkę, która jest zaszczepiana określoną kulturą bakterii. W miejscach, w które uderzają, tworzy się strefa zniszczonych bakterii, czyli puste miejsce. Materiał ten pobiera się igłą bakteriologiczną. Przenosi się go do zawiesiny zawierającej młodą kulturę bakteryjną. Czynności te wykonuje się do 10 razy, aby powstały bakteriofag był czysty.

Na bazie bakteriofagów wytwarza się preparaty w postaci czopków, aerozoli, tabletek, roztworów i innych postaci. Nazwa leków wykorzystuje grupę bakterii do zwalczania której są przeznaczone.

Porównanie z antybiotykami

W przeciwieństwie do antybiotyków, wszystkie rodzaje preparatów bakteriofagowych nie wpływają niekorzystnie na organizm ludzki.

Każdy gatunek selektywnie oddziałuje na mikroorganizmy, dzięki czemu nie tylko nie szkodzą mikroflorze, ale są również stosowane w leczeniu dysbakteriozy. Leki te są jednak stosowane znacznie rzadziej niż antybiotyki z kilku powodów:

1. Bakteriofagi nie przenikają do krwi. Stosuje się je tylko wtedy, gdy możliwe jest łatwe dostarczenie leku do miejsca narażenia. Na przykład płukać gardło, nakładać bezpośrednio na ranę, pić przy infekcji jelitowej.
2. W przypadku stosowania bakteriofagów ważne jest, aby mieć pewność diagnozy. Wyjątkiem jest preparaty łączone z bakteriofagami przeciwko różnym patogenom. Skuteczność tych leków jest mniejsza, a cena wyższa.

Praktyczne użycie fagi. Bakteriofagi wykorzystywane są w laboratoryjnej diagnostyce zakażeń podczas wewnątrzgatunkowej identyfikacji bakterii, czyli określenia fagowaru (typu faga). W tym celu stosuje się metodę typowanie fagowe, w oparciu o ścisłą specyfikę działania fagów: krople różnych diagnostycznych fagów specyficznych dla danego typu aplikuje się do kubka z gęstą pożywką obsianą „trawnikiem” czystej kultury patogenu. Fag fagowy bakterii jest określony przez typ faga, który spowodował jego lizę (utworzenie sterylnego miejsca, „płytki” lub „ujemnej kolonii”, faga). Technika fagotypowania służy do identyfikacji źródła i dróg szerzenia się zakażenia (oznaczenie epidemiologiczne). Izolacja bakterii tego samego fagovaru od różnych pacjentów wskazuje na wspólne źródło ich zakażenia.

Fagi są również wykorzystywane w leczeniu i profilaktyce szereg infekcji bakteryjnych. Produkują tyfus, salmonellę, czerwonkę, pseudomonas, fagi gronkowcowe, paciorkowcowe i preparaty złożone (coliproteic, pyobakteriofagi itp.). Bakteriofagi są przepisywane według wskazań doustnie, pozajelitowo lub miejscowo w postaci płynów, tabletek, czopków lub aerozoli.

Bakteriofagi są szeroko stosowane m.in Inżynieria genetyczna i biotechnologii jako wektory do otrzymywania rekombinowanego DNA.

Czynniki sprawcze Escherichiosis. Taksonomia i charakterystyka. Rola Escherichia coli w stanach prawidłowych i patologicznych. Diagnostyka mikrobiologiczna escherichioza jelitowa. Zasady leczenia i profilaktyki.

escherichioza- choroba zakaźna, którego czynnikiem sprawczym jest Escherichia coli.

Istnieje escherichioza dojelitowa (jelitowa) i pozajelitowa. Escherichioza jelitowa jest ostrą chorobą zakaźną charakteryzującą się dominującym uszkodzeniem przewodu pokarmowego. Występują w postaci ognisk, czynnikami sprawczymi są wywołujące biegunki szczepy E. coli. Escherichioza pozajelitowa - choroby wywołane przez oportunistyczne szczepy E. coli - przedstawiciele normalna mikroflora jelito grube. W przypadku tych chorób możliwe jest uszkodzenie dowolnych narządów.

pozycja taksonomiczna. Czynnik sprawczy - Escherichia coli - jest głównym przedstawicielem rodzaju Escherichia, rodziny Enterobacteriaceae, należącej do działu Gracilicutes.

