Použitie fágov. Bakteriofágy: moderné aspekty aplikácie, vyhliadky do budúcnosti

Fágové prípravky sa používajú na liečbu a prevenciu infekčných ochorení, ako aj v diagnostike – na stanovenie fágovej citlivosti a fágovej typizácie pri identifikácii mikroorganizmov. Pôsobenie fágov je založené na ich prísnej špecifickosti. Terapeutický a profylaktický účinok fágov je určený lytickou aktivitou samotného fága, ako aj imunizačnou vlastnosťou zložiek (antigénov) zničených mikrobiálnych buniek vo fagolyzátoch, najmä pri opakovanom použití. Pri získavaní fágových preparátov sa používajú overené produkčné kmene fágov a podľa toho aj typické kultúry mikroorganizmov. Bakteriálna kultúra v tekutom živnom médiu, ktorá je v logaritmickej fáze reprodukcie, je infikovaná suspenziou fágovej matky.

Fágom lyzovaná kultúra (zvyčajne nasledujúci deň) sa prefiltruje cez bakteriálne filtre a k filtrátu obsahujúcemu fág sa pridá roztok chinazolu ako konzervačná látka.
Dokončený produkt fág je číra tekutina žltkastej farby. Pre dlhšie skladovanie sú niektoré fágy dostupné v suchej forme (v tabletách). V liečbe a prevencii črevné infekcie fágy sa používajú súčasne s roztokom hydrogénuhličitanu sodného, ​​pretože kyslý obsah žalúdka ničí fág. Fág nezostáva v tele dlho (5-7 dní), preto sa odporúča aplikovať znova.

vyrobené v Sovietskom zväze nasledujúce lieky používa sa na liečbu a prevenciu chorôb: týfus, salmopelóza, úplavica, kolifág, stafylokokový fág a streptokok. V súčasnosti sa fágy používajú na liečbu a prevenciu v kombinácii s antibiotikami. Táto aplikácia poskytuje viac účinná akcia pre baktérie odolné voči antibiotikám.

Diagnostické bakteriofágy sa široko používajú na identifikáciu baktérií izolovaných z pacienta alebo z infikovaných environmentálnych objektov. Pomocou bakteriofágov je vďaka ich vysokej špecificite možné určiť druhy baktérií a s väčšou presnosťou aj jednotlivé druhy izolovaných baktérií. Bola vyvinutá fágová diagnostika a fágová typizácia baktérií rodu Salmonella, Vibrio a stafylokokov. Fágová typizácia pomáha určiť zdroj infekcie, študovať epidemiologické vzťahy a rozlišovať medzi sporadickými a epidemickými prípadmi chorôb.
Fágová diagnostika a fágová typizácia sú založené na princípe spoločnej kultivácie izolovaného mikroorganizmu s príslušnými druhmi alebo typmi fágov. pozitívny výsledok zvažuje sa prítomnosť dobre výraznej lýzy študovanej kultúry s druhovým fágom a potom s jedným z typických fágov.

Bakteriofágy sú známe svojimi jedinečná vlastnosť selektívne infikovať baktérie: každý typ bakteriofága je aktívny iba proti určitý druh baktérie a je neutrálny voči ostatným. Medicína pozná viac ako päťtisíc druhov týchto „požieračov baktérií“, ktoré prenikajú do patogénnej bunky, ničia ju zvnútra, ale zároveň neporušujú mikroflóru tela ako celku.

Princíp fungovania

Princíp účinku bakteriofágových prípravkov spočíva v tom, že keď sa fágy zavedú alebo aplikujú povrchovo, vyhľadajú škodlivú baktériu a preniknú do nej, pričom narušia jej štruktúru zvnútra.

Reprodukcia fágov vo vnútri baktérie vedie k jej úplnému zničeniu. Výsledkom tohto procesu, ktorý trvá od 15 do 45 minút, sa vytvorí približne 70 až 200 nových fágových častíc.

Výhodou fágov pri použití je, že pokračujú v množení a vstupujú do buniek, pokiaľ je prítomná infekcia.

Druh a biotop

Napriek veľmi malá veľkosť fágových častíc (do 0,2 milimikrónov), ich štruktúra má viac komplexná štruktúra ako vírusy iných skupín. Génová informácia bakteriofágov je obsiahnutá v DNA umiestnenej vo vnútri hlavy fágu. Bakteriofágy majú rôznorodú morfologickú štruktúru.

Bakteriofágy rôznych tvarov

IN prírodné prostredie bakteriofágy sa nachádzajú takmer všade, kde sa nachádza bakteriálna bunka.

V medicíne sa fágové prípravky delia do skupín, vrátane fágov podľa názvu patogénnych baktérií, na ktoré pôsobia:

• streptokok;
• stafylokokové;
• úplavica;
• podiel;
• pseudomonadický;
• klebsieleus;
• proteín;
• a ďalšie.

Praktická aplikácia a účel

Použitie bakteriofágov nie je len efektívna metóda veľa infekčné choroby spôsobené bakteriálnymi patogénmi, ale odkazuje aj na spoľahlivé preventívne metódy.

Terapeutické a profylaktické lieky s bakteriofágmi sa účinne používajú na liečbu:

• ochorenia spôsobené hemolytickou Escherichia coli, stafylokokom, streptokokom, enterokokom, Pseudomonas aeruginosa, Proteus atď.;
• dysbakterióza u detí a dospelých;
• ochorenia ORL;
• prevencia bakteriálne komplikácie s chrípkou a akútnymi respiračnými infekciami;
• pyodermia koža, uhryznutie hmyzom a zvieratami, infekcie rán;
• hnisavé zápalové ochorenia ústnej dutiny a periodontálnych tkanív;
• bakteriálne ochorenia genitourinárneho systému.

