НУЖНЫ ЕЩЕ РЕФЕРАТЫ? ЖМИ СЮДА!!!
БАКТЕРИОФАГИ (от бактерии и греч . phagos - пожиратель) (фаги), вирусы бактерий; способны поражать бактериальную клетку, репродуцироваться в ней и вызывать ее лизис. Классический объект исследований в молекулярной генетике. Используются для фагопрофилактики и фаготерапии инфекционных болезней.
Обычно фаг состоит из головки, в которой находится одна молекула двухцепочной ДНК, хвоста и хвостовых фибрилл, образованных белковыми молекулами. Хвост и хвостовые фибриллы служат для прикрепления бактериофага к поверхности бактерии и для впрыскивания его ДНК внутрь этой бактерии. ДНК фага реплицируется и кодирует синтез белков своей оболочки, в результате чего фаг размножается в бактериальной клетке, которая в конце концов лизируется, фаги высвобождаются и инфицируют другие клетки. Каждый фаг действует избирательно лишь против отдельных видов бактерий. Это используется в классификации фагов (phage typing) - данный прием применяется для идентификации бактерии по действию на нее известных фагов. См. также Лизогенш.
Бактериофаги состоят из следующих основных компонентов:
1. Сердцевина - генетический материал (ДНК либо РНК), который несет информацию о нескольких типах белков, необходимых для образования нового фага.
2. Белковая оболочка, которую называют капсидом (от латинского капса - ящик). Она часто построена из идентичных повторяющихся субъединиц - капсомеров. Капсомеры образуют структуры с высокой степенью симметрии.
Капсид несет защитные функции, как бы оберегая нуклеиновую кислоту. Кроме того, они способствуют проникновению вируса в клетку.
|
|
Рис. 1. Схематичное строение Т-фага кишечной
палочки со смешанным типом симметрии. 1 - кубоидальная капсидная головка, 2 -
двухнитчатая ДНК, 3 - стержень, 4 - спиралеобразный сокращающийся капсид
(чехол), 5- базальная пластинка, 6 - хвостовые фибриллы. |
Бактериофаги являются паразитами представителей почти всех групп прокариотических организмов от крошечных Dellovibrios, которые сами паразитируют на других бактериях, до некоторых крупных сине-зеленых водорослей. Общие свойства фагов обычно служат отражением свойств клетки бактерии-хозяина. Наличие жесткой клеточной стенки у большинства прокариот требует особых механизмов для проникновения или выхода вирусов. Прокариоты не дифференцируются в стволовые или специализированные клетки, а являются популяцией более или менее сходных клеток, которые продолжают размножаться, пока имеется соответствующая питательная среда. Поэтому взаимодействие фагов с бактериями происходит в бактериальной культуре циклически, пока не наступит некое равновесное состояние, которое определяется числом клеток-хозяев и вирусных элементов и скоростью их воспроизведения. Другая ситуация возникает тогда, когда бактерии способны к дифференцировке, например при споруляции или смене состояний.
Прикрепление
и проникновение
Прикрепление вирионов фага к бактериальной клетке является реакцией первого порядка и происходит обычно на клеточной поверхности. Последняя различна по своей структуре у разных типов бактерий. Некоторые фаги прикрепляются к особым выростам, так называемым F и L-ворсинкам, которые принимают участие в процессе конъюгации. Вирионы фагов группы х обратимо прикрепляются к жгутикам бактерий и затем соскальзывают вдоль них к поверхности клетки, причем этому процессу, по-видимому, способствует движение самих жгутиков (поскольку неподвижные бактериальные мутанты не бывают хозяевами этих фагов). На поверхности бактериальной клетки имеются специфические рецепторы для фагов , однако данные об их природе весьма ограничены. Тот факт, что фаг неспособен адсорбироваться на бактериальном мутанте, не обязательно означает, что мутант утратил химические группы, выполняющие роль рецепторов фага, - последние могут быть просто скрыты другими компонентами клеточной оболочки. Рецепторы не всегда необходимы для самой клетки; например, при росте бактерий в определенных температурных условиях они могут утрачиваться.
Из оболочки бактерий, чувствительных к фагу, удается экстрагировать специфическое вещество, способное инактивировать фаг. Возможно ,это вещество является самим рецептором или компонентом рецепторной структуры на поверхности бактерий. Сами по себе рецепторы, по-видимому, способствуют лишь первому обратимому этапу адсорбции. Не исключено, что они также участвуют в других процессах, частности в транспорте ионов железа. После прикрепления фага бактерия в течение некоторого времени (латентный период) не претерпевает заметных морфологических изменений даже и в том случае, если заражение, в конце концов ,приведет к лизису клетки, поскольку лизис наступает всегда внезапно.
