Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат

на тему

"Бактериофаги и их практическое значение"

Впервые различные фаги приме-вали Ф. Д'Эрель и другие исследователи, изучая кишечные инфекции у человека. Практиковалось использование фагов также в хирургической и акушерско-гинекологической практике при инфекционных процессах, вызванных стафилококками, анаэробными клостридиями, а также

в офтальмологии и стоматологии. Наряду с этим накопилось много данных об отсутствии лечебного эффекта при применении фагов. Считают, что основной причиной этого является неудачный подбор фагов. Широкое внедрение в практику сульфаниламидных препаратов и антибиотиков также уменьшило интерес к вопросам фагопрофилактика и фаготерапии бактериальных инфекций.

фагопрофилактика и фаготерапия применяются и при различных по-хворюваннях животных. При паратифе телят используют Гертнер-фаг, при заболевании поросят суйпестифер-фаг, при колибакте-риози коли-фаг и другие.

Бактериофаги брюшнотифозной сальмонеллы, кишечной палочки и других бактерий могут находиться в воде рек, озер, водохранилищ, колодцев и в загрязненных сточных водах. Выявление фагов в воде или в почве может быть показателем загрязнения этих сред соответ-ными бактериями. Например, обнаружение колифага является показателем фе-кального загрязнения воды.

Наряду с этим следует отметить, что фаги часто могут наносить и большой вред, в частности при производстве антибиотиков, молочнокис-бедствий продуктов, бактериальных удобрений, тормозя развитие полезных микробов. Заражение фагами клубеньковых бактерий, азотобактера и других азотфиксаторив приводит к задержке их развития, а это ухудшает процесс фиксации молекулярного азота, а следовательно, отрицательно влияет на урожай.

Предположение, что бактериофаги имеют корпус-кулярный природу, было выдвинуто еще Ф.дьЕрелем. Однако только после изобретения электронного микроскопа удалось увидеть и изучить ультраструктуру фагов. Напомним, что долгое время представление о море-фологию и основные особливости фагов основывались на результатах изучения фагов Т-группы ТЕ, Т2, ..., ТЕ, которые размножаются на Е.соli штамма В. Однако с каждым годом появлялись новые данные о морфо-логии и структуры различных фагов, что обусловило необходимость их-неи морфологической классификации.

Подробные электронно-микроскопические исследования, в сочетании с некоторыми физико-химическими методами изучения фагов Т-группы, пока-зала, каждый фаг состоит из различных морфологических элементов.

Основные части наиболее хорошо изученных булавовидных фагов станов-лять головка с белковой оболочкой капсидом и отросток. Субоды-низменные капсйду называют капсомерами. Структурные элементы состава | них отростков получили название внешнего чехла, внутреннего стрижи ния и базальной пластинки, отростка с зубцами и нитками.

А. С. Тихоненко (1972) разделяет фаги учитывая осложнения их-неи структуры (что с эволюционной точки зрения является наиболее целесообразным) на пять основных групп.

К первой группе следует отнести нитевидные фаги fd, fl, M13 и др. По форме они напоминают вирионы СТМ. Это длинные гибкие палочки (700 850 нм), которые состоят из трубкообразное капсйду со спираль ным типом симметрии и содержат одноцепочечной ДНК.

Вторую группу составляют мелкие сферические фаги икосаэдрической фор-мы без дифференцированного отростка. Среди них различают две под-группы. Фаги первой подгруппы (S13, ф х 174 и др.) Имеют одноланцю-Гову ДНК, а фаги второй подгруппы Я, fr, MS2, R17, М12 РНК.

К третьей группе относят фагов с четко выраженным хвостовым отростком небольшого размера. Они инфицируют бактерии, актино-мицеты, хлореллу и другие организмы. По строению их отростка вы-Диля две группы. Представители первой группы (фаги ТС и Т7) имеют короткий конусообразный отросток без базальной пластинки, а представители второй (например, фаг Р22 Salm, typhimurium) ко-Ротко отросток с базальной пластинкой.

К четвертой группе относятся булавовидные фаги с длинным ведраос-тком, не сокращается и напоминает гофрированную трубку (фаги ТЕ, Т5, X и другие). Они содержат двухцепочечную ДНК.

Пятую группу составляют булавовидные ДНК-содержащие фаги с хорошо развитым сложным отростком. При сокращении внешнего чех-ла отростка обнажается дистальный конец внутреннего стержня, который может проникать через клеточную стенку бактерий. Представители этой группы лучше всего изучены.

Изучение химического состава фагов показало, что он достаточно прост; по сути фаги является нуклеопротещамы, то есть состоят в основном из белка и нуклеиновой кислоты. Фаговые частицы имеют несколько различных белков, прежде всего структурных, которые составляют капсид головки и элементы отростка (чехол, стержень, базальную пластинку и нити). В головке булавовидных фагов также внутрен-ней белок (3-7% общего содержания белка). В фагов обнаружено фермен-ти лизоцим, фосфатазу и некоторые другие. Белки выполняют различные функции: защищают нуклеиновую кислоту от повреждений и воздействия ферментов нук-леаз, участвуют в тесном контакте фага с бактериальной кли-тиной, обеспечивают через ферментативную действие процесс заражения и тому подобное.

