Utilizarea 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 din 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 mamă de fagi.

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

produs în Uniunea Sovietică următoarele medicamente utilizat pentru tratamentul și prevenirea bolilor: tifoidă, salmopeloză, dizenterie, colifag, fag stafilococic și streptococ. În prezent, fagii sunt utilizați pentru tratament și prevenire în combinație cu antibiotice. Această aplicație oferă mai multe actiune eficienta pentru bacterii 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. Au fost dezvoltate diagnosticarea fagilor 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 dintre cazurile sporadice și cele epidemice de boli.
Diagnosticarea fagilor și tiparea fagilor se bazează pe principiul cultivării în comun a unui microorganism izolat cu speciile sau tipul de fagi corespunzătoare. rezultat pozitiv se consideră prezența unei lize bine pronunțate 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 un anumit fel bacterii și este neutru față de ceilalți. Medicina cunoaște mai mult de cinci mii de specii ale acestor „mâncători de bacterii”, care, pătrunzând într-o celulă patogenă, o distrug din interior, dar, în același timp, nu încalcă microflora corpului în ansamblu.

Principiul de funcționare

Principiul de acțiune al preparatelor bacteriofage este că atunci când fagii sunt introduși sau aplicați superficial, aceștia caută și pătrund într-o bacterie dăunătoare, încălcându-i structura din interior.

Reproducerea fagilor în interiorul bacteriei duce la distrugerea completă a acesteia. Ca rezultat al acestui proces, care durează de la 15 până la 45 de minute, se formează 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 este prezentă infecția.

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

LA mediul natural bacteriofagii se găsesc aproape oriunde există o celulă bacteriană.

În medicină, există o împărțire a preparatelor de fagi în grupuri, inclusiv fagi în funcție de numele bacteriilor patogene asupra cărora acţionează:

• streptococic;
• stafilococic;
• dizenterie;
• miza;
• pseudomonadic;
• klebsieleus;
• proteic;
• si altii.

Aplicație practică și scop

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

Medicamentele terapeutice și profilactice cu bacteriofagi sunt utilizate în mod eficient pentru tratamentul:

• boli cauzate de Escherichia coli hemolitic, stafilococ, streptococ, enterococ, Pseudomonas aeruginosa, Proteus etc.;
• disbacterioza la copii și adulți;
• boli ORL;
• prevenirea complicatii bacteriene cu 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 cu fagi sunt cele mai eficiente atunci când utilizare preventivăși depistare precoce agentul cauzal al acestei boli.

O varietate de medicamente și caracteristicile lor

Preparatele terapeutice și profilactice care conțin bacteriofagi sunt disponibile 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 medicament cu bacteriofagi, produs sub forma unui gel destinat igiena intimă. Ca parte a medicamentului, există aproximativ 40 de soiuri de bacteriofagi, fiecare dintre acestea având ca scop combaterea unui anumit tip de microbi. Fagogin este eficient agent antibacterian de actualitate pentru prevenirea și tratamentul infecțiilor genitale.
Otofag- gel, pentru prevenirea și tratarea otitei medii, laringitei, amigdalitei, rinitelor și a altor boli infecțioase ale tractului respirator superior. Otofag remediu eficient pentru prevenirea complicațiilor bacteriene în gripă și infecții 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 un dozator, medicamentul este capabil să se neutralizeze flora patogenă si vatra proces inflamator. Fagodent este utilizat în tratamentul proceselor purulent-inflamatorii ale mucoasei bucale și gingiilor, revine respirație proaspătăși restabilește microflora cavității bucale.
Fagoderm- un medicament pentru prevenirea și tratamentul bolilor straturilor superficiale și profunde ale pielii și deteriorarea acesteia. preparat natural Fagoderm face față eficient bacteriilor dăunătoare și oferă îmbunătățirea cuprinzătoare a sănătății acoperiri de piele. Potrivit pentru utilizare cu diverse grupe de vârstă datorită conţinutului de componente naturale.

De ce bacteriofagii sunt mai buni decât antibioticele?