Właściwości morfologiczne i barwiące. E. coli to małe Gram-ujemne pałeczki o zaokrąglonych końcach. W rozmazach są ułożone losowo, nie tworzą zarodników, peritrichous. Niektóre szczepy są mikrokapsułkowane, pilusy.

właściwości kulturowe. Escherichia coli - fakultatywnie beztlenowce, optym. tempo. dla wzrostu - 37C. E coli nie wymaga pożywek i dobrze rośnie na prostych podłożach, dając rozproszone zmętnienie na podłożach płynnych i tworząc kolonie na podłożach stałych. Do diagnozy escherichiozy stosuje się różnicowe media diagnostyczne z laktozą - Endo, Levin.

aktywność enzymatyczna. E coli ma szeroką gamę różnych enzymów. Bardzo piętno E coli jest jego zdolność do fermentacji laktozy.

Struktura antygenowa. E. coli ma somatyczne O-, wiciowe antygeny H i powierzchniowe K. Antygen O ma ponad 170 wariantów, antygen K - ponad 100, antygen H - ponad 50. Struktura antygenu O określa przynależność do grupy serologicznej. Szczepy E coli posiadające nieodłączny zestaw antygenów (formuła antygenowa). warianty serologiczne (serowary).

Według właściwości antygenowych, toksycznych, dwa warianty biologiczne E coli:

1) oportunistyczne E. coli;

2) „z pewnością” chorobotwórcze, biegunkowe.

czynniki chorobotwórcze. Tworzy endotoksyny o działaniu enterotropowym, neurotropowym i pirogennym. Escherichia biegunkowa wytwarza egzotoksynę powodującą znaczne uszkodzenia metabolizm wody i soli. Ponadto w niektórych szczepach, a także czynnikach wywołujących czerwonkę, stwierdzono czynnik inwazyjny, który sprzyja przenikaniu bakterii do komórek. Patogeniczność biegunkowej Escherichia polega na występowaniu krwotoku, działaniu nefrotoksycznym. Do czynników chorobotwórczych wszystkich szczepów E coli zawierają pilusy i białka błony zewnętrznej, które promują adhezję, a także mikrokapsułkę, która zapobiega fagocytozie.

opór. E coli ma wyższą odporność na działanie różne czynniki otoczenie zewnętrzne; jest wrażliwy na środki dezynfekujące, szybko umiera po ugotowaniu.

RolaE coli. E. coli jest przedstawicielem normalnej mikroflory jelita grubego. Jest antagonistą chorobotwórczych bakterii jelitowych, bakterii gnilnych i grzybów z rodzaju Candida. Ponadto bierze udział w syntezie witamin z grupy BYĆ I DO, częściowo rozkłada błonnik.

Szczepy żyjące w jelicie grubym i warunkowo patogenne mogą przedostać się poza przewód pokarmowy i wraz ze spadkiem odporności i ich nagromadzeniem mogą powodować różne nieswoiste ropne choroby zapalne (zapalenie pęcherza moczowego, zapalenie pęcherzyka żółciowego) - escherichioza pozajelitowa.

Epidemiologia.Źródłem escherichiozy jelitowej są ludzie chorzy. Mechanizm zakażenia – fekalno-oralny, drogi przenoszenia - pokarmowy, kontakt z gospodarstwem domowym.

Patogeneza. Jama ustna Wchodzi jelito cienkie, jest adsorbowany w komórkach nabłonka za pomocą pilusów i białek błony zewnętrznej. Bakterie namnażają się, giną, uwalniając endotoksyny, które wzmagają motorykę jelit, powodują biegunki, gorączkę i inne objawy ogólnego zatrucia. Przydziela egzotoksyny - ciężką biegunkę, wymioty i znaczne naruszenie metabolizmu wody i soli.

