Aplicarea fagilor. Bacteriofagi: aspecte moderne de aplicare, perspective de viitor

Preparatele fagice sunt utilizate pentru tratamentul și prevenirea bolilor infecțioase, precum și în diagnosticare - pentru a determina sensibilitatea fagilor și tiparea fagilor în identificarea microorganismelor. Acțiunea fagilor se bazează pe specificitatea lor strictă. Efectul terapeutic și profilactic al fagilor este determinat de activitatea litică a fagului însuși, precum și de proprietatea de imunizare a componentelor (antigenelor) celulelor microbiene distruse găsite în fagolizate, în special în cazul utilizării repetate. La obținerea preparatelor de fagi, se folosesc tulpini de producție dovedite de fagi și, în consecință, culturi tipice de microorganisme. O cultură bacteriană într-un mediu nutritiv lichid, care se află în faza logaritmică de reproducere, este infectată cu o suspensie uterină a fagului.

Cultura lizată cu fagi (de obicei a doua zi) este filtrată prin filtre bacteriene și se adaugă o soluție de chinosol la filtratul care conține fagul ca conservant.
Medicament gata fagul este lichid limpede culoare gălbuie. Pentru depozitare mai lungă, unii fagi sunt disponibili sub formă uscată (sub formă de tablete). În tratament și prevenție infectii intestinale fagii sunt utilizați simultan cu o soluție de bicarbonat de sodiu, deoarece conținutul acid al stomacului distruge fagul. Fagul nu persistă în organism mult timp (5-7 zile), așa că se recomandă reutilizarea lui.

Produs în Uniunea Sovietică următoarele medicamente, utilizat pentru tratamentul și prevenirea bolilor: tifoidă, salmonela, dizenterie, colifag, fag stafilococic și streptococ. În prezent, fagii sunt utilizați pentru tratament și prevenire în combinație cu antibiotice. Această aplicație are mai multe actiune eficienta pentru formele bacteriene rezistente la antibiotice.

Bacteriofagii de diagnosticare sunt utilizați pe scară largă pentru a identifica bacteriile izolate de la un pacient sau de la obiectele din mediu infectate. Cu ajutorul bacteriofagelor, datorită specificității lor ridicate, este posibil să se determine tipurile de bacterii și, cu o precizie mai mare, tipuri individuale de bacterii izolate. În prezent, au fost dezvoltate diagnosticarea fagică și tiparea fagică a bacteriilor din genul Salmonella, Vibrio și stafilococi. Tiparea fagilor ajută la stabilirea sursei infecției, la studiul relațiilor epidemiologice și la distingerea cazurilor sporadice de boli de cele epidemice.
Diagnosticarea fagilor și tiparea fagilor se bazează pe principiul co-cultivării unui microorganism izolat cu speciile sau tipul de fagi corespunzătoare. Rezultat pozitiv Se consideră că există o liză bine definită a culturii studiate cu fagul speciei, iar apoi cu unul dintre fagii tipici.

Bacteriofagii sunt cunoscuți pentru lor trasatura unica infectează selectiv bacteriile: fiecare tip de bacteriofag este activ numai împotriva anumit tip bacterii și neutre față de ceilalți. Medicina cunoaște mai mult de cinci mii de tipuri de acești „mâncători de bacterii”, care, pătrunzând într-o celulă patogenă, o distrug din interior, dar nu deranjează microflora corpului în ansamblu.

Principiul de funcționare

Principiul de acțiune al preparatelor bacteriofagice este că atunci când fagii sunt introduși sau aplicați superficial, aceștia caută și pătrund bacteria dăunătoare, perturbând structura acesteia din interior.

Reproducerea fagilor în interiorul unei bacterii duce la distrugerea completă a acesteia. Acest proces, care durează 15 până la 45 de minute, produce aproximativ 70 până la 200 de noi particule de fagi.

Avantajul fagilor atunci când sunt utilizați este că ei continuă să se înmulțească și să intre în celule atâta timp cât există o infecție acolo.

Specii și habitat

În ciuda foarte mărime mică particule de fagi (până la 0,2 milimicroni) structura lor are mai mult structura complexa decât virușii altor grupuri. Informația genetică a bacteriofagelor este conținută în ADN-ul situat în interiorul capului fagului. Bacteriofagii au o structură morfologică diversă.

Bacteriofagi de diferite forme

ÎN mediul natural Bacteriofagii se găsesc aproape oriunde există o celulă bacteriană.

În medicină, există o împărțire a preparatelor de fagi în grupuri, inclusiv fagii cu numele bacteriilor patogene pe care le afectează:

• streptococic;
• stafilococic;
• dizenterică;
• colium;
• pseudomonas;
• klebsieloza;
• Proteacea;
• si altii.

Aplicație practică și scop

Utilizarea bacteriofagelor nu este numai metoda eficienta tratarea multora boli infecțioase cauzate de agenți patogeni bacterieni, dar se referă și la metode preventive fiabile.