Fágové prípravky sú najúčinnejšie, keď preventívne užívanie A skoré odhalenie pôvodcom tohto ochorenia.

Rôzne lieky a ich vlastnosti

Terapeutické a profylaktické prípravky obsahujúce bakteriofágy sú dostupné vo forme roztokov a gélov. Takéto lieky nájdete v lekárňach alebo dôveryhodných internetových obchodoch http://vitabio.ru/. Nižšie sú uvedené príklady a popisy niektorých z nich.

Gély s bakteriofágmi: Otofag, Fagodent, Fagoderm, Fagogin

Fagogin- liek s bakteriofágmi, vyrábaný vo forme gélu určený na intímna hygiena. Ako súčasť lieku existuje asi 40 odrôd bakteriofágov, z ktorých každý je zameraný na boj proti špecifickému typu mikróbov. Fagogin je účinný antibakteriálne činidlo lokálne na prevenciu a liečbu genitálnych infekcií.
Otophag- gél, na prevenciu a liečbu zápalu stredného ucha, laryngitídy, angíny, nádchy a iných infekčných ochorení horných dýchacích ciest. Otophag účinný prostriedok nápravy na prevenciu bakteriálnych komplikácií pri chrípke a akútnych respiračných infekciách. Otofag sa používa aj ako antiseptikum počas chirurgických zákrokov.
Fagodent- najnovší vývoj obsahujúci živé bakteriofágy na hygienu a antibakteriálne ošetrenie ústnej dutiny. Vyrába sa vo forme gélu s dávkovačom, liek je schopný neutralizovať patogénna flóra a ohnisko zápalový proces. Fagodent sa používa pri liečbe hnisavých-zápalových procesov ústnej sliznice a ďasien, návratov svieži dych a obnovuje mikroflóru ústnej dutiny.
Fagoderm- liek na prevenciu a liečbu ochorení povrchových a hlbokých vrstiev kože a jej poškodenia. prírodný prípravok Fagoderm sa účinne vyrovnáva so škodlivými baktériami a poskytuje komplexné zlepšenie zdravia kožné kryty. Vhodné na použitie s rôznymi vekových skupín vďaka obsahu prírodných zložiek.

Prečo sú bakteriofágy lepšie ako antibiotiká?

Účelové ničenie mikróbov dáva fágom nepopierateľnú výhodu oproti antibiotikám, ktoré spolu s baktériami ničia všetku prospešnú mikroflóru. Takáto liečba vedie k narušeniu celého systému. gastrointestinálny trakt, dysbakterióza a iné ochorenia, ktoré sú vylúčené pri liečbe bakteriofágov.
Ďalšie výhody bakteriofágov:

• schopné ničiť baktérie, ktoré majú silnú imunitu voči antibiotikám;
• žiadne vedľajšie účinky;
• kompatibilné so všetkými liekmi;
• nie sú návykové;
• používa sa ako profylaktikum;
• neznižujú imunitu tela;
• vhodné na použitie pre všetky vekové skupiny.

Napriek tomu, že prípravky s bakteriofágmi nemajú žiadne kontraindikácie, existujú prípady, keď prípravky obsahujúce fágy nie sú účinné, potom sa v liečbe ochorenia pokračuje tradičnými metódami.

Podľa vedcov a špecialistov je fágová terapia veľkým revolučným objavom v boji proti mnohým infekčným chorobám, kde bola predtým medicína bezmocná. Bytie prírodné prostriedky na boj proti infekciám bakteriofágy ideálne interagujú s Ľudské telo bez toho, aby spôsobil nejakú škodu.

Z dôvodu zvyšujúcej sa odolnosti patogénnych mikróbov voči antibiotikám a vzhľadom na to, že alternatívne metódy liečby infekčných chorôb si získavajú čoraz väčšiu obľubu, výskum bakteriofágov bude len naberať na obrátkach, čo povedie k novým objavom a víťazstvám nad mnohými chorobami.

Bakteriofágy sú špecifické vírusy, ktoré selektívne napadajúce a poškodzujúce mikróby. Rozmnožujúc sa vo vnútri bunky, ničia baktérie. V tomto prípade je patogénna mikroflóra zničená a prospešná mikroflóra je zachovaná.

Použitie týchto vírusov bolo navrhnuté už začiatkom storočia na liečbu infekčných chorôb. Záujem o ne sa však v mnohých krajinách sveta po nástupe antibiotík stratil. Dnes sa záujem o tieto vírusy vracia.

V kontakte s

Štrukturálne vlastnosti a biotop

Čo sú bakteriofágy? Ide o veľkú skupinu vírusov, 100-krát menšiu ako bakteriálne bunky. Štruktúra fágov pri viacnásobnom zväčšení je rôznorodá.

Čo sú bakteriofágy

Zvážte typy mikróbov a účel v závislosti od ich typu.

Existuje devätnásť rodín vírusov, ktoré sa líšia typom nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA), ako aj tvarom a štruktúrou genómu.