Klinika. Okres wylęgania wynosi 4 dni. Choroba zaczyna się ostro, z gorączką, bólami brzucha, biegunką, wymiotami. Występują zaburzenia snu i apetytu, ból głowy. Na postać krwotoczna w stolcu znajduje się krew.

Odporność. Po przebyta choroba odporność jest krucha i krótkotrwała.

Diagnostyka mikrobiologiczna . Główna metoda - bakteriologiczny. Zdefiniuj widok czysta kultura(pałeczki Gram-ujemne, oksydazo-ujemne, fermentujące glukozę i laktozę do kwasu i gazu, tworzące indol, nie tworzące siarkowodoru) i należące do serogrupy, która umożliwia odróżnienie oportunistycznych E. coli od biegunki. Identyfikacja wewnątrzgatunkowa, która ma znaczenie epidemiologiczne, polega na określeniu serowaru za pomocą diagnostycznych adsorbowanych surowic immunologicznych.

83. Budowa i funkcje układu odpornościowego.

Po raz pierwszy przyjęto założenie, że bakteriofagi są wirusami. D. Errel. W przyszłości odkryto wirusy grzybów itp., Zaczęto je nazywać fagami.

Morfologia faga.

Rozmiary - 20 - 200nm. Większość fagów ma kształt kijanek. Najbardziej złożone fagi składają się z wielościennej głowy zawierającej kwas nukleinowy, szyi i wyrostków. Pod koniec procesu znajduje się płytka podstawna, z której wystają włókna i zęby. Te nici i zęby służą do mocowania faga do powłoki bakteryjnej. Najbardziej złożone fagi w dystalnej części procesu zawierają enzym - lizozym. Enzym ten przyczynia się do rozpuszczania błony bakteryjnej po wniknięciu faga NK do cytoplazmy. W wielu fagach wyrostek jest otoczony otoczką, która u niektórych fagów może się kurczyć.

Istnieje 5 grup morfologicznych

1. Bakteriofagi z długim wyrostkiem i kurczącą się otoczką
2. Fagi z długim wyrostkiem, ale bez osłonki kurczliwej
3. Fagi z krótkim ogonem
4. Fagi z analogiem procesu
5. Fagi nitkowate

Skład chemiczny.

Fagi składają się z kwasu nukleinowego i białek. Większość z nich zawiera 2-niciowe DNA zamknięte w pierścieniu. Niektóre fagi zawierają pojedynczą nić DNA lub RNA.

Skorupa faga - kapsyd, składa się z uporządkowanych podjednostek białkowych - kapsomerów.

Najbardziej złożone fagi w dystalnej części procesu zawierają enzym - lizozym. Enzym ten przyczynia się do rozpuszczania błony bakteryjnej po wniknięciu faga NK do cytoplazmy.

Fagi dobrze tolerują zamrażanie, podgrzewanie do 70°C i suszenie. Wrażliwy na kwasy, promieniowanie UV i gotowanie. Fagi infekują ściśle określone bakterie poprzez interakcję z określonymi receptorami komórkowymi.

Zgodnie ze specyfiką interakcji -

Polifagi - wchodzące w interakcje z kilkoma spokrewnionymi gatunkami bakterii

Monofagi - gatunki fagów - wchodzą w interakcje z jednym rodzajem bakterii

Fagi typu - wchodzą w interakcje z poszczególnymi wariantami bakterii w obrębie gatunku.

W zależności od działania typowych fagów, gatunki można podzielić na rząd fagów. Interakcja fagów z bakteriami może przebiegać produktywny, aproduktywny i integracyjny.

produktywny typ- powstaje potomstwo faga, a komórka ulega lizie

Z produktywnym- komórka nadal istnieje, proces interakcji zostaje przerwany na początkowym etapie

Typ integracyjny- genom faga integruje się z chromosomem bakteryjnym i z nim współistnieje.

W zależności od rodzaju interakcji istnieją zjadliwe i umiarkowane fagi.