Medicamentele terapeutice și profilactice care conțin bacteriofagi sunt utilizate în mod eficient pentru a trata:

• boli cauzate de Escherichia coli hemolitic, stafilococ, streptococ, enterococ, Pseudomonas aeruginosa, Proteus etc.;
• disbacterioza la copii și adulți;
• boli ORL;
• prevenirea complicatii bacteriene pentru gripă și infecții respiratorii acute;
• piodermie piele, mușcături de insecte și animale, infecții ale rănilor;
• boli purulent-inflamatorii ale cavității bucale și ale țesuturilor parodontale;
• boli bacteriene ale sistemului genito-urinar.

Preparatele fagice prezintă cea mai mare eficacitate când utilizare preventivăȘi depistare precoce agentul cauzal al acestei boli.

Varietatea de medicamente și caracteristicile lor

Medicamentele terapeutice și profilactice care conțin bacteriofagi sunt produse sub formă de soluții și geluri. Puteți găsi astfel de medicamente în farmacii sau magazine online de încredere http://vitabio.ru/. Mai jos sunt exemple și descrieri ale unora dintre ele.

Geluri cu bacteriofagi: Otofag, Fagodent, Fagoderm, Fagogin

Fagogin– un preparat cu bacteriofagi, produs sub forma unui gel destinat igiena intimă. Medicamentul conține aproximativ 40 de soiuri de bacteriofagi, fiecare dintre acestea având ca scop combaterea unui anumit tip de microbi. Fagogin este eficient agent antibacterian utilizare locală pentru prevenirea și tratamentul infecțiilor genitale.
Otofag– gel pentru prevenirea și tratarea otitei, laringitei, amigdalitei, rinitelor și a altor boli infecțioase ale organelor ORL. Otofag remediu eficient pentru prevenirea complicațiilor bacteriene în timpul gripei și infecțiilor respiratorii acute. Otofag este de asemenea folosit ca antisepticîn timpul intervențiilor chirurgicale.
Fagodent– cea mai recentă dezvoltare care conține bacteriofagi vii pentru igiena și tratamentul antibacterian al cavității bucale. Produs sub formă de gel cu dozator, medicamentul este capabil să se neutralizeze flora patogenă si vatra proces inflamator. Fagodent este utilizat în tratamentul proceselor purulent-inflamatorii din mucoasa bucală și gingii și restaurează respirație proaspătăși restabilește microflora cavității bucale.
Fagoderm– un medicament pentru prevenirea și tratamentul bolilor straturilor superficiale și profunde ale pielii și deteriorarea acesteia. Preparare naturală Fagoderm face față eficient bacteriilor dăunătoare și oferă bunăstare cuprinzătoare piele. Potrivit pentru utilizare în diferite grupe de vârstă datorită conţinutului de componente naturale.

De ce bacteriofagii sunt mai buni decât antibioticele?

Distrugerea țintită a microbilor conferă fagilor un avantaj incontestabil față de antibiotice, care, împreună cu bacteriile, distrug toată microflora benefică. Un astfel de tratament duce la perturbarea întregului sistem. tract gastrointestinal, disbacterioza și alte boli, care sunt excluse atunci când sunt tratate cu bacteriofagi.
Alte avantaje ale bacteriofagelor:

• capabil să distrugă bacteriile care au imunitate puternică la antibiotice;
• fără efecte secundare;
• compatibil cu toate medicamentele;
• nu creează dependență;
• utilizate ca agenți profilactici;
• nu reduce imunitatea organismului;
• Potrivit pentru utilizare de către toate grupele de vârstă.

În ciuda faptului că nu există contraindicații pentru medicamentele care conțin bacteriofagi, există cazuri în care medicamentele care conțin fagi nu sunt eficiente, apoi tratamentul bolii continuă cu metode tradiționale.

Potrivit oamenilor de știință și specialiștilor, terapia cu fagi este o descoperire revoluționară majoră în lupta împotriva multor boli infecțioase, acolo unde medicina era înainte neputincioasă. Fiind mijloace naturale pentru a lupta împotriva infecțiilor, bacteriofagii interacționează în mod ideal cu corpul uman fără a provoca rău.

Datorită creșterii rezistenței microbilor patogeni la antibiotice și datorită faptului că metode alternative tratamentele pentru boli infecțioase câștigă o popularitate din ce în ce mai mare, cercetările asupra bacteriofagelor nu vor face decât să câștige avânt, ceea ce va duce la noi descoperiri și victorii asupra multor boli.

Bacteriofagii sunt virusuri specifici care selectiv atacând și dăunând microbilor. Înmulțindu-se în interiorul celulei, ele distrug bacteriile. În acest caz, microflora patogenă este distrusă și microflora benefică este păstrată.

Utilizarea acestor virusuri a fost propusă la începutul secolului pentru tratarea bolilor infecțioase. Cu toate acestea, interesul față de ele în multe țări ale lumii s-a pierdut după apariția antibioticelor. Astăzi, interesul pentru acești viruși revine.

In contact cu

Caracteristici structurale și habitat

Ce sunt bacteriofagii? Acesta este un grup mare de viruși, de 100 de ori mai mic decât celulele bacteriene. Structura fagilor, când este mărită de multe ori, este surprinzător de diversă.

Care sunt tipurile de bacteriofagi?

Să luăm în considerare tipurile de microbi și scopul lor, în funcție de tipul lor.

Există nouăsprezece familii de viruși, care diferă prin tipul de acid nucleic (ADN sau ARN), precum și prin forma și structura genomului.