Bakteriofágy v medicíne klasifikované v súlade s rýchlosťou vplyvu na patogénne baktérie:

1. miernych bakteriofágov pomaly a čiastočne ničí patogénne mikroorganizmy, čo im spôsobuje nezvratné zmeny odovzdané ďalšej generácii mikróbov. Ide o takzvaný lyzogénny efekt.
2. Virulentné vírusové molekuly, akonáhle sú v bunkách mikróba, aktívne a rýchlo sa množia. Takmer okamžite vedú k smrti baktérií (lytický efekt).
3. Mierne mikrobiálne druhy používa sa ako alternatívna liečba bakteriálne infekcie. Majú určité výhody:
4. Pohodlný tvar. Liek je vyrobený pre perorálny príjem ako roztok alebo ako tableta.

Na rozdiel od antibiotík bakteriofágy nemajú vedľajšie účinky, je menej pravdepodobné, že spôsobia Alergická reakcia, nemajú sekundárne negatívne účinky.

Neexistuje žiadna mikrobiálna rezistencia. Pre baktérie je ťažšie prispôsobiť sa vírusom a kedy komplexný vplyv je to takmer nemožné.

Ale sú tu aj nevýhody :

• priebeh terapie je dlhší;
• určité ťažkosti pri výbere správnej skupiny liekov;
• Genóm baktérie sa prenáša z jedného mikróbu na druhý.

V medicíne, berúc do úvahy špecifickosť opísaných vírusov, uprednostňujú použitie komplexných a polyvalentných bakteriofágov, ktoré obsahujú niekoľko odrôd týchto mikróbov.

Zoznam a popis bakteriofágov:

1. Dizfak, polyvalentná dyzenterika. Spôsobuje smrť Shigelly Flexnerovej a Sonne.
2. týfus zabíja patogény brušný týfus, salmonela.
3. Klebsiella polyvalentná. predstavuje komplexný liek, ničenie Klebsiella pneumónia, ozen, rinoskleróm.
4. Klebsiella pneumónia, Klebsifag- vynikajúci pomocník v boji proti urogenitálnym, respiračným, tráviace systémy, chirurgické infekcie, generalizované septické patológie.
5. Koliproteofág, koliproteoid. Je určený na liečbu pyelonefritídy, cystitídy, kolitídy a iných ochorení vyvolaných Proteus a Escherichia coli.
6. kolifág, ak.Účinné pri liečbe kožných infekcií a vnútorné orgány, vyvolané enteropatogénnou Escherichia coli E. Coli.
7. Proteofág, proteus má škodlivý účinok na špecifické proteínové mikróby vulgaris a mirabilis, ktoré sú patogénmi hnisavý zápalčrevné patológie.
8. streptokok, streptofág rýchlo neutralizuje stafylokoky izolované z akýchkoľvek hnisavých infekcií.
9. Pseudomonas aeruginosa. Odporúča sa na liečbu zápalov, ktoré vyvolávajú Pseudomonas aeruginosa. Lyže baktérie Pseudomonas aeruginosa.
10. Komplexný pyobakteriofág. Ide o zmes fagolyzátov streptokokov, enterokokov, stafylokokov, pseudomanus aeruginosis, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca a zápalu pľúc.
11. sektafagu, polylietajúci pyobakteriofág. Má škodlivý účinok na Escherichia coli.
12. Intensi. Komplexná príprava lýzu Shigilla, Salmonella, Enerococcus, Staphylococcus, Pseudomanis Proteus a Aerunina.

Iba lekár po vyšetrení a zistení infekcie by mal predpisovať lieky. Ich nezávislé použitie môže byť neúčinné, pretože je nemožné určiť citlivosť na fágy bez špeciálnej štúdie.

Liečebný režim je vypracovaný individuálne pre každého klienta. Na terapiu sa najčastejšie uchyľujú k liekom črevná dysbakterióza. Priebeh liečby môže byť asi päť dní, ale v niektorých prípadoch - až 15 dní. Opakujte kurzy pre väčšiu účinnosť 2-3 krát.

Príklad liečebného postupu pri stafylokokovej infekcii:

• dieťa do šiestich mesiacov - 5 ml;
• od šiestich mesiacov do jedného roka - 10 ml;
• dieťa od jedného do troch rokov - 15 ml;
• od 3 rokov do 8-20 ml;
• dieťa po ôsmich rokoch - 30 ml.;
• dojčatám sa podávajú fágy perorálne s nosnými kvapkami vo forme klystíru.

Bakteriofágy sa množia vo vnútri baktérií, čím ich zabíjajú. Kým sa lieky počas liečby spotrebúvajú a ich počet klesá, počet fágov sa môže naopak zvyšovať.

So zmiznutím fágovej potravy - škodlivé baktérie, samotné fágy zmiznú.

Bakteriofágové prípravky sa používajú na liečbu chorôb u detí:

• infekcie uší;
• infekcie močových ciest;
• respiračné infekcie;
• chirurgické infekcie;
• infekcie gastrointestinálneho traktu;
• očné infekcie atď.

Na pestovanie bakteriofágov sa materiál s bakteriofágmi aplikuje na živné médium, ktoré je naočkované určitou kultúrou baktérií. Na miestach, kde zasiahnu, sa vytvorí zóna zničených baktérií, čo je prázdne miesto. Tento materiál sa odoberá bakteriologickou ihlou. Prenesie sa do suspenzie obsahujúcej mladú bakteriálnu kultúru. Tieto akcie sa vykonávajú až 10-krát, aby bol výsledný bakteriofág čistý.

Na základe bakteriofágov sa prípravky vyrábajú vo forme čapíkov, aerosólov, tabliet, roztokov a iných foriem. V názve liekov sa používa skupina baktérií, proti ktorým sú určené.