Zjadliwy interakcji z bakteriami w produktywny sposób. Na początku fag jest wchłaniany na błonie bakteryjnej w wyniku oddziaływania specyficznych receptorów. Następuje penetracja lub penetracja wirusowego kwasu nukleinowego do cytoplazmy bakterii. Pod działaniem lizozymu w otoczce bakterii powstaje mały otwór, następuje redukcja otoczki faga i wstrzyknięcie NK. Otoczka faga na zewnątrz bakterii. Następna jest synteza wczesnych białek. Zapewniają syntezę białek strukturalnych faga, replikację kwasu nukleinowego faga i represję aktywności chromosomów bakteryjnych.

Następnie następuje synteza Elementy konstrukcyjne fagi i replikacja kwasów nukleinowych. Z tych elementów składa się nowa generacja cząstek faga. Zespół nazywa się morfogenezą, nowymi cząstkami, z których 10-100 może powstać w jednej bakterii. Dalsza liza bakterii i uwolnienie nowej generacji fagów do środowiska zewnętrznego.

umiarkowane bakteriofagi wchodzić w interakcje produktywnie lub integracyjnie. Cykl produkcyjny przebiega w ten sam sposób. Przy oddziaływaniu integracyjnym DNA faga umiarkowanego po wejściu do cytoplazmy jest integrowane w określonym obszarze z chromosomem, a podczas podziału komórki replikuje się synchronicznie z DNA bakteryjnym, a struktury te są przenoszone do komórek potomnych. Takie wbudowane DNA faga - prorokować, a bakteria zawierająca profag nazywana jest lizogenną, a zjawisko to tzw lizogeneza.

Spontanicznie lub pod wpływem serii czynniki zewnętrzne profag można wyciąć z chromosomu, tj. przejść w stan wolny, wykazywać właściwości zjadliwego faga, co doprowadzi do powstania nowej generacji ciał bakteryjnych - indukcja profagów.

Lizogeneza bakteryjna leży u podstaw konwersji fagowej (lizogennej). Jest to rozumiane jako zmiana cech lub właściwości bakterii lizogennych w porównaniu z bakteriami nielizogennymi tego samego gatunku. Może zmienić różne właściwości- morfologiczne, antygenowe itp.

Umiarkowane fagi mogą być wadliwe - nie są w stanie uformować potomstwa faga żywy i w indukcji.

Wirion - kompletna cząsteczka wirusowa, składająca się z NK i otoczki białkowej

Praktyczne zastosowanie fagów -

1. Zastosowanie w diagnostyce. W odniesieniu do wielu gatunków bakterii monofagi są wykorzystywane w reakcji lizowania fagów, jako jedno z kryteriów identyfikacji kultury bakteryjnej, typowe fagi są wykorzystywane do typowania fagów, do wewnątrzgatunkowego różnicowania bakterii. Prowadzone w celach epidemiologicznych, w celu ustalenia źródła zakażenia i sposobów jego eliminacji
2. Do leczenia i zapobiegania wielu infekcjom bakteryjnym - typ brzuszny, zakażenia gronkowcowe i paciorkowcowe (tabletki z otoczką kwasoodporną)
3. Umiarkowane bakteriofagi są wykorzystywane w inżynierii genetycznej jako wektor zdolny do wprowadzenia materiału genetycznego do żywej komórki.

Genetyka bakterii

Genom bakteryjny składa się z elementów genetycznych zdolnych do samoreplikacji - replikony. Replikony to chromosomy bakteryjne i plazmidy. Chromosom bakteryjny tworzy nukleoid, który nie jest związany z białkami w zamkniętym pierścieniu i zawiera haploidalny zestaw genów.

Plazmidy są również zamkniętym pierścieniem cząsteczki DNA, ale znacznie mniejszym niż chromosom. Obecność plazmidów w cytoplazmie bakterii nie jest konieczna, ale dają one przewagę środowisko. Duże plazmidy są redukowane wraz z chromosomem, a ich liczba w komórce jest niewielka. A liczba małych plazmidów może sięgać kilkudziesięciu. Niektóre plazmidy są w stanie odwracalnie integrować się z chromosomem bakteryjnym w określonym regionie i funkcjonować jako pojedynczy replikon. Takie plazmidy nazywane są integracyjnymi. Niektóre plazmidy mogą być przenoszone z jednej bakterii do drugiej przez bezpośredni kontakt - plazmidy koniugacyjne. Zawierają geny odpowiedzialne za powstawanie pigułek F, które tworzą mostek koniugacyjny do przenoszenia materiału genetycznego.