Bacteriofagii în medicină clasificateîn conformitate cu viteza de influență asupra bacteriilor patogene:

1. Bacteriofagi temperați distrug lent și parțial microorganismele patogene, provocându-le modificări ireversibile transmise următoarei generații de microbi. Acesta este așa-numitul efect lizogen.
2. Molecule virale virulente, după ce au intrat în celulele microbiene, se înmulțesc activ și rapid. Acestea duc la moartea bacteriei aproape instantanee (efect litic).
3. Tip moderat de microbi folosit ca tratament alternativ infecții bacteriene. Au anumite avantaje:
4. Formă convenabilă. Medicamentul este produs pentru administrare orală ca soluție sau sub formă de tablete.

Spre deosebire de antibiotice, bacteriofagii nu au efecte secundare, sunt mai puțin probabil să provoace reactie alergica, nu au efecte secundare negative.

Nu există rezistență microbiană. Este mai dificil pentru bacterii să se adapteze la viruși și când impact complex este aproape imposibil.

Dar există și dezavantaje :

• cursul terapiei este mai lung;
• anumite dificultăți în alegerea grupului potrivit de medicamente;
• Genomul bacterian este transferat de la un microb la altul.

În medicină, ținând cont de specificul virusurilor descrise, ei preferă să folosească bacteriofagi complecși și polivalenți, care conțin mai multe varietăți ale acestor microbi.

Lista și descrierea bacteriofagelor:

1. Dysfak, dizenterie polivalente. Provoacă moartea lui Shigella Flexner și Sonne.
2. tifoidă ucide agenții patogeni febră tifoidă, salmonela.
3. Klebsiella polivalentă. Reprezintă remediu complex, distrugând pneumonia Klebsiella, ozena, rinoscleromul.
4. Klebsiella pneumoniae, Klebsifagus– un excelent asistent în lupta împotriva urogenitale, respiratorii, sistemele digestive, infectii chirurgicale, patologii septice generalizate.
5. Coliproteophage, coliprotean. Destinat pentru tratamentul pielonefritei, cistitei, colitei și altor boli cauzate de Proteus și E. coli.
6. Colifagul, dacă. Eficient în tratamentul infecțiilor cutanate și organe interne, provocată de Escherichia coli enteropatogenă E. Coli.
7. Proteofag, Proteaceae are un efect dăunător asupra microbilor specifici Proteaceae vulgaris și mirabilis, care sunt agenți patogeni inflamație purulentă patologii intestinale.
8. Streptococic, streptofagul neutralizează rapid stafilococii eliberați în timpul oricăror infecții purulente.
9. Pseudomonas aeruginosa. Recomandat pentru tratamentul inflamației cauzate de Pseudomonas aeruginosa. Lizează bacteria Pseudomonas aeruginosis.
10. Piobacteriofag complex. Este un amestec de fagolizați de streptococi, enterococi, stafilococi, pseudomanus aeruginosis, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca și pneumonie.
11. Sectafage, piobacteriofag polivalent. Are un efect negativ asupra Escherichia coli.
12. Intensitate. Medicament complex lizează Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis proteus și Aerunina.

Doar un medic, după examinarea și identificarea unei infecții, ar trebui să prescrie medicamente. Utilizarea lor independentă poate fi ineficientă deoarece sensibilitatea la fagi nu poate fi determinată fără teste speciale.

Regimul de tratament este dezvoltat individual pentru fiecare client. Cel mai adesea recurg la medicamente pentru terapie disbioza intestinală. Cursul tratamentului poate fi de aproximativ cinci zile, dar în unele cazuri până la 15 zile. Repetați cursurile de 2-3 ori pentru o mai mare eficacitate.

Un exemplu de curs de tratament pentru infecția cu stafilococ:

• pentru un copil de până la șase luni – 5 ml;
• de la șase luni la un an – 10 ml;
• copil de la unu la trei ani – 15 ml;
• de la 3 ani la 8-20 ml;
• pentru un copil după opt ani - 30 ml.;
• Sugarilor li se administrează fagi pe cale orală, picături în nas sau sub formă de clismă.

Bacteriofagii se înmulțesc în interiorul bacteriilor, ucigându-le astfel. În timp ce medicamentele sunt consumate în timpul tratamentului și cantitatea lor scade, numărul de fagi poate, dimpotrivă, să crească.

Când hrana fagilor dispare - bacterii dăunătoare, fagii înșiși dispar.

Preparatele bacteriofage sunt utilizate în tratamentul bolilor la copii:

• infecții ale urechii;
• infecții genito-urinale;
• infecție respiratorie;
• infecții chirurgicale;
• infecții ale tractului gastrointestinal;
• infecții oculare etc.

Pentru a crește bacteriofagi, materialul cu bacteriofagi este aplicat pe un mediu nutritiv care este însămânțat cu o cultură bacteriană specifică. În locurile în care intră, se formează o zonă de bacterii distruse, care este un loc gol. Acest material este îndepărtat cu un ac bacteriologic. Se transferă într-o suspensie care conține o cultură bacteriană tânără. Acești pași sunt efectuati de până la 10 ori pentru a se asigura că bacteriofagul rezultat este pur.