Distrugerea intenționată 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 este exclusă în tratamentul bacteriofagelor.
Alte beneficii ale bacteriofagelor:

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

În ciuda faptului că preparatele cu bacteriofagi nu au contraindicații, există cazuri în care preparatele care conțin fagi nu sunt eficiente, atunci tratamentul bolii este continuat prin metode tradiționale.

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

Datorită creșterii rezistenței microbilor patogeni la antibiotice și având în vedere faptul că metode alternative tratamentele pentru boli infecțioase câștigă din ce în ce mai multă popularitate, 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. Reproducându-se în interiorul celulei, ele distrug bacteriile. În acest caz, microflora patogenă este distrusă, iar microflora benefică este păstrată.

Utilizarea acestor virusuri a fost propusă încă de la începutul secolului pentru tratamentul 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 sub mărire multiplă lovește cu diversitate.

Ce sunt bacteriofagii

Luați în considerare tipurile de microbi și scopul, 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 temperati distrug lent și parțial microorganismele patogene, determinându-le modificări ireversibile transmise următoarei generații de microbi. Acesta este așa-numitul efect lizogen.
2. Molecule virale virulente, odată ajuns în celulele microbilor, se înmulțesc activ și rapid. Acestea duc la moartea bacteriilor aproape instantanee (efect litic).
3. Specii microbiene moderate folosit ca tratament alternativ infecții bacteriene. Au anumite avantaje:
4. Formă convenabilă. Medicamentul este făcut pentru aportul oral ca soluție sau ca tabletă.

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 unei bacterii 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. Dizfak, dizenterie polivalente. Provoacă moartea lui Shigella Flexner și Sonne.
2. tifoidă ucide agenții patogeni febră tifoidă, salmonela.
3. Klebsiella polivalentă. Reprezintă instrument complex, distrugând pneumonia Klebsiella, ozen, rinosclerom.
4. Pneumonie Klebsiella, Klebsifag- un excelent asistent în lupta împotriva urogenitale, respiratorii, sistemele digestive, infectii chirurgicale, patologii septice generalizate.
5. Coliproteofag, coliproteoid. Este destinat tratamentului pielonefritei, cistitei, colitei și altor boli provocate de Proteus și Escherichia coli.
6. Colifagul, dacă. Eficient în tratamentul infecțiilor cutanate și organe interne, provocată de Escherichia coli enteropatogenă E. Coli.
7. Proteofag, proteus are un efect dăunător asupra microbilor proteici specifici vulgaris și mirabilis, care sunt agenți patogeni inflamație purulentă patologii intestinale.
8. streptococic, streptofagul neutralizează rapid stafilococii izolați din orice infecții purulente.
9. Pseudomonas aeruginosa. Este recomandat pentru tratamentul inflamației, care provoacă Pseudomonas aeruginosa. Lizează bacteria Pseudomonas aeruginosa.
10. Piobacteriofag complex. Este un amestec de fagolizate de streptococi, enterococi, stafilococi, pseudomanus aeruginosis, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca și pneumonie.
11. sektafagu, piobacteriofag polizburător. Are un efect dăunător asupra Escherichia coli.
12. Intensi. Preparare complexă, lysing Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis Proteus și Aerunina.

Doar un medic după examinare și detectarea infecției ar trebui să prescrie medicamente. Utilizarea lor independentă poate fi ineficientă, deoarece este imposibil să se determine sensibilitatea la fagi fără un studiu special.

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

Un exemplu de curs de terapie pentru o infecție cu stafilococ:

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

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

Odată cu dispariția hranei fagilor - bacterii dăunătoare, fagii înșiși dispar.

Preparatele bacteriofage sunt utilizate în tratamentul bolilor la copii:

• infecții ale urechii;
• infectii ale tractului urinar;
• infecție respiratorie;
• infecții chirurgicale;
• infecții ale tractului gastro-intestinal;
• infecții oculare etc.

Pentru a crește bacteriofagi, materialul cu bacteriofagi este aplicat pe un mediu nutritiv care este însămânțat cu o anumită cultură de bacterii. În locurile în care se lovesc, se formează o zonă de bacterii distruse, care este un loc gol. Acest material este luat cu un ac bacteriologic. Se transferă într-o suspensie care conține o cultură bacteriană tânără. Aceste acțiuni sunt efectuate de până la 10 ori, astfel încât bacteriofagul rezultat să fie pur.