Porovnanie s antibiotikami

Na rozdiel od antibiotík všetky typy bakteriofágových prípravkov nemajú nepriaznivý vplyv na ľudský organizmus.

Každý druh selektívne ovplyvňuje mikroorganizmy, takže nielenže nepoškodzujú mikroflóru, ale používajú sa aj pri liečbe dysbakteriózy. Tieto lieky sa však používajú oveľa menej často ako antibiotiká z niekoľkých dôvodov:

1. Bakteriofágy neprenikajú do krvi. Používajú sa iba vtedy, ak je možné ľahko dodať liek na miesto expozície. Napríklad kloktať, prikladať priamo na ranu, piť pri črevnej infekcii.
2. Pre použitie bakteriofágov je dôležité mať istotu diagnózy. Výnimkou je kombinované prípravky s bakteriofágmi proti rôznym patogénom. Účinnosť týchto liekov je nižšia a cena je vyššia.

Praktické využitie fágy. Bakteriofágy sa používajú pri laboratórnej diagnostike infekcií pri intrašpecifickej identifikácii baktérií, t.j. pri stanovení fagovaru (typu fága). Na tento účel sa používa metóda fágová typizácia, na základe prísnej špecifickosti pôsobenia fágov: kvapky rôznych diagnostických typovo špecifických fágov sa aplikujú do pohára s hustým živným médiom posiatym „trávnikom“ čistej kultúry patogénu. Fágový fág baktérie je určený typom fágu, ktorý spôsobil jej lýzu (tvorba sterilnej škvrny, „plaku“ alebo „negatívnej kolónie“, fág). Technika fágovej typizácie sa používa na identifikáciu zdroja a spôsobov šírenia infekcie (epidemiologické značenie). Izolácia baktérií rovnakého fagovaru od rôznych pacientov naznačuje spoločný zdroj ich infekcie.

Fágy sa tiež používajú na liečbu a prevenciu množstvo bakteriálnych infekcií. Produkujú týfus, salmonelu, dyzentériu, pseudomonas, stafylokokové, streptokokové fágy a kombinované prípravky (koliproteické, pyobakteriofágy atď.). Bakteriofágy sa predpisujú podľa indikácií perorálne, parenterálne alebo lokálne vo forme tekutín, tabliet, čapíkov alebo aerosólov.

Bakteriofágy sú široko používané v genetické inžinierstvo a biotechnológie ako vektory na získanie rekombinantnej DNA.

Pôvodcovia escherichiózy. Taxonómia a charakteristika. Úloha Escherichia coli v normálnych a patologických stavoch. Mikrobiologická diagnostika enterálna escherichióza. Zásady liečby a prevencie.

Escherichióza- infekčné choroby, ktorej pôvodcom je Escherichia coli.

Existuje enterálna (črevná) a parenterálna escherichióza. Enterálna escherichióza je akútne infekčné ochorenie charakterizované prevládajúcou léziou gastrointestinálneho traktu. Vyskytujú sa vo forme ohnísk, pôvodcami sú hnačkové kmene E. coli. Parenterálna escherichióza - ochorenia spôsobené oportúnnymi kmeňmi E. coli - zástupcovia normálna mikroflóra hrubé črevo. Pri týchto ochoreniach je možné poškodenie akýchkoľvek orgánov.

taxonomická pozícia. Pôvodca – Escherichia coli – je hlavným predstaviteľom rodu Escherichia, čeľade Enterobacteriaceae, patriacej do oddelenia Gracilicutes.

Morfologické a farbiace vlastnosti. E. coli sú malé gramnegatívne tyčinky so zaoblenými koncami. V náteroch sú usporiadané náhodne, netvoria spóry, peritrichózne. Niektoré kmene sú mikroenkapsulované, pili.

kultúrne vlastnosti. Escherichia coli - fakultatívne anaeróbne, optim. tempo. pre rast - 37C. E.coli nie je náročný na živné pôdy a dobre rastie na jednoduchých pôdach, pričom na tekutých pôdach vytvára difúzny zákal a na pevných pôdach vytvára kolónie. Na diagnostiku escherichiózy sa používajú diferenciálne diagnostické médiá s laktózou - Endo, Levina.

enzymatickú aktivitu. E.coli má širokú škálu rôznych enzýmov. Väčšina punc E.coli je jeho schopnosť fermentovať laktózu.

Antigénna štruktúra. E. coli má somatickú O-, bičíkované H a povrchové K-antigény. O-antigén má viac ako 170 variantov, K-antigén - viac ako 100, H-antigén - viac ako 50. Štruktúra O-antigénu určuje príslušnosť k séroskupine. Kmene E. coli majúce inherentnú sadu antigénov (antigénny vzorec) sa nazývajú sérologické varianty (sérovary).

Podľa antigénnych, toxigénnych, vlastností, dva biologické varianty E.coli:

1) oportunistické E. coli;

2) "určite" patogénne, hnačkové.

faktory patogénnosti. Tvorí endotoxín s enterotropným, neurotropným a pyrogénnym účinkom. Hnačková Escherichia produkuje exotoxín spôsobujúci značné škody metabolizmus voda-soľ. Okrem toho sa u niektorých kmeňov, ako aj u pôvodcov dyzentérie, nachádza invazívny faktor, ktorý podporuje prenikanie baktérií do buniek. Patogenita hnačkovej Escherichie je vo výskyte krvácania, v nefrotoxickom účinku. K faktorom patogenity všetkých kmeňov E.coli zahŕňajú pili a proteíny vonkajšej membrány, ktoré podporujú adhéziu, ako aj mikrokapsulu, ktorá zabraňuje fagocytóze.

odpor. E.coli má vyššiu odolnosť voči pôsobeniu rôznych faktorov vonkajšie prostredie; je citlivý na dezinfekčné prostriedky, pri varení rýchlo odumiera.