Pe baza bacteriofagelor, medicamentele sunt produse sub formă de supozitoare, aerosoli, tablete, soluții și alte forme. Denumirea medicamentului folosește grupul de bacterii pe care intenționează să îl combată.

Comparație cu antibiotice

Spre deosebire de antibiotice, toate tipurile de medicamente bacteriofage nu afectează negativ corpul uman.

Fiecare tip afectează selectiv microorganismele, astfel încât acestea nu numai că nu dăunează microflorei, ci sunt și folosite în tratamentul disbiozei. Cu toate acestea, aceste medicamente sunt utilizate mult mai puțin frecvent decât antibioticele din mai multe motive:

1. Bacteriofagii nu pătrund în sânge. Ele sunt utilizate numai dacă este posibil să se livreze cu ușurință medicamentul la locul de expunere. De exemplu, faceți gargară, aplicați direct pe o rană, beți dacă aveți o infecție intestinală.
2. Pentru a utiliza bacteriofagi, este important să aveți încredere în diagnostic. Excepțiile sunt medicamente combinate cu bacteriofagi împotriva diverșilor agenți patogeni. Eficacitatea acestor medicamente este mai mică, iar prețul este mai mare.

Uz practic fagi. Bacteriofagii sunt utilizați în diagnosticarea de laborator a infecțiilor pentru identificarea intraspecifică a bacteriilor, adică determinarea fagovarului (fagotipului). În acest scop se utilizează metoda tastarea fagilor, pe baza strictului specific al acțiunii fagilor: picături de diferiți fagi specifici tipului de diagnostic sunt aplicate pe o placă cu un mediu nutritiv dens însămânțat cu o „peluză” a unei culturi pure a agentului patogen. Fagul unei bacterii este determinat de tipul de fag care i-a cauzat liza (formarea unei pete sterile, „placă” sau „colonie negativă”, fag). Tehnica de tipare a fagilor este utilizată pentru a identifica sursa și căile de răspândire a infecției (marcaj epidemiologic). Izolarea bacteriilor aceluiași phagovar de la diferiți pacienți indică o sursă comună de infecție a acestora.

Fagii sunt utilizați și pentru tratament și prevenire o serie de infecții bacteriene. Ei produc tifoidă, salmonella, dizenterie, pseudomonas, fagi stafilococici, streptococici și preparate combinate (coliproteus, piobacteriofagi etc.). Bacteriofagii sunt prescriși conform indicațiilor pe cale orală, parenterală sau locală sub formă de lichide, tablete, supozitoare sau aerosoli.

Bacteriofagii sunt utilizați pe scară largă în Inginerie geneticăși biotehnologie ca vectori pentru producerea de ADN recombinat.

Agenți cauzatori ai escherichiozei. Taxonomie și caracteristici. Rolul Escherichia coli în condiții normale și patologice. Diagnosticul microbiologic escherichioza enterala. Principii de tratament și prevenire.

Escherichioza- boli infecțioase, al cărui agent cauzal este Escherichia coli.

Există escherichioze enterale (intestinale) și parenterale. Escherichioza enterală este o boală infecțioasă acută caracterizată prin afectarea primară a tractului gastrointestinal. Acestea apar sub formă de focare, agenții cauzali sunt tulpinile diareice de E. coli. Escherichioza parenterală este o boală cauzată de tulpini oportuniste de E. coli – reprezentanți microfloră normală colon. Cu aceste boli, este posibilă deteriorarea oricăror organe.

Poziția taxonomică. Agentul cauzal - Escherichia coli - este principalul reprezentant al genului Escherichia, familia Enterobacteriaceae, aparținând departamentului Gracilicutes.

Proprietăți morfologice și tinctoriale. E.coli sunt mici baghete gram-negative cu capete rotunjite. În frotiuri sunt dispuse aleatoriu, nu formează spori, peritric. Unele tulpini au o microcapsulă, pili.

Proprietăți culturale. Escherichia coli este un anaerob facultativ, optim. ritm. pentru înălțime - 37C. E coli nu este pretențios pentru mediile nutritive și crește bine pe medii simple, dând turbiditate difuză pe medii lichide și formând colonii pe medii solide. Pentru a diagnostica escherichioza, se folosesc medii de diagnostic diferenţial cu lactoză - Endo, Levin.

Activitatea enzimatică. E coli are un set mare de enzime diferite. Cel mai semn distinctiv E coli este capacitatea sa de a fermenta lactoza.

Structura antigenică. Escherichia coli are somatic DESPRE-, antigenele flagelare H și K de suprafață. Antigenul O are mai mult de 170 de variante, antigenul K - mai mult de 100, antigenul H - mai mult de 50. Structura antigenului O determină serogrupul său. Tulpini E coli având propriul set de antigeni (formulă antigenică) se numesc variante serologice (serovars).

În funcție de proprietățile antigenice, toxigenice, se disting două: varianta biologica E coli:

1) Escherichia coli oportunistă;

2) „cu siguranță” patogen, diareic.