Pe baza bacteriofagelor, preparatele sunt produse sub formă de supozitoare, aerosoli, tablete, soluții și alte forme. Denumirea medicamentelor folosește un grup de bacterii pentru a combate ceea ce sunt destinate.

Comparație cu antibiotice

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

Fiecare specie afectează selectiv microorganismele, astfel încât acestea nu numai că nu dăunează microflorei, ci sunt și folosite în tratamentul disbacteriozei. 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 rană, beți cu o infecție intestinală.
2. Pentru utilizarea bacteriofagelor, este important să fiți sigur de diagnostic. Excepția este preparate 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 diagnosticul de laborator al infecțiilor în timpul identificării intraspecifice a bacteriilor, adică la determinarea fagovarului (tipul de fag). Pentru aceasta se folosește metoda tastarea fagilor, pe baza strictului specific al acțiunii fagilor: picături de diferiți fagi specifici tipului de diagnostic sunt aplicate într-o cană cu un mediu nutritiv dens semănat cu o „gazon” a unei culturi pure a agentului patogen. Fagul fag al unei bacterii este determinat de tipul de fag care i-a cauzat liza (formarea unei pete sterile, „placă” sau „colonie negativă”, fag). Tehnica de tipărire a fagilor este utilizată pentru a identifica sursa și modalitățile de răspândire a infecției (marcaj epidemiologic). Izolarea bacteriilor aceluiași fagovar de la diferiți pacienți indică o sursă comună de infecție.

Fagii sunt utilizați și pentru tratament și prevenire o serie de infecții bacteriene. Ele produc tifoidă, salmonella, dizenterie, pseudomonas, fagi stafilococici, streptococici și preparate combinate (coliproteice, piobacteriofage 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 obţinerea ADN recombinant.

Agenți cauzali 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 printr-o leziune predominantă a tractului gastrointestinal. Ele apar sub formă de focare, agenții cauzali sunt tulpinile diareice de E. coli. Escherichioza parenterală – boli cauzate de tulpini oportuniste de E. coli – reprezentanți microfloră normală intestinul gros. Cu aceste boli, este posibilă deteriorarea oricăror organe.

poziţia 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, acestea sunt aranjate aleatoriu, nu formează spori, peritric. Unele tulpini sunt microîncapsulate, pili.

proprietăți culturale. Escherichia coli - anaerob facultativ, optim. ritm. pentru creștere - 37C. E coli nu este pretențios cu mediile nutritive și crește bine pe medii simple, dând turbiditate difuză pe medii lichide și formând colonii pe medii solide. Pentru diagnosticul escherichiozei se folosesc medii de diagnostic diferenţial cu lactoză - Endo, Levina.

activitate enzimatică. E coli are o gamă largă de enzime diferite. Cel mai semn distinctiv E coli este capacitatea sa de a fermenta lactoza.

Structura antigenică. E. coli are un somatic O-, antigenele H flagelate și K de suprafață. Antigenul O are peste 170 de variante, antigenul K - mai mult de 100, antigenul H - mai mult de 50. Structura antigenului O determină apartenența la serogrup. Tulpini E coli având un set inerent de antigene (formulă antigenică) se numesc variante serologice (serovars).

După proprietăți antigenice, toxigene, două variante biologice E coli:

1) E. coli oportunistă;

2) „cu siguranță” patogen, diareic.

factori de patogenitate. Formează endotoxină cu efecte enterotrope, neurotrope și pirogene. Escherichia diareică produce o exotoxină care provoacă daune semnificative metabolismul apă-sare. În plus, la unele tulpini, precum și la agenții cauzatori ai dizenteriei, se găsește un factor invaziv care favorizează pătrunderea bacteriilor în celule. Patogenitatea Escherichiei diareice este în apariția hemoragiei, în efectul nefrotoxic. La factorii de patogenitate a 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 dezinfectanti, moare rapid la fiert.

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

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

Epidemiologie. Sursa escherichiozei enterale sunt persoanele bolnave. Mecanism de infecție - fecal-oral, căi de transmitere - alimentar, contact gospodărie.

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

Clinica. Perioadă de incubație este de 4 zile. Boala debutează acut, cu febră, dureri abdominale, diaree, 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 principală - bacteriologic. Definiți vederea cultură pură(bastonete gram-negative, oxidază-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 oportunistă de diaree. 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. În viitor, s-au descoperit viruși de ciuperci etc., au început să le numească fagi.

Morfologia fagilor.

Dimensiuni - 20 - 200 nm. Majoritatea fagilor au forma de mormoloci. Cei mai complexi fagi constau dintr-un cap poliedric care conține acid nucleic, un gât și procese. La sfârșitul procesului se află placa bazală, cu filamente și dinți care se extind din aceasta. Aceste fire și dinți servesc pentru a atașa fagul de învelișul bacterian. Cei mai complex fagi organizați în partea distală a procesului conțin o enzimă - lizozimă. Această enzimă contribuie la dizolvarea membranei bacteriene la pătrunderea 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 un proces lung și o teacă contractantă
2. Fagi cu un proces lung, dar nu o înveliș contractil
3. Fagi cu o coadă scurtă
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 două catene închise într-un inel. Unii fagi conțin o singură catenă de ADN sau ARN.

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

Cei mai complex fagi organizați în partea distală a procesului conțin o enzimă - lizozimă. Această enzimă contribuie la dizolvarea membranei bacteriene la pătrunderea fagului NK în citoplasmă.

Fagii tolerează înghețarea, încălzirea până 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 bacteriene înrudite

Monofagii - specii de fagi - 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 rând de fagi. Interacțiunea fagilor cu bacteriile poate continua tip productiv, aproductiv și integrator.

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

Cu un productiv- 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 tipul de interacțiune, există fagi virulenți și temperați.

Virulent interacționează cu bacteriile într-un mod productiv. La început, fagul este absorbit pe membrana bacteriană datorită interacțiunii unor receptori specifici. Există pătrunderea sau pătrunderea acidului nucleic viral în citoplasma bacteriilor. Sub acțiunea lizozimei, se formează o mică gaură în învelișul bacteriei, învelișul fagului este redus și se injectează NK. Învelișul fagului în afara bacteriei. Urmează sinteza proteinelor timpurii. Ele asigură sinteza proteinelor structurale fagice, replicarea acidului nucleic fagic și reprimarea activității cromozomilor bacterieni.

Aceasta este urmată de sinteză 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. Liza suplimentară a bacteriei și eliberarea unei noi generații de fagi în mediul extern.

bacteriofagi temperati interacționează fie productiv, fie integrativ. Ciclul productiv merge în același mod. 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 se reproduce sincron cu ADN-ul bacterian, iar aceste structuri sunt transferate celulelor fiice. Un astfel de ADN fag încorporat - profag, iar o bacterie care conține un profag este numită lizogenă, iar fenomenul se numește lizogenie.

Spontan, sau sub influența unui serial factori externi un profag poate fi excizat din cromozom, i.e. trece într-o stare liberă, prezintă proprietățile unui fag virulent, ceea ce va duce la formarea unei noi generații de corpuri bacteriene - inducția profagului.

Lizogeneza bacteriană stă la baza conversiei fagice (lizogenă). Acest lucru este înțeles ca o schimbare a trăsăturilor sau proprietăților bacteriilor lizogene, în comparație cu bacteriile non-lizogene din aceeași specie. S-ar putea schimba proprietăți diferite- morfologice, antigenice etc.

Fagii temperați pot fi defecte - nu sunt capabili să formeze descendenți de fagi vivoși în inducție.

Virion - o particulă virală completă, 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 lizabilitate a fagilor, ca unul dintre criteriile de identificare a unei culturi bacteriene, fagii tipici sunt utilizați pentru tiparea fagilor, pentru diferențierea intraspecifică a bacteriilor. Realizat în scopuri epidemiologice, pentru a stabili sursa de infecție și modalitățile de eliminare
2. Pentru tratamentul și prevenirea unui număr de infecții bacteriene - tip abdominal, infecții cu stafilococ și streptococ (tablete cu înveliș rezistent 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 alcătuit din elemente genetice capabile de auto-replicare - replicoane. Repliconii sunt cromozomi și plasmide bacteriene. Cromozomul bacterian formează un nucleoid care nu este asociat cu proteinele într-un inel închis și poartă un set haploid de gene.