Проникновение фагового генома в клетку сопровождается физическим отделением нуклеиновой кислоты от большей части капсидных белков, которые остаются снаружи.
Кроме фаговой нуклеиновой кислоты внутрь бактериальной клетки инъецируется также небольшое количество белка и некоторые другие вещества, в том числе олигопептиды и полиамины. Роль этих веществ в процессе развития фага неизвестна, некоторые из них являются остатками протеолиза капсидных белков при сборке вирионов. Если бактериальные клетки способны поглощать свободную ДНК из среды, то и геном фага может проникнуть в них в виде свободных молекул ДНК. Это явление называют трансфекцией. Способность бактерий поглощать молекулы ДНК может возникнуть как нормальное явление на некоторых этапах роста, что наблюдается, например, у В subtilis.
В некоторых случаях такое состояние вызывается искусственно, как, например, у Е coli.
Процесс развития фага после трансфекции принципиально не отличается от происходящего при нормальной фаговой инфекции, за исключением того, что в этих случаях не наблюдается резистентности, вызываемой отсутствием рецепторов или другими свойствами оболочки клетки.
Проникновение генома фага в чувствительную к нему бактерию приводит либо к лизогенной, либо к литической инфекции, в зависимости от природы фага (а иногда и бактерии) и от окружающих условий, например температуры. При лизогенном типе взаимодействия геном фага в неинфекционной форме передается бактериальными клетками из поколения в поколение, причем время от времени в некотором количестве клеток синтезируются соответствующие вирионы, лизирующие эти клетки и выходящие затем во внешнюю среду. Лизогенные клетки, повторно зараженные этими вирионами, не лизируются (ибо они иммунны к этому фагу), так что лизогенная культура продолжает нормально расти. Присутствие свободных вирионов можно выявить путем воздействия на клетки каких-либо иных, нелизогенных штаммов бактерий, лизируемых данным фагом. Фаги, способные лизогенизировать заражаемые ими бактерии, называются умеренными, а фаги, у которых такая способность отсутствует, - вирулентными. Следует, однако, помнить, что даже умеренные фаги при первой инфекции чувствительных к ним бактерий вызывают продуктивную инфекцию у многих или даже у всех клеток. Возникновение лизогении и предупреждение созревания вирионов и лизиса клеток требуют серии определенных событий, которые вовсе не всегда случаются со всякой зараженной бактерией. Вероятность появления лизогении или продуктивной инфекции варьирует от фага к фагу и зависит от условий культивирования.
Бактериофаг l
Бактериофаг l является умеренным фагом, т.е. он может либо переходить из клетки в клетку в процессе инфекции, либо передаваться от одного поколения к другому в ходе размножения данного бактериального штамма. В последнем случае латентный геном фага называется профагом, а клетки, несущие такой профаг, - лизогенными. Присутствие генома фага в лизогенной культуре можно обнаружить при спонтанном освобождении фага из небольшой части клеточной популяции, в которой произошло спонтанное развитие фага.
Естественным хозяином фага l служит штамм Е coli K 12, генетика которого хорошо изучена. Поэтому фаг l был избран в качестве объекта интенсивных исследований, направленных на выяснение природы лизогении. Исходный дикий штамм К 12 является лизогенным по фагу , который не образует бляшек на этом штамме, обладающем, подобно большинству лизогенных бактерий, иммунитетом по отношению к фагу, содержащемуся в нем в виде профага. Обычно фаг l размножается на вариантах штамма К 12, «извлеченных» от профага. Такие извлеченные варианты обнаруживаются в небольших количествах среди клеток, выживших после интенсивного облучения. При образовании устойчивой лизогенной клеточной линии должны быть выполнены следующие два условия. Во-первых, профаг должен находиться в клетке в таком состоянии, чтобы при клеточном делении каждая дочерняя клетка получала по крайней мере одну его копию. В случае фага l эта задача решается путем включения его ДНК в бактериальную хромосому, в результате чего ДНК профага пассивно реплицируется и сегрегируется с помощью аппарата клетки-хозяина. Во-вторых, те вирусные гены, продукты которых потенциально способны нарушить целостность клетки, должны регулироваться таким образом, чтобы клетки могли благополучно расти и размножаться. Это достигается путем репрессии транскрипции генов. В клетках, лизогенных по фагу l, не транскрибируется ни один из вирусных генов, необходимых для продуктивной инфекции. В лизогенных культурах обнаруживается лишь очень небольшое количество вирусной м РНК.
Механизм
терапевтического действия.
Антибактериальный, который оказывают препараты бактериофагов, обусловлен специфическим лизисом, патогенных бактерий в очаге воспаления. Гибель бактерий наступает вследствие того, что вирулентные бактериофаги адсорбируются на поверхности гомологичной микробной клетки, проникают в ее цитоплазму, где интенсивно размножаются, используя структурные компоненты клетки и разрушают ее.