Factori de patogenitate. Formează endotoxina, care are efecte enterotrope, neurotrope și pirogene. Escherichia diareeică produce o exotoxină care provoacă daune semnificative metabolismul apă-sare. În plus, unele tulpini, cum ar fi agenții cauzali ai dizenteriei, conțin un factor invaziv care promovează pătrunderea bacteriilor în celule. Patogenitatea Escherichiei diareice constă în apariția hemoragiei și a acțiunii nefrotoxice. La factorii de patogenitate ai tuturor tulpinilor E coli includ pili și proteine ​​ale membranei exterioare care promovează aderența, precum și o microcapsule care previne fagocitoza.

Rezistenţă. E coli are o rezistență mai mare la acțiune diverși factori Mediul extern; este sensibil la dezinfectanți și moare rapid când este fiert.

RolE coli. Escherichia coli este un reprezentant al microflorei normale a colonului. Este un antagonist al bacteriilor intestinale patogene, al bacteriilor putrefactive și al ciupercilor din gen Candida.În plus, este implicat în sinteza vitaminelor FIȘi LA, descompune parțial fibrele.

Tulpinile care trăiesc în intestinul gros și sunt oportuniste pot trece dincolo de tractul gastrointestinal și, cu scăderea imunității și acumularea lor, devin cauza diferitelor boli purulente-inflamatorii nespecifice (cistita, colecistită) - escherichioza parenterală.

Epidemiologie. Sursa escherichiozei enterice sunt persoanele bolnave. Mecanism de infecție - fecal-oral, căi de transmitere - alimentar, de contact si gospodaresc.

Patogeneza. Cavitatea bucală Intră în intestinul subtire, este adsorbit în celulele epiteliale cu ajutorul pili și proteinelor membranei exterioare. Bacteriile se înmulțesc și mor, eliberând endotoxină, care crește motilitatea intestinală, provoacă diaree, febră și alte simptome de intoxicație generală. Produce exotoxină - diaree severă, vărsături și perturbarea semnificativă a metabolismului apă-sare.

Clinica. Perioadă incubație este de 4 zile. Boala începe acut, cu febră, dureri abdominale, diaree și vărsături. Există tulburări de somn și apetit, durere de cap. La formă hemoragică Sângele se găsește în scaun.

Imunitate. După boală trecută imunitatea este fragilă și de scurtă durată.

Diagnosticul microbiologic . Metoda de baza - bacteriologic. Determinați tipul cultura pura(bastonete gram-negative, oxidaze-negative, fermentează glucoza și lactoza la acid și gaz, formând indol, neformând hidrogen sulfurat) și aparținând unui serogrup, ceea ce face posibilă deosebirea E. coli oportuniste de cele diareice. Identificarea intraspecifică, care are semnificație epidemiologică, constă în determinarea serovarului cu ajutorul serurilor imune de diagnosticare adsorbite.

83. Structura și funcțiile sistemului imunitar.

Pentru prima dată s-a făcut presupunerea că bacteriofagii sunt viruși. D. Errel. Ulterior, virusurile fungice etc., au fost descoperite și au devenit cunoscute sub numele de fagi.

Morfologia fagilor.

Dimensiuni - 20 - 200nm. Majoritatea fagilor sunt în formă de mormoloc. Cei mai complexi fagi constau dintr-un cap cu mai multe fațete, în care se află acidul nucleic, un gât și procese. La sfârșitul procesului există o placă bazală, cu fire și dinți care se extind din aceasta. Aceste fire și dinți servesc pentru a atașa fagul de membrana bacteriană. În fagii cel mai complex organizat, partea distală a procesului conține enzima - lizozimă. Această enzimă promovează dizolvarea membranei bacteriene în timpul pătrunderii fagului NK în citoplasmă. La mulți fagi, procesul este înconjurat de o teacă, care la unii fagi se poate contracta.

Există 5 grupe morfologice

1. Bacteriofagi cu proces lung și înveliș contractil
2. Fagi cu proces lung, dar fără înveliș contractil
3. Fagi de ramuri scurte
4. Fagi cu un analog de proces
5. Fagi filamentosi

Compoziție chimică.

Fagii sunt formați din acid nucleic și proteine. Cele mai multe dintre ele conțin ADN cu 2 catene, închise într-un cerc. Unii fagi conțin o singură catenă de ADN sau ARN.

înveliș fagic - capside, constă din subunități proteice ordonate - capsomeri.

În fagii cel mai complex organizat, partea distală a procesului conține enzima - lizozimă. Această enzimă promovează dizolvarea membranei bacteriene în timpul pătrunderii fagului NK în citoplasmă.

Fagii tolerează înghețarea, încălzirea la 70 și uscarea bine. Sensibil la acizi, UV și fierbere. Fagii infectează bacterii strict definite prin interacțiunea cu receptorii celulari specifici.

După specificul interacţiunii -

Polifage - interacționează cu mai multe specii înrudite de bacterii

Monofagii - fagi specifici speciei - interacționează cu un tip de bacterii

Tip fagi - interacționează cu variante individuale de bacterii din cadrul unei specii.

După acțiunea fagilor tipici, speciile pot fi împărțite în serie de fagi. Interacțiunea fagilor cu bacteriile poate avea loc prin tip productiv, aproductiv și integrator.

Tip productiv- se formează descendenți de fagi, iar celula este lizată

Cu aproductiv- celula continuă să existe, procesul de interacțiune este întrerupt în stadiul inițial

Tip integrativ- genomul fagilor se integrează în cromozomul bacterian și coexistă cu acesta.