Plasmidele sunt, de asemenea, un inel închis al moleculei de ADN, dar mult mai mic decât cromozomul. Prezența plasmidelor în citoplasma bacteriilor nu este necesară, dar acestea conferă un avantaj în mediu inconjurator. Plasmidele mari sunt reduse cu cromozomul și numărul lor în celulă este mic. Iar numărul plasmidelor 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 pot fi transferate de la o bacterie la alta prin contact direct - plasmide conjugative. Acestea conțin gene responsabile de formarea pilulelor F, care formează o punte conjugativă pentru transferul materialului genetic.

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 un factor rezistent la medicamente.

Plasmid tox - factori determinanți ai patogenității -

Ent - plasmidă - conține gena pentru producerea de enterotoxine.

Hly - distruge eritrocitul.

elemente genetice mobile. Acestea includ inserții - 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. Ele conțin doar genele necesare propriei mișcări.

transpozoni- structuri mai mari care au aceleasi proprietati ca Is, dar in plus contin gene structurale care determina sinteza substante biologice precum toxinele. Elementele genetice transpozabile pot provoca inactivarea genelor, deteriorarea materialului genetic, fuziunea repliconilor și proliferarea genelor într-o populație bacteriană.

variabilitatea bacteriilor.

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

Modificări- modificări fenotipice neereditare ale trăsăturilor sau proprietăților. Modificările nu afectează genotipul și, prin urmare, nu sunt moștenite. Ele sunt răspunsuri adaptative la schimbările unor condiții specifice de mediu. De regulă, ele se pierd în prima generație, după încetarea factorului.

Variabilitatea genotipică afectează genotipul organismului și, prin urmare, este capabil să fie transmis descendenților. Variabilitatea genotipică este împărțită în mutații și recombinări.

Mutații- modificări persistente, moștenite ale caracteristicilor sau proprietăților organismului. 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 indexate apar ca urmare a acţiunii dirijate a factorului mutagen. În funcție de natura 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 captează minim o nucleotidă. Acest tip de mutație poate rezulta din înlocuirea unei nucleotide cu alta, pierderea unei nucleotide sau inserarea unuia suplimentar.

Cromozomiale- poate afecta mai multi cromozomi.

Poate exista o ștergere - pierderea unui segment de cromozom, o duplicare - dublarea unui segment de cromozom. O rotație de 180 de grade a unui segment de cromozom este o inversare.

Orice mutație apare sub influența unui anumit factor mutagen. Prin natura lor, mutagenii sunt fizici, chimici și biologici. radiații ionizante, raze X, Raze UV. La mutageni chimici - analogi ai bazelor azotate, acidul azotat în sine și chiar unele medicamente, citostatice. La biologic - niște viruși și transfazone

Recombinare- schimb de părți ale cromozomilor

Transducție - transfer de material genetic de către 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 lanțului ADN și repară daunele. Combină timerii, care se formează sub acțiunea UV. Rezultatele reparației întunecate sunt mai semnificative. Nu depinde de lumină și este furnizat de mai multe enzime - mai întâi, nucleazele decupează secțiunea deteriorată a lanțului ADN, apoi ADN polimeraza sintetizează un plasture pe matricea lanțului complementar rămas, iar ligazele coase plasturele în zona deteriorată. .

Reparațiile sunt supuse mutații genetice, în timp ce cromozomii de obicei nu

1. Recombinarea genetică în bacterii. Caracterizat prin pătrunderea materialului genetic dintr-o bacterie donatoare într-o bacterie primitoare cu formarea unui genom fiică care conține genele ambilor indivizi originali.

Includerea unui fragment de ADN al donatorului în receptor are loc prin încrucișare

Trei tipuri de transmisie -

1. Transformare- procesul prin care se transferă un fragment de ADN donor izolat. Depinde de competența primitorului și de starea ADN-ului donatorului. Competență- capacitatea de a absorbi ADN-ul. Depinde de prezenta membrana celulara primitor de proteine ​​specifice 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, unul dintre lanțuri este distrus, celălalt este integrat în ADN-ul primitorului.
2. transducție- realizat cu ajutorul bacteriofagelor. Transducția generală și transducția specifică.

general - apare cu participarea unor factori virulenți. În timpul asamblarii fagilor de particule, 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 moderati. La tăiere, tăierea se efectuează strict de-a lungul graniței.Sunt introduse între anumite gene și le transferă.

1. conjugare- transfer de material genetic de la o bacterie a unui donator la un receptor, în cazul contactului direct al acestora. Stare necesara- prezenţa unei plasmide congative în celula donatoare. În timpul conjugării datorate pili, se formează o punte de conjugare prin care materialul genetic este transferat de la donator la pacient.

Diagnosticul genetic

Un set de metode pentru a identifica genomul unui microorganism sau fragmentul acestuia din materialul studiat. Metoda de hibridizare NC a fost prima propusă. Pe baza principiului complementaritatii. Această metodă face posibilă detectarea prezenței fragmentelor de ADN marker ale agentului patogen în materialul genetic folosind sonde moleculare. Sondele moleculare sunt catene scurte de ADN care sunt complementare unui situs marker. O etichetă este introdusă în sondă - fluorocrom, izotop radioactiv, enzimă. Materialul de testat este supus unui tratament special care permite distrugerea microorganismelor, eliberarea ADN-ului și împărțirea acestuia în fragmente monocatenar. După aceea, materialul este fixat. Apoi este detectată activitatea etichetei. Această metodă nu este foarte sensibilă. Este posibil să se identifice agentul patogen numai cu un număr suficient de mare al acestuia. 10 până la 4 microorganisme. Este destul de complex din punct de vedere tehnic și necesită un numar mare sonde. răspândităîn practică, nu a găsit. A fost proiectat 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 un nivel suficient temperaturi mari 70-90, metoda a devenit posibilă după izolarea unei ADN polimeraze 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 care sunt complementare cu secvențele finale ale fragmentului copiat al ADN-ului dorit, iar primerii nu numai că inițiază amplificarea, ci și limitează. Acum există mai multe opțiuni pentru PCR, 3 etape sunt caracteristice -

1. Denaturarea ADN-ului (separarea în fragmente de 1 catenă)
2. Atașarea grundului.
3. Extindere gratuită a catenelor de ADN la 2 catene

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 benzi. Se realizează într-un dispozitiv special numit amplificator.

Avantajele PCR

1. Oferă indicații directe ale prezenței agentului patogen în materialul de testat, fără a izola o cultură pură.
2. Foarte sensibilitate crescută. Teoretic, puteți găsi primul.
3. Materialul pentru cercetare poate fi dezinfectat imediat după prelevare.
4. 100% specificitate
5. Rezultate rapide. Analiza completa- 4-5 ore. Metoda expresă.

Este utilizat pe scară largă pentru diagnosticul bolilor infecțioase, ai căror agenți cauzali sunt organisme necultivate sau greu de cultivat. Chlamydia, micoplasme, multe virusuri - hepatită, herpes. A fost dezvoltat un sistem de testare pentru a determina antrax, tuberculoza.

Analiza restricțiilor- Moleculele de ADN sunt descompuse de enzime anumite secvențe nucleoizii și fragmentele sunt analizate în funcție de compoziția lor. În acest fel puteți găsi site-uri 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 reproducerea unor bioefecte care nu se manifestă în condiţii nefireşti. La fel de obiecte biologice cel mai frecvent utilizate sunt microorganismele unicelulare, precum și celulele, animalele și plantele. 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 reduce la câteva etape tipice - alegerea sau crearea unui sediu productiv. Alegerea optimului mediu de creștere, cultivare. Izolarea produsului țintă, purificarea acestuia, standardizarea, forma de dozare. Ingineria genetică se reduce la crearea unui produs țintă necesar unei persoane. Gena țintă rezultată este fuzionată cu un vector, iar vectorul poate fi o plasmidă și inserat în celula destinatarului. Destinatar - bacterie - coli, drojdie. Produsele țintă sintetizate de recombinanți sunt izolate, purificate și utilizate în practică.

Insulina a fost prima creată interferon uman. Eritropoietina, hormon de creștere, anticorpi monoclonali. Vaccinul împotriva hepatitei B.