RoleE.coli. E. coli je predstaviteľom normálnej mikroflóry hrubého čreva. Je antagonistom patogénnych črevných baktérií, hnilobných baktérií a húb rodu Candida. Okrem toho sa podieľa na syntéze vitamínov skupiny B, E A TO,čiastočne rozkladá vlákninu.

Kmene, ktoré žijú v hrubom čreve a sú podmienene patogénne, sa môžu dostať aj mimo gastrointestinálny trakt a pri znížení imunity a ich hromadení môžu spôsobiť rôzne nešpecifické hnisavé zápalové ochorenia (cystitída, cholecystitída) - parenterálna escherichióza.

Epidemiológia. Zdrojom enterálnej escherichiózy sú chorí ľudia. Mechanizmus infekcie - fekálno-orálny, cesty prenosu - alimentárna, kontaktná domácnosť.

Patogenéza.Ústna dutina.Dostáva sa do tenké črevo, sa adsorbuje v epitelových bunkách pomocou pili a proteínov vonkajšej membrány. Baktérie sa množia, umierajú, uvoľňujú endotoxín, ktorý zvyšuje intestinálnu motilitu, spôsobuje hnačku, horúčku a ďalšie príznaky celkovej intoxikácie. Prideľuje exotoxín - ťažkú ​​hnačku, vracanie a výrazné porušenie metabolizmu voda-soľ.

POLIKLINIKA. Inkubačná doba je 4 dni. Ochorenie začína akútne, horúčkou, bolesťami brucha, hnačkami, vracaním. Vyskytujú sa poruchy spánku a chuti do jedla, bolesť hlavy. o hemoragická forma krv sa nachádza v stolici.

Imunita. Po minulé ochorenie imunita je krehká a krátkodobá.

Mikrobiologická diagnostika . Hlavná metóda - bakteriologické. Definujte pohľad čistá kultúra(gram-negatívne tyčinky, oxidáza-negatívne, fermentujú glukózu a laktózu na kyselinu a plyn, tvoria indol, nevytvárajú sírovodík) a patria do séroskupiny, ktorá umožňuje odlíšiť oportúnnu E. coli od hnačky. Vnútrošpecifická identifikácia, ktorá má epidemiologický význam, spočíva v stanovení sérovaru pomocou diagnostických adsorbovaných imunitných sér.

83. Štruktúra a funkcie imunitného systému.

Prvýkrát sa predpokladalo, že bakteriofágy sú vírusy. D. Errel. V budúcnosti boli objavené vírusy húb atď., Začali sa nazývať fágy.

Fágová morfológia.

Veľkosti - 20 - 200 nm. Väčšina fágov má tvar pulcov. Najkomplexnejšie fágy pozostávajú z polyedrickej hlavy obsahujúcej nukleovú kyselinu, krku a procesov. Na konci procesu je bazálna platnička, z ktorej vychádzajú vlákna a zuby. Tieto vlákna a zuby slúžia na prichytenie fága k obalu baktérie. Najzložitejšie organizované fágy v distálnej časti procesu obsahujú enzým - lyzozým. Tento enzým prispieva k rozpusteniu bakteriálnej membrány po penetrácii fágového NK do cytoplazmy. V mnohých fágoch je proces obklopený plášťom, ktorý sa v niektorých fágoch môže sťahovať.

Existuje 5 morfologických skupín

1. Bakteriofágy s dlhým procesom a sťahujúcim sa puzdrom
2. Fágy s dlhým procesom, ale nie kontraktilným puzdrom
3. Fágy s krátkym chvostom
4. Fágy s procesným analógom
5. Vláknité fágy

Chemické zloženie.

Fágy sú zložené z nukleovej kyseliny a proteínov. Väčšina z nich obsahuje 2-vláknovú DNA uzavretú do kruhu. Niektoré fágy obsahujú jeden reťazec DNA alebo RNA.

Fágová škrupina - kapsid, pozostáva z usporiadaných proteínových podjednotiek – kapsomérov.

Najzložitejšie organizované fágy v distálnej časti procesu obsahujú enzým - lyzozým. Tento enzým prispieva k rozpusteniu bakteriálnej membrány po penetrácii fágového NK do cytoplazmy.

Fágy dobre znášajú mrazenie, zahrievanie až na 70 °C a sušenie. Citlivý na kyseliny, UV žiarenie a var. Fágy infikujú presne definované baktérie interakciou so špecifickými bunkovými receptormi.

Podľa špecifickosti interakcie -

Polyfágy – interagujúce s niekoľkými príbuznými bakteriálnymi druhmi

Monofágy – druhové fágy – interagujú s jedným typom baktérií

Typ fágov – interaguje s jednotlivými variantmi baktérií v rámci druhu.

Podľa pôsobenia typických fágov možno druhy rozdeliť na fágový riadok. Interakcia fágov s baktériami môže prebiehať produktívny, aproduktívny a integračný typ.

produktívny typ- vytvorí sa fágové potomstvo a bunka sa lýzuje

S produktívnym- bunka naďalej existuje, proces interakcie je v počiatočnom štádiu prerušený

Integratívny typ- fágový genóm sa integruje do bakteriálneho chromozómu a koexistuje s ním.

V závislosti od typu interakcie existujú virulentné a mierne fágy.