Główne rodzaje plazmidów to

F - integracyjny plazmid kongatywny. Czynnik płciowy określa zdolność bakterii do bycia dawcami podczas koniugacji

R - plazmidy. Odporny. Zawiera geny warunkujące syntezę czynników niszczących leki przeciwbakteryjne. Bakterie posiadające takie plazmidy nie są wrażliwe na wiele leków. Dlatego powstaje czynnik lekooporny.

Plazmid tox - czynniki determinujące patogeniczność -

Ent - plazmid - zawiera gen odpowiedzialny za produkcję enterotoksyn.

Hly - zniszcz erytrocyt.

ruchome elementy genetyczne. Należą do nich wkładki - elementy wstawiania. Ogólnie przyjęte oznaczenie to Is. Są to odcinki DNA, które mogą przemieszczać się zarówno w obrębie repliki, jak i pomiędzy nimi. Zawierają tylko geny niezbędne do ich własnego ruchu.

transpozony- większe struktury, które mają takie same właściwości jak Is, ale dodatkowo zawierają geny strukturalne, które warunkują syntezę substancje biologiczne jak toksyny. Transpozycyjne elementy genetyczne mogą powodować inaktywację genów, uszkodzenie materiału genetycznego, fuzję replikonów i proliferację genów w populacji bakterii.

zmienność bakterii.

Wszystkie rodzaje zmienności są podzielone na 2 grupy - niedziedziczne (fenotypowe, modyfikacja) i dziedziczne (genotypowe).

modyfikacje- fenotypowe niedziedziczne zmiany cech lub właściwości. Modyfikacje nie wpływają na genotyp, a zatem nie są dziedziczone. Są to reakcje adaptacyjne na zmiany w określonych warunkach środowiskowych. Z reguły są tracone w pierwszym pokoleniu, po ustaniu czynnika.

Zmienność genotypowa wpływa na genotyp organizmu, a zatem może być przekazywana potomstwu. Zmienność genotypowa dzieli się na mutacje i rekombinacje.

Mutacje- trwałe, dziedziczne zmiany cech lub właściwości organizmu. Podstawą mutacji jest jakościowa lub ilościowa zmiana sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. Mutacje mogą zmienić prawie każdą właściwość.

Z pochodzenia mutacje są spontaniczne i indukowane.

Spontaniczne mutacje występuje w naturalnych warunkach istnienia organizmu, oraz indeksowane powstają w wyniku ukierunkowanego działania czynnika mutagennego. W zależności od charakteru zmian w strukturze pierwotnej DNA u bakterii wyróżnia się mutacje genowe lub punktowe oraz aberracje chromosomalne.

Mutacje genów występują w obrębie pojedynczego genu i minimalnie wychwytują jeden nukleotyd. Ten typ mutacji może wynikać z zamiany jednego nukleotydu na inny, utraty jednego nukleotydu lub wstawienia dodatkowego.

Chromosomalny- może wpływać na kilka chromosomów.

Może wystąpić delecja - utrata segmentu chromosomu, duplikacja - podwojenie segmentu chromosomu. Obrót fragmentu chromosomu o 180 stopni to inwersja.

Każda mutacja zachodzi pod wpływem określonego czynnika mutagennego. Z natury mutageny są fizyczne, chemiczne i biologiczne. promieniowanie jonizujące, promienie rentgenowskie, Promienie UV. Do chemicznych mutagenów - analogów zasad azotowych, samego kwasu azotawego, a nawet niektórych leki, cytostatyki. Do biologicznych - niektóre wirusy i transfazony

Rekombinacja- wymiana części chromosomów

Transdukcja – przeniesienie materiału genetycznego przez bakteriofaga

Naprawa materiału genetycznego - przywracanie uszkodzeń powstałych w wyniku mutacji.