În funcție de tipurile de interacțiune, se disting fagi virulenți și temperați.

Virulent interacționează cu bacteriile într-un mod productiv. În primul rând, absorbția fagului pe membrana bacteriană are loc datorită interacțiunii unor receptori specifici. Există pătrunderea sau pătrunderea acidului nucleic viral în citoplasma bacteriilor. Sub influența lizozimei, se formează o mică gaură în învelișul bacterian, învelișul fagului se contractă și se injectează NK. Învelișul fagului din afara bacteriei. În continuare, are loc sinteza proteinelor timpurii. Ele asigură sinteza proteinelor structurale fagice, replicarea acidului nucleic fagic și reprimarea activității cromozomilor bacterieni.

După aceasta, are loc sinteza componente structurale replicarea fagilor și a acidului nucleic. Din aceste elemente, este asamblată o nouă generație de particule de fagi. Ansamblul se numește morfogeneză, particule noi, dintre care 10-100 pot fi formate într-o singură bacterie. Urmează liza bacteriilor și eliberarea unei noi generații de fagi în mediul extern.

Bacteriofagi temperați interacționează fie într-o manieră productivă, fie integrativă. Ciclul productiv decurge similar. Cu interacțiune integrativă, ADN-ul unui fag temperat, după ce intră în citoplasmă, este integrat în cromozom într-o anumită zonă, iar în timpul diviziunii celulare este replicat sincron cu ADN-ul bacterian și aceste structuri sunt transmise celulelor fiice. Un astfel de ADN fag încorporat - profag, iar o bacterie care conține un profag este numită lizogenă, iar fenomenul este lizogenie.

Spontan, sau sub influența unei serii de factori externi Profagul poate fi decupat din cromozom, adică. trec într-o stare liberă, prezintă proprietățile unui fag virulent, ceea ce va duce la formarea unei noi generații de corpuri bacteriene - inducția profagului.

Lizogeneza bacteriilor stă la baza conversiei fagice (lizogenă). Acest lucru este înțeles ca o schimbare a caracteristicilor sau proprietăților bacteriilor lizogenice în comparație cu bacteriile nelizogene din aceeași specie. Pot fi modificate proprietăți diferite- morfologice, antigenice etc.

Fagii temperați pot fi defecte - incapabili să formeze descendenți de fagi care nu sunt în conditii naturaleși în inducție.

Virionul este o particulă virală cu drepturi depline, constând din NK și o înveliș proteic

Aplicarea practică a fagilor -

1. Aplicare în diagnosticare. În raport cu un număr de specii bacteriene, monofagii sunt utilizați în reacția de fagolizabilitate ca unul dintre criteriile de identificare a unei culturi bacteriene; fagii tipici sunt utilizați pentru fagotipare și pentru diferențierea intraspecifică a bacteriilor. Realizat în scopuri epidemiologice, pentru a stabili sursa de infecție și modalitățile de eliminare a acesteia
2. Pentru tratamentul și prevenirea unui număr de infecții bacteriene - tip abdominal, infecții cu stafilococ și streptococ (comprimate rezistente la acid)
3. Bacterofagii temperați sunt utilizați în inginerie genetică ca un vector capabil să introducă material genetic într-o celulă vie.

Genetica bacteriilor

Genomul bacterian este format din elemente genetice capabile de auto-reproducere - replicoane. Repliconii sunt cromozomi și plasmide bacteriene. Cromozomul bacterian formează un nucleoid, un inel închis care nu este asociat cu proteine ​​și poartă un set haploid de gene.

O plasmidă este, de asemenea, un inel închis al unei molecule de ADN, dar mult mai mică ca dimensiune decât un cromozom. Prezența plasmidelor în citoplasma bacteriilor nu este necesară, dar acestea oferă un avantaj în mediu inconjurator. Plasmidele mari sunt reduse cu cromozomul și numărul lor în celulă este mic. Iar numărul de plasmide mici poate ajunge la câteva zeci. Unele plasmide sunt capabile să se integreze reversibil în cromozomul bacterian dintr-o anumită regiune și să funcționeze ca un singur replicon. Astfel de plasmide se numesc integrative. Unele plasmide sunt capabile să fie transmise de la o bacterie la alta prin contact direct - plasmide conjugative. Acestea conțin gene responsabile de formarea pilor F, care formează o punte conjugativă pentru transferul materialelor genetice.

Principalele tipuri de plasmide sunt

F - plasmidă congativă integrativă. Factorul sexual determină capacitatea bacteriilor de a fi donatori în timpul conjugării

R - plasmide. Rezistent. Conține gene care determină sinteza factorilor care distrug medicamente antibacteriene. Bacteriile care posedă astfel de plasmide nu sunt sensibile la multe medicamente. Prin urmare, se formează factori rezistenți la medicamente.

Plasmid tox - factori determinanți ai patogenității -

Ent - plasmide - contine o gena pentru producerea de enterotoxine.

Hly - distruge celulele roșii din sânge.

Elemente genetice mobile. Acestea includ inserarea - elemente de inserare. Denumirea general acceptată este Is. Acestea sunt secțiuni de ADN care se pot mișca atât în ​​interiorul repliconului, cât și între ele. Conțin doar genele necesare propriei mișcări.

Transpozonii- structuri mai mari care au aceleasi proprietati ca Is, dar in plus contin gene structurale care determina sinteza substante biologice, cum ar fi toxinele. Elementele genetice mobile pot provoca inactivarea genelor, deteriorarea materialului genetic, fuziunea repliconilor și răspândirea genelor în întreaga populație bacteriană.

Variabilitatea bacteriilor.

Toate tipurile de variabilitate sunt împărțite în 2 grupe - neereditare (fenotipică, modificare) și ereditară (genotipică).

Modificări- modificări fenotipice nemoștenite ale trăsăturilor sau proprietăților. Modificările nu afectează genotipul și, prin urmare, nu sunt moștenite. Sunt reacții adaptative la schimbările în condiții specifice de mediu. De regulă, ele se pierd în prima generație, după ce factorul încetează să mai acționeze.

Variabilitatea genotipică afectează genotipul organismului și, prin urmare, poate fi transmis descendenților. Variabilitatea genotipică este împărțită în mutații și recombinări.

Mutații- modificări persistente, ereditare, ale caracteristicilor sau proprietăților unui organism. Baza mutațiilor este o modificare calitativă sau cantitativă a secvenței nucleotidelor dintr-o moleculă de ADN. Mutațiile pot schimba aproape orice proprietate.

Prin origine, mutațiile sunt spontane și induse.

Mutații spontane are loc în condițiile naturale ale existenței organismului și induse apar ca urmare a acțiunii dirijate a unui factor mutagen. Pe baza naturii modificărilor în structura primară a ADN-ului în bacterii, se disting mutațiile genice sau punctiforme și aberațiile cromozomiale.

Mutații genetice apar într-o singură genă și implică minim o nucleotidă. Acest tip de mutație poate fi rezultatul înlocuirii unei nucleotide cu alta, pierderii unei nucleotide sau inserării unuia suplimentar.

Cromozomiale- poate afecta mai multi cromozomi.

Poate exista o ștergere - pierderea unei secțiuni a unui cromozom sau o duplicare - dublarea unei secțiuni a unui cromozom. Rotirea unei secțiuni a unui cromozom cu 180 de grade este o inversare.

Orice mutație apare sub influența unui anumit factor mutagen. Prin natura lor, mutagenii sunt fizici, chimici și biologici. radiatii ionizante, raze X, Raze UV. Mutagenii chimici includ analogi ai bazelor azotate, acidul azotat în sine și chiar unele medicamente, citostatice. Biologic - unii virusi si transfazoni

Recombinare- schimb de secțiuni cromozomiale

Transducție - transfer de material genetic folosind un bacteriofag

Repararea materialului genetic - refacerea daunelor rezultate din mutații.

Există mai multe tipuri de reparații

1. Fotoreactivare - acest proces este asigurat de o enzimă specială care este activată în prezența luminii vizibile. Această enzimă se mișcă de-a lungul catenei ADN și repară daunele. Combină temporizatoarele care se formează sub acțiunea UV. Rezultatele reparației întunecate sunt mai semnificative. Nu depinde de lumină și este furnizată de mai multe enzime - mai întâi, nucleazele decupează secțiunea deteriorată a lanțului ADN, apoi ADN polimeraza, pe matricea lanțului complementar conservat, sintetizează un plasture, iar ligazele coase plasturele în zona deteriorata.

Reparațiile sunt supuse mutații genetice, dar cele cromozomiale de obicei nu sunt

1. Recombinarea genetică în bacterii. Ele sunt caracterizate prin pătrunderea materialului genetic din bacteria donatoare în bacteria primitoare cu formarea unui genom fiică care conține genele ambilor indivizi originali.

Încorporarea unui fragment de ADN donor în receptor are loc prin încrucișare

Trei tipuri de transmisie -

1. Transformare- un proces în care se transferă un fragment de ADN donator izolat. Depinde de competența primitorului și de starea ADN-ului donatorului. Competență- capacitatea de a absorbi ADN-ul. Depinde de prezența în membrana celulara primitor de proteine ​​speciale și se formează în anumite perioade de creștere bacteriană. ADN-ul donatorului trebuie să fie dublu catenar și să nu aibă dimensiuni foarte mari. ADN-ul donatorului pătrunde în membrana bacteriană, iar unul dintre lanțuri este distrus, celălalt este integrat în ADN-ul primitorului.
2. Transducția- realizat cu ajutorul bacteriofagelor. Transducția generală și transducția specifică.

general - apare cu participarea factorilor de virulență. În timpul asamblarii particulelor fagice, capul fagului poate include în mod eronat nu ADN fag, ci o bucată din cromozomul bacterian. Astfel de fagi sunt fagi defecte.

Specific- este realizat de fagi temperati. La tăiere, tăierea se efectuează strict de-a lungul graniței.Sunt construite între anumite gene și le transferă.

1. Conjugare- transferul materialului genetic de la bacteria donatoare la destinatar, la contactul direct al acestora. O condiție necesară- prezenţa unei plasmide congative în celula donatoare. În timpul conjugării, se formează o punte de conjugare datorită pili, prin care materialul genetic este transferat de la donator la pacient.