Virulentný interagovať s baktériami produktívnym spôsobom. Na začiatku je fág absorbovaný na bakteriálnej membráne v dôsledku interakcie špecifických receptorov. Dochádza k penetrácii alebo penetrácii vírusovej nukleovej kyseliny do cytoplazmy baktérií. Pôsobením lyzozýmu sa v obale baktérie vytvorí malý otvor, obal fága sa zmenší a vstrekne sa NK. Obal fága mimo baktérie. Ďalej je syntéza skorých proteínov. Poskytujú syntézu fágových štruktúrnych proteínov, replikáciu fágovej nukleovej kyseliny a represiu aktivity bakteriálnych chromozómov.

Potom nasleduje syntéza konštrukčné komponenty fágov a replikácie nukleových kyselín. Z týchto prvkov sa poskladá nová generácia fágových častíc. Zostava sa nazýva morfogenéza, nové častice, ktorých v jednej baktérii môže vzniknúť 10-100. Ďalšia lýza baktérie a uvoľnenie novej generácie fágov do vonkajšieho prostredia.

miernych bakteriofágov interagovať buď produktívne alebo integratívne. Výrobný cyklus prebieha rovnakým spôsobom. Integratívnou interakciou sa DNA mierneho fága po vstupe do cytoplazmy v určitej oblasti integruje do chromozómu a pri delení buniek sa synchrónne replikuje s bakteriálnou DNA a tieto štruktúry sa prenášajú do dcérskych buniek. Takáto vstavaná fágová DNA - profágia, a baktéria obsahujúca profág sa nazýva lyzogénna a jav sa nazýva lyzogenéza.

Spontánne, alebo pod vplyvom série vonkajšie faktory profág môže byť vyrezaný z chromozómu, t.j. prejsť do voľného stavu, prejaviť vlastnosti virulentného fága, čo povedie k vytvoreniu novej generácie bakteriálnych tiel - profágová indukcia.

Bakteriálna lyzogenéza je základom fágovej (lyzogénnej) konverzie. Toto sa chápe ako zmena v znakoch alebo vlastnostiach lyzogénnych baktérií v porovnaní s nelyzogénnymi baktériami rovnakého druhu. Môže sa zmeniť rôzne vlastnosti- morfologické, antigénne atď.

Mierne fágy môžu byť defektné – nie sú schopné tvoriť fágové potomstvo, ktoré nie je in vivo a na indukcii.

Virion - kompletná vírusová častica, pozostávajúca z NK a proteínového obalu

Praktická aplikácia fágov -

1. Aplikácia v diagnostike. Vo vzťahu k množstvu bakteriálnych druhov sa v reakcii lizability fágov používajú monofágy, ako jedno z kritérií identifikácie bakteriálnej kultúry, typické fágy sa používajú na typizáciu fágov, na intrašpecifickú diferenciáciu baktérií. Vykonáva sa na epidemiologické účely, na zistenie zdroja infekcie a spôsobov eliminácie
2. Na liečbu a prevenciu mnohých bakteriálnych infekcií - brušný typ stafylokokové a streptokokové infekcie (tablety s povlakom odolným voči kyselinám)
3. Mierne bakteriofágy sa používajú v genetickom inžinierstve ako vektor schopný vniesť genetický materiál do živej bunky.

Genetika baktérií

Bakteriálny genóm pozostáva z genetických prvkov schopných samoreplikácie - replikóny. Replikóny sú bakteriálne chromozómy a plazmidy. Bakteriálny chromozóm tvorí nukleoid, ktorý nie je spojený s proteínmi v uzavretom kruhu a nesie haploidnú sadu génov.

Plazmidy sú tiež uzavretý kruh molekuly DNA, ale oveľa menší ako chromozóm. Prítomnosť plazmidov v cytoplazme baktérií nie je potrebná, ale poskytujú výhodu životné prostredie. Veľké plazmidy sa redukujú s chromozómom a ich počet v bunke je malý. A počet malých plazmidov môže dosiahnuť niekoľko desiatok. Niektoré plazmidy sú schopné reverzibilne sa integrovať do bakteriálneho chromozómu v určitej oblasti a fungovať ako jeden replikón. Takéto plazmidy sa nazývajú integračné. Niektoré plazmidy sú schopné prenosu z jednej baktérie do druhej priamym kontaktom – konjugatívne plazmidy. Obsahujú gény zodpovedné za tvorbu F-piluliek, ktoré tvoria konjugačný mostík na prenos genetického materiálu.

Hlavné typy plazmidov sú

F - integračný kongatívny plazmid. Pohlavný faktor určuje schopnosť baktérií byť darcami počas konjugácie

R - plazmidy. Odolný. Obsahuje gény, ktoré určujú syntézu faktorov, ktoré ničia antibakteriálne lieky. Baktérie, ktoré majú takéto plazmidy, nie sú citlivé na mnohé lieky. Preto sa vytvára faktor rezistencie voči liekom.

Plazmidový tox - určujúce faktory patogenity -

Ent – plazmid – obsahuje gén pre tvorbu enterotoxínov.

Hly - zničte erytrocyt.

mobilné genetické prvky. Patria sem vložky - vkladacie prvky. Všeobecne akceptované označenie je Is. Sú to úseky DNA, ktoré sa môžu pohybovať v rámci replikónu aj medzi nimi. Obsahujú len gény potrebné pre vlastný pohyb.

transpozóny- väčšie štruktúry, ktoré majú rovnaké vlastnosti ako Is, ale navyše obsahujú štruktúrne gény, ktoré určujú syntézu biologické látky ako sú toxíny. Transponovateľné genetické prvky môžu spôsobiť inaktiváciu génov, poškodenie genetického materiálu, fúziu replikónov a proliferáciu génov v bakteriálnej populácii.

variabilita v baktériách.