Второй важной составляющей частью фагов являются нуклеиновые кисло-ти. В фагов, как и в других вирусов, есть только один тип нуклеиновой кислоты ДНК или РНК. Этим свойством вирусы отличаются от других микроорганизмов, в клетках которых оба типа нуклеиновых кислот. В фагов обнаружено двухцепочечную ДНК (чаще всего) и одно-цепные ДНК и РНК. В зависимости от типа своей нуклеиновой кислоты фаги делятся на ДНК-содержащие и РНК-содержащие. Нуклеиновая кислота плотно упакована в головке фага.

В некоторых фагов найдено небольшое количество липидов (2,5-10,5%), преимущественно жирных кислот и фосфолипидов, а также следы углеводов. Значение этих компонентов пока недостаточно изучено. Считают, что липиды и другие компоненты (подобно другим вирусам) имеют клеточное происхождение и фагов геном некодирующей их синтеза.

Бактериофаги обладают антигенной-ми свойствами. при многократномтурами, которые расположены в разных участках и слоях клеточной стенки.

Адсорбцию фагов на восприимчивых к ним бактериях можно спо-стеригаты в электронный микроскоп. Она зависит от физических и химических свойств среды, температуры, природы фага, физиологического состояния бактерий, а также от их антигенных структур.

После адсорбции фага на поверхности бактерий с помощью фермен-и типа лизоцима, который содержится в нижней части отростка, про-ется растворения клеточной стенки, и в этот небольшое отверстие конец отростка, сжимаясь (благодаря энергии АТФ), как шприц, впрыскивает нуклеиновую кислоту головки фага в бактериальную клетку. Белковая оболочка фага остается на поверхности бактерии и дальнейшего участия в размножении фага не берет. Следует отметить, что до сих пор где-тально не ясно механизм введения нуклеиновой кислоты в Фаго-чувствительную клетку фагами, которые не имеют отростков, а также теми фагами, в которых отростки не сокращаются.

С момента проникновения генома фага в бактерию начинается третья стадия его взаимодействия с клеткой латентный (скрытый) период внутриклеточного размножения фага. Продолжительность этого периода в разных фагов длится от 15 40 мин до 5 ч. и более. В этой стадии нуклеиновая кислота фага, благодаря закодированной в ней инфор-мации, вызывает быструю перестройку внутренних процессов в бакте-риальный клетке, полностью направляя их на образование новых час-тынок фага.

В начале третьей стадии размножения, в эклипс фазе, обнаружить в зараженной клетке вегетативный фаг не удается. Однако именно в это время под его влиянием происходит угнетение синтеза низ-ки клеточных ферментов и одновременно индуцируется образование фаговых ферментов или так называемых «ранних» белков, которые катализируют процессы репликации фаговой ДНК с использованием нуклеиновых кислот самой бактериальной клетки.

Несколько позже в клетке начинается синтез «поздних» белков, которые представляют собой структурные белки фагов. В результате агрегации таких белков отбуваеться построение отдельных элементов новых фагов: голо-вок, отростков, базальных пластинок и тому подобное. После образования всех компонентов фага осуществляется сборка созревших вирионов фага от-чества формы. В зависимости от вида фага, состояния бактериальной клетки и других факторов в одной клетке может образоваться от нескольких де-сяткив до нескольких сотен фаговых частиц.

Итак, в результате действия вегетативного фага в зараженной бактерии появляется значительное количество новых корпускул фагов и мы говорим о репродукции фагов бактериальной клеткой на основе генетической информации, заданной нуклеиновой кислотой родительского фага. Именно в этом и проявляется своеобразная форма паразитизма фагов на суб-клеточном молекулярном уровне.

Внутриклеточный развитие в фагов, которые содержат различные типы нуклеиновой кислоты, несколько отличается по характеру ее репликации, в частности, одноцепная ДНК и РНК фага сначала должны приобрести двухцепочечной репликативной формы, а уже после этого в клетке накапливаются новые молекулы соответствующей фаговой нуклеиновой кислоты.

Одновременно с формированием зрелых вирионов в бактериальной кли-тыни образуются аналитические ферменты, детерминированы нуклеиновой кислотой фага. Эти ферменты могут раскладывать жесткий пептид-гликанов слой клеточной стенки; с их помощью осу-ся четвертая стадия взаимодействия фага с бактериальной клеткой лизис клеточной стенки и выход нового потомства бактериофагов на извне.

литических, или продуктивный, цикл развития характерен для вирулентных фагов, которые являются настоящими паразитами бактерий. Однако в природе распространены и так называемые умеренные фаги. При заражении ими бактерий погибает только небольшая часть клеток, а остальные нор-мально размножается и становится носителями соответствующих умеренных или сим-биотических фагов.

Явление фагоносиння бактериями получило название лизогении.

Подробное изучение показало, что существуют псевдолизогенни и справжньолизогенни бактериальные культуры. Пере-важная большинство клеток первого типа является стойкимй к этому фага и толь-ки небольшое количество их может заражаться фагом и давать его репродукцию. Справжньолизогенни это культуры, в которых каждая бактерия несет в себе фаг в определенной скрытой форме и может при соответствующих условиях репродуцировать его.

Установлено, что особая форма фага, которая находится в подлинно-лизогенных бактериях (профаг) является нуклеиновой кислотой (геном фага), которая тесно интегрирована с генетическим материалом бактериальной клетками-