Istnieje kilka rodzajów zadośćuczynienia

1. Fotoreaktywacja – proces ten zapewnia specjalny enzym, który aktywuje się w obecności światła widzialnego. Enzym ten porusza się wzdłuż łańcucha DNA i naprawia uszkodzenia. Łączy tymery, które powstają pod wpływem promieniowania UV. Wyniki ciemnej naprawy są bardziej znaczące. Nie zależy od światła i jest dostarczana przez kilka enzymów - najpierw nukleazy wycinają uszkodzony odcinek łańcucha DNA, następnie polimeraza DNA syntetyzuje łatkę na matrixie pozostałego komplementarnego łańcucha, a ligazy wszywają łatkę w uszkodzony obszar .

Reparacje podlegają mutacje genów, podczas gdy chromosomy zwykle nie

1. Rekombinacja genetyczna u bakterii. Charakteryzuje się przenikaniem materiału genetycznego z bakterii dawcy do bakterii biorcy z utworzeniem genomu potomnego zawierającego geny obu pierwotnych osobników.

Włączenie fragmentu DNA dawcy do biorcy następuje przez przejście

Trzy rodzaje transmisji -

1. Transformacja- proces przenoszenia fragmentu izolowanego DNA dawcy. Zależy od kompetencji biorcy i stanu DNA dawcy. Kompetencja- zdolność wchłaniania DNA. To zależy od obecności Błona komórkowa biorcy określonych białek i powstaje w określonych okresach wzrostu bakterii. DNA dawcy musi być dwuniciowe i niezbyt duże. DNA dawcy przenika przez błonę bakteryjną, jeden z łańcuchów ulega zniszczeniu, drugi zostaje zintegrowany z DNA biorcy.
2. transdukcja- przeprowadzane za pomocą bakteriofagów. Transdukcja ogólna i transdukcja specyficzna.

Ogólny - występuje przy udziale czynników zjadliwych. Podczas składania cząstek faga głowa faga może błędnie zawierać nie DNA faga, ale fragment chromosomu bakteryjnego. Takie fagi są wadliwymi fagami.

konkretny- jest przeprowadzana przez umiarkowane fagi. Podczas wycinania wycinanie odbywa się ściśle wzdłuż granicy, są wstawiane między pewne geny i przenoszone.

1. koniugacja- przeniesienie materiału genetycznego z bakterii dawcy na biorcę, w przypadku ich bezpośredniego kontaktu. Warunek konieczny- obecność zakaźnego plazmidu w komórce dawcy. Podczas koniugacji z powodu pilusów tworzy się mostek koniugacyjny, przez który przekazywany jest materiał genetyczny od dawcy do pacjenta.

Diagnostyka genów

Zestaw metod identyfikacji genomu mikroorganizmu lub jego fragmentu w badanym materiale. Jako pierwsza zaproponowano metodę hybrydyzacji NC. Oparte na zasadzie komplementarności. Metoda ta umożliwia wykrycie obecności markerowych fragmentów DNA patogenu w materiale genetycznym za pomocą sond molekularnych. Sondy molekularne to krótkie nici DNA, które są komplementarne do miejsca markera. Do sondy wprowadzany jest znacznik - fluorochrom, izotop promieniotwórczy, enzym. Materiał do badań poddawany jest specjalnej obróbce, która pozwala na zniszczenie mikroorganizmów, uwolnienie DNA i podzielenie go na jednoniciowe fragmenty. Następnie materiał jest naprawiany. Następnie wykrywana jest aktywność etykiety. Ta metoda nie jest bardzo czuła. Możliwe jest zidentyfikowanie patogenu tylko z wystarczająco dużą jego liczbą. 10 do 4 mikroorganizmów. Jest to dość skomplikowane technicznie i wymaga duża liczba sondy. rozpowszechniony w praktyce nie znalazł. Był zaprojektowany nowa metoda - polimeraza reakcja łańcuchowa- PCR.