Všetky typy variability sú rozdelené do 2 skupín – nededičná (fenotypová, modifikačná) a dedičná (genotypová).

Úpravy- fenotypové nededičné zmeny znakov alebo vlastností. Modifikácie neovplyvňujú genotyp, a preto sa nededia. Sú to adaptívne reakcie na zmeny v niektorých špecifických podmienkach prostredia. Spravidla sa strácajú v prvej generácii, po zániku faktora.

Genotypová variabilita ovplyvňuje genotyp organizmu, a preto je schopný prenosu na potomkov. Genotypová variabilita sa delí na mutácie a rekombinácie.

Mutácie- pretrvávajúce, dedičné zmeny vlastností alebo vlastností organizmu. Základom mutácií je kvalitatívna alebo kvantitatívna zmena sekvencie nukleotidov v molekule DNA. Mutácie môžu zmeniť takmer akúkoľvek vlastnosť.

Podľa pôvodu sú mutácie spontánne a indukované.

Spontánne mutácie sa vyskytuje v prirodzených podmienkach existencie organizmu, a indexované vznikajú v dôsledku riadeného pôsobenia mutagénneho faktora. Podľa charakteru zmien primárnej štruktúry DNA u baktérií sa rozlišujú génové alebo bodové mutácie a chromozomálne aberácie.

Génové mutácie vyskytujú v rámci jedného génu a minimálne zachytávajú jeden nukleotid. Tento typ mutácie môže byť výsledkom substitúcie jedného nukleotidu za iný, straty nukleotidu alebo vloženia ďalšieho nukleotidu.

Chromozomálne- môže postihnúť niekoľko chromozómov.

Môže dôjsť k delécii – strate chromozómového segmentu, duplikácii – zdvojeniu chromozómového segmentu. Otočenie chromozómového segmentu o 180 stupňov je inverzia.

Akákoľvek mutácia sa vyskytuje pod vplyvom určitého mutagénneho faktora. Mutagény sú svojou povahou fyzikálne, chemické a biologické. ionizujúce žiarenie, röntgenové lúče, UV lúče. K chemickým mutagénom - analógom dusíkatých zásad, samotnej kyseline dusnej a dokonca aj niektorým lieky, cytostatiká. K biologickým - niektoré vírusy a transfazóny

Rekombinácia- výmena častí chromozómov

Transdukcia – prenos genetického materiálu bakteriofágom

Oprava genetického materiálu - obnovenie poškodenia spôsobeného mutáciami.

Existuje niekoľko druhov nápravy

1. Fotoreaktivácia – tento proces zabezpečuje špeciálny enzým, ktorý sa aktivuje za prítomnosti viditeľného svetla. Tento enzým sa pohybuje pozdĺž reťazca DNA a opravuje poškodenie. Kombinuje tyméry, ktoré vznikajú pôsobením UV žiarenia. Výsledky reparácie tmy sú výraznejšie. Nezávisí od svetla a zabezpečuje ho niekoľko enzýmov – najprv nukleázy vyrežú poškodenú časť reťazca DNA, potom DNA polymeráza syntetizuje náplasť na matrici zostávajúceho komplementárneho reťazca a ligázy všijú náplasť do poškodenej oblasti .

Náhrady podliehajú génové mutácie, zatiaľ čo chromozómy zvyčajne nie

1. Genetická rekombinácia v baktériách. Charakterizované prienikom genetického materiálu z donorovej baktérie do recipientnej baktérie s vytvorením dcérskeho genómu obsahujúceho gény oboch pôvodných jedincov.

Inklúzia fragmentu DNA darcu do príjemcu nastáva krížením

Tri typy prenosu -

1. Transformácia- proces, ktorým sa prenáša fragment izolovanej darcovskej DNA. Závisí od kompetencie príjemcu a stavu darcovskej DNA. kompetencie- schopnosť absorbovať DNA. Závisí to od prítomnosti bunková membrána príjemca špecifických proteínov a vzniká v určitých obdobiach rastu baktérií. Darcovská DNA musí byť dvojvláknová a nie príliš veľká. Darcovská DNA preniká bakteriálnou membránou, jeden z reťazcov je zničený, druhý je integrovaný do DNA príjemcu.
2. transdukcia- vykonáva sa pomocou bakteriofágov. Všeobecná transdukcia a špecifická transdukcia.

Všeobecné - sa vyskytuje za účasti virulentných faktorov. Počas zostavovania časticových fágov môže hlava fága omylom obsahovať nie fágovú DNA, ale kúsok bakteriálneho chromozómu. Takéto fágy sú defektné fágy.

konkrétne- vykonávajú ho stredne veľké fágy. Pri vyrezávaní sa vyrezávanie vykonáva striktne pozdĺž hranice.Vkladajú sa medzi určité gény a prenášajú ich.

1. konjugácia- prenos genetického materiálu z baktérie darcu na príjemcu v prípade ich priameho kontaktu. Nevyhnutná podmienka- prítomnosť kongatívneho plazmidu v darcovskej bunke. Pri konjugácii v dôsledku pili vzniká konjugačný mostík, cez ktorý sa prenáša genetický materiál od darcu k pacientovi.