Diagnosticul genetic

Un set de metode care fac posibilă identificarea genomului unui microorganism sau a fragmentului acestuia în materialul studiat. Metoda de hibridizare NC a fost prima propusă. Pe baza utilizării principiului complementarităţii. Această metodă vă permite să detectați prezența fragmentelor de ADN marker ale agentului patogen în materialul genetic folosind sonde moleculare. Sondele moleculare sunt lanțuri scurte de ADN complementare regiunii marker. O etichetă fluorescentă este adăugată la sondă, izotop radioactiv, enzimă. Materialul studiat este supus unui tratament special, care îi permite să distrugă microorganismele, să elibereze ADN-ul și să-l împartă în fragmente monocatenar. După aceasta, materialul este fixat. Activitatea etichetei este apoi detectată. Această metodă nu este foarte sensibilă. Este posibil să se identifice agentul patogen numai dacă cantitatea acestuia este suficient de mare. 10 până la 4 microorganisme. Este destul de complex din punct de vedere tehnic și necesită cantitate mare sonde. Răspânditîn practică nu l-a găsit. A fost dezvoltat metoda noua - polimeraza reacție în lanț- PCR.

Această metodă se bazează pe capacitatea ADN-ului și a ARN-ului viral de a se replica, de exemplu. la auto-reproducere. Esența pacientului este copierea repetată - amplificarea in vitro a unui fragment de ADN, care este un marker pentru un anumit microorganism. Deoarece procesul are loc la suficient temperaturi mari 70-90, metoda a devenit posibilă după izolarea ADN polimerazei termostabile din bacteriile termofile. Mecanismul de amplificare este de așa natură încât copiarea lanțurilor de ADN nu începe în niciun moment, ci doar la anumite blocuri de pornire, pentru crearea cărora se folosesc așa-numiții primeri. Primerii sunt secvențe de polinucleotide complementare cu secvențele terminale ale fragmentului copiat al ADN-ului dorit, iar primerii nu numai că inițiază amplificarea, ci și o limitează. Acum există mai multe opțiuni PCR, caracterizate prin 3 etape -

1. Denaturarea ADN-ului (diviziunea în 1 fragmente de lanț)
2. Atașarea grundului.
3. Adăugarea complementară a catenelor de ADN la catenele duble

Acest ciclu durează 1,5-2 minute. Ca urmare, numărul de molecule de ADN se dublează de 20-40 de ori. Rezultatul este de la 10 la puterea a opta a copiilor. După amplificare, se efectuează electroforeza și se izolează sub formă de dungi. Se realizează într-un dispozitiv special numit amplificator.

Avantajele PCR

1. Oferă indicii directe ale prezenței unui agent patogen în materialul de testat, fără a izola o cultură pură.
2. Foarte sensibilitate crescută. Teoretic, se poate detecta pe primul.
3. Materialul pentru cercetare poate fi dezinfectat imediat după colectare.
4. 100% specificitate
5. Rezultate rapide. Analiză completă- 4-5 ore. Metoda expresă.

Este utilizat pe scară largă pentru diagnosticarea bolilor infecțioase, ai căror agenți cauzali sunt organisme necultivabile sau dificil de cultivat. Chlamydia, micoplasma, multe virusuri - hepatită, herpes. Au fost dezvoltate sisteme de testare pentru a determina antrax, tuberculoza.

Analiza restricțiilor- cu ajutorul enzimelor se împarte molecula de ADN în anumite secvențe nucleoizii și fragmentele sunt analizate pe baza compoziției. Astfel puteți găsi zone unice.

Biotehnologie și inginerie genetică

Biotehnologia este o știință care, pe baza studiului proceselor vitale ale organismelor vii, utilizează aceste bioprocese, precum și obiectele biologice în sine, pentru producerea industrială a produselor necesare omului, pentru a reproduce bioefecte care nu se manifestă în mod nenatural. conditii. La fel de obiecte biologice Cel mai adesea, se folosesc microorganisme unicelulare, precum și celule de la animale și plante. Celulele se reproduc foarte repede, ceea ce permite un timp scurt cresterea biomasei producatorului. În prezent, biosinteza unor substanțe complexe, precum proteinele, antibioticele, este mai economică și mai accesibilă din punct de vedere tehnologic decât alte tipuri de materii prime.

Biotehnologia folosește celulele în sine ca sursă a produsului țintă, precum și molecule mari sintetizate de celulă, enzime, toxine, anticorpi și metaboliți primari și secundari - aminoacizi, vitamine, hormoni. Tehnologia de obținere a produselor de sinteză microbiană și celulară se rezumă la mai multe etape tipice - selectarea sau crearea unui sediu productiv. Alegerea optimului mediu nutritiv, cultivare. Izolarea produsului țintă, purificarea acestuia, standardizarea, darea forma de dozare. Ingineria genetică se reduce la crearea produselor țintă necesare oamenilor. Gena țintă rezultată este fuzionată cu un vector, iar vectorul poate fi o plasmidă și este inserată în celula primitoare. Destinatar - bacterie - coli, drojdie. Produsele țintă sintetizate de recombinanți sunt izolate, purificate și utilizate în practică.

Insulina si interferon uman. Eritropoietina, hormon de creștere, anticorpi monoclonali. Vaccinul împotriva hepatitei B.