Metoda ta opiera się na zdolności DNA i wirusowego RNA do replikacji, tj. do samoreprodukcji. Istotą pacjenta jest wielokrotne kopiowanie – amplifikacja in vitro fragmentu DNA, który jest markerem dla danego mikroorganizmu. Ponieważ proces odbywa się w wystarczającej wysokie temperatury 70–90 metoda stała się możliwa po wyizolowaniu termostabilnej polimerazy DNA z bakterii termofilnych. Mechanizm amplifikacji polega na tym, że kopiowanie łańcuchów DNA nie rozpoczyna się w żadnym punkcie, a jedynie w określonych blokach startowych, do tworzenia których stosuje się tzw. startery. Startery to sekwencje polinukleotydowe, które są komplementarne do sekwencji końcowych skopiowanego fragmentu pożądanego DNA, a startery nie tylko inicjują amplifikację, ale także ją ograniczają. Teraz istnieje kilka opcji PCR, charakterystyczne są 3 etapy -

1. Denaturacja DNA (podział na 1-niciowe fragmenty)
2. Mocowanie podkładu.
3. Bezpłatne przedłużenie nici DNA do 2 nici

Ten cykl trwa 1,5-2 minuty. W rezultacie liczba cząsteczek DNA podwaja się 20-40 razy. Wynik to 10 do potęgi ósmej kopii. Po amplifikacji przeprowadza się elektroforezę i izoluje w postaci pasków. Odbywa się to w specjalnym urządzeniu zwanym wzmacniaczem.

Zalety PCR

1. Daje bezpośrednie wskazania obecności patogenu w materiale testowym, bez izolowania czystej kultury.
2. Bardzo wysoka czułość. Teoretycznie możesz znaleźć 1. miejsce.
3. Materiał do badań można od razu po pobraniu zdezynfekować.
4. 100% specyficzność
5. Szybkie wyniki. Pełna analiza- 4-5 godzin. Metoda ekspresowa.

Jest szeroko stosowany w diagnostyce chorób zakaźnych, których czynnikami sprawczymi są organizmy nieuprawiane lub trudne w uprawie. Chlamydia, mykoplazmy, wiele wirusów - zapalenie wątroby, opryszczka. Opracowano system testowy w celu ustalenia wąglik, gruźlica.

Analiza ograniczeń- Cząsteczki DNA są rozkładane przez enzymy pewne sekwencje nukleoidy i fragmenty są analizowane zgodnie z ich składem. W ten sposób możesz znaleźć unikalne witryny.

Biotechnologia i inżynieria genetyczna

Biotechnologia jest nauką, która w oparciu o badanie procesów życiowych organizmów żywych wykorzystuje te bioprocesy, jak również same obiekty biologiczne, do przemysłowej produkcji produktów niezbędnych człowiekowi, do reprodukcji bioefektów, które nie przejawiają się w nienaturalne warunki. Jak obiekty biologiczne najczęściej stosowane są mikroorganizmy jednokomórkowe, a także komórki, zwierzęta i rośliny. Komórki rozmnażają się bardzo szybko, co pozwala na Krótki czas zwiększyć biomasę producenta. Obecnie biosynteza złożonych substancji, takich jak białka, antybiotyki, jest bardziej ekonomiczna i technologicznie bardziej dostępna niż inne rodzaje surowców.

Biotechnologia wykorzystuje same komórki jako źródło docelowego produktu, a także syntetyzowane przez komórkę duże cząsteczki, enzymy, toksyny, przeciwciała oraz metabolity pierwotne i wtórne - aminokwasy, witaminy, hormony. Technologia otrzymywania produktów syntezy mikrobiologicznej i komórkowej sprowadza się do kilku typowych etapów - wyboru lub stworzenia siedziby produkcyjnej. Wybór optymalnego pożywka wzrostowa, uprawa. Wyizolowanie docelowego produktu, jego oczyszczenie, standaryzacja, postać dawkowania. Inżynieria genetyczna sprowadza się do stworzenia docelowego produktu niezbędnego człowiekowi. Otrzymany docelowy gen jest poddawany fuzji z wektorem, a wektorem może być plazmid i wprowadzany do komórki biorcy. Odbiorca - bakteria - coli, drożdże. Docelowe produkty syntetyzowane przez rekombinanty są izolowane, oczyszczane i stosowane w praktyce.

Jako pierwsza powstała insulina ludzki interferon. Erytropoetyna, hormon wzrostu, przeciwciała monoklonalne. Szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B.