Génová diagnostika

Súbor metód na identifikáciu genómu mikroorganizmu alebo jeho fragmentu v skúmanom materiáli. Ako prvá bola navrhnutá metóda NC hybridizácie. Založené na princípe komplementarity. Táto metóda umožňuje detegovať prítomnosť markerových fragmentov DNA patogénu v genetickom materiáli pomocou molekulárnych sond. Molekulárne sondy sú krátke vlákna DNA, ktoré sú komplementárne k miestu markera. Do sondy sa zavedie štítok - fluorochróm, rádioaktívny izotop, enzým. Testovaný materiál je podrobený špeciálnej úprave, ktorá umožňuje zničenie mikroorganizmov, uvoľnenie DNA a jej rozdelenie na jednovláknové fragmenty. Potom je materiál fixovaný. Potom sa zistí aktivita štítku. Táto metóda nie je príliš citlivá. Identifikovať patogén je možné len pri jeho dostatočne veľkom počte. 10 až 4 mikroorganizmy. Je to dosť technicky zložité a vyžaduje si to Vysoké číslo sondy. rozšírené v praxi nenašiel. Bol nadizajnovaný nová metóda - polymeráza reťazová reakcia- PCR.

Táto metóda je založená na schopnosti DNA a vírusovej RNA replikovať sa, t.j. k vlastnej reprodukcii. Podstatou pacienta je opakované kopírovanie – in vitro amplifikácia fragmentu DNA, ktorý je markerom pre daný mikroorganizmus. Keďže proces prebieha pri dostatočnej vysoké teploty 70–90 sa metóda stala možná po izolácii termostabilnej DNA polymerázy z termofilných baktérií. Mechanizmus amplifikácie je taký, že kopírovanie reťazcov DNA nezačína v žiadnom bode, ale až v určitých štartovacích blokoch, na vytvorenie ktorých sa používajú tzv. Priméry sú polynukleotidové sekvencie, ktoré sú komplementárne ku koncovým sekvenciám kopírovaného fragmentu požadovanej DNA a priméry nielen iniciujú amplifikáciu, ale aj obmedzujú. Teraz existuje niekoľko možností pre PCR, charakteristické sú 3 stupne -

1. denaturácia DNA (separácia na jednovláknové fragmenty)
2. Nástavec základného náteru.
3. Doplnkové predĺženie reťazcov DNA na 2 reťazce

Tento cyklus trvá 1,5-2 minúty. V dôsledku toho sa počet molekúl DNA zdvojnásobí 20-40 krát. Výsledkom je 10 až 8 mocnina kópií. Po amplifikácii sa uskutoční elektroforéza a izoluje sa vo forme prúžkov. Vykonáva sa v špeciálnom zariadení nazývanom zosilňovač.

Výhody PCR

1. Poskytuje priame indikácie prítomnosti patogénu v testovanom materiáli bez izolácie čistej kultúry.
2. Veľmi vysoká citlivosť. Teoreticky môžete nájsť 1.
3. Materiál na výskum je možné po odbere vzorky ihneď dezinfikovať.
4. 100% špecifickosť
5. Rýchle výsledky. Kompletná analýza- 4-5 hodín. Expresná metóda.

Má široké využitie pri diagnostike infekčných ochorení, ktorých pôvodcami sú nekultivované alebo ťažko kultivovateľné organizmy. Chlamýdie, mykoplazmy, mnohé vírusy - hepatitída, herpes. Na určenie bol vyvinutý testovací systém antrax, tuberkulóza.

Analýza obmedzenia- Molekuly DNA sú štiepené enzýmami určité sekvencie nukleoidy a fragmenty sa analyzujú podľa ich zloženia. Týmto spôsobom môžete nájsť jedinečné stránky.

Biotechnológia a genetické inžinierstvo

Biotechnológia je veda, ktorá na základe štúdia životne dôležitých procesov živých organizmov využíva tieto bioprocesy, ako aj samotné biologické objekty na priemyselnú výrobu produktov potrebných pre človeka, na reprodukciu bioefektov, ktoré sa neprejavujú v neprirodzené podmienky. Ako biologické objekty najčastejšie sa používajú jednobunkové mikroorganizmy, ako aj bunky, zvieratá a rastliny. Bunky sa množia veľmi rýchlo, čo umožňuje krátky čas zvýšiť biomasu výrobcu. V súčasnosti je biosyntéza komplexných látok, ako sú bielkoviny, antibiotiká, ekonomickejšia a technologicky dostupnejšia ako iné druhy surovín.

Biotechnológia využíva ako zdroj cieľového produktu samotné bunky, ako aj veľké molekuly syntetizované bunkou, enzýmy, toxíny, protilátky, primárne a sekundárne metabolity – aminokyseliny, vitamíny, hormóny. Technológia získavania produktov mikrobiálnej a bunkovej syntézy sa redukuje na niekoľko typických etáp - výber alebo vytvorenie produktívneho sídla. Výber optimálneho rastové médium, pestovanie. Izolácia cieľového produktu, jeho čistenie, štandardizácia, lieková forma. Genetické inžinierstvo sa redukuje na vytvorenie cieľového produktu potrebného pre človeka. Výsledný cieľový gén je fúzovaný s vektorom a vektorom môže byť plazmid a vložený do bunky príjemcu. Príjemca - baktéria - coli, droždie. Cieľové produkty syntetizované rekombinantmi sú izolované, purifikované a používané v praxi.

Ako prvý bol vytvorený inzulín ľudský interferón. Erytropoetín, rastový hormón, monoklonálne protilátky. Vakcína proti hepatitíde B.