Бактериофаги не затрагивают бактерии, ее составляющие нормальную флору организма. При отсутствии чувствительных к бактериофагу бактерий, длительность пребывания бактериофагов в организме 3 дня. Бактериофаг предохраняет организм от инфекции как профилактическое средство.
Показания к применению.
Препараты бактериофагов применяются при инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, органов моче-половой системы, систем органов кровообращения, дыхания, опорно-двигательного аппарата, гнойно-септических заболеваний новорожденных, дисбактериозов различной локализации, а также при других заболеваниях, вызванных условно-патогенными возбудителями рода Klebsiella, Escherichiae, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus. Streptococcus.
В связи с наблюдаемым снижением терапевтического действия антибиотиков, препараты бактериофагов используются в клинической практике как альтернатива антибиотикам и другим химиотерапевтическим препаратам. Препараты бактериофагов не уступают антибиотикам по эффективности и не вызывают, при этом, побочных токсических и аллергических реакций
Применение
Применение препаратов бактериофагов для лечения инфекционных заболеваний стимулирует факторы специфического и неспецифического иммунитета и, поэтому особенно эффективно для лечения хронических воспалительных заболеваний на фоне иммунодепрессивных состоянии.
Отсутствие побочных патологических реакций позволяет успешно использовать препараты бактериофагов у новорожденных и детей первого года жизни.
Противопоказания
Не имеют противопоказаний к применению.
Способ применения.
Препараты бактериофагов назначают внутрь, а также используют для орошения ран, для введения в дренированные полости - брюшную, плевральную, полости пазух носа, среднего уха, абсцессов, ран, матки, мочевого пузыря, а также использую в виде аэрозолей. При пероральном и аэрозольном применении, а также при нанесении на поверхность слизистых оболочек бактериофаги проникают в кровь и лимфу и выводятся через почки санируя моче-выводящие пути.
Препараты бактериофагов могут использоваться в сочетании с любыми другими лечебными препаратами.
Назначение препаратов бактериофагов
Бактериофаг стафилококковый
Лечение и профилактика гнойных инфекций кожи, слизистых вызванных стафилококковыми бактериями а также при дисбактериозах. Применяется для лечения карбункулов, фурункулов, хронически остеомиелитов, флегмон маститов, циститов, холециститов, при ангине, энтероколите и др.
Бактериофаг колипротейный
Лечение и профилактика энтероколитов, кольпитов колипротейной этиологии и дисбактериозов.
Бактериофаг псевдомонас аэругиноза (синегнойный)
Лечение заболеваний различных органов и гнойных инфекций кожи, вызванных данным видом бактерий.
Применяется для лечения абсцессов, хирургических инфекций, гнойноосложнснных ран, хронических остеомиелитов, маститов, циститов и др.
Бактериофаг протейный
Лечение и профилактика гнойных инфекций, вызванных протейными бактериями, а также при дисбактериозах.
Применяется для лечения абсцессов, гнойноосложненных ран, циститов,хронических остеомиелитов и р.
Пиобактериофаг
Лечение и профилактика различных форм гнойно-воспалительных и энтеральных заболеваний, вызванных бактериями стафилококков, стрептококков, эшерихий коли, клебсиелл, пневмоний, псевдомонас аэругиноза, протея. Применяется для лечения хирургических инфекций, ожогов, гнойных поражений кожи, циститов и пиелонефритов, гастроэнтероколитов, холециститов, дисбактериоз кишечника, а также пиодермий, энтеритов и дисбактериоза кишечника новорожденных и детей грудного возраста.
Бактериофаг клебсиеллезный
Лечение озены, риносклеромы, и гнойно-воспалительных энтеральных заболеваний, вызванных бактериями клебсиелл.
Применяется для лечения отитов, воспалений пазух носа и для других гнойно-воспалительных заболеваний уха, горла и носа.
Интести-бактериофаг
Лечение острых и хронических заболеваний дизентерии, сальмонеллеза, диспепсии, колита, энтероколита.
Бактериофаг дизентерийный
Лечение больных дизентерией и профилактика этого заболевания. Санация реконвалесцентов. Препарат активен в отношении шигелл Зонне и Флекснера
Бактериофаг сальмонеллезный групп АВСДЕ
Применяют для лечения детей и взрослых больных сальмонеллезами, санации реконвалесцентов, а также для профилактики но эпидпоказаниям.
Литература:
ü http://schools.keldysh.ru/school1413/bio/vilegzh/index.htm
ü http://www.neuro.net.ru/bibliot/b007/2_1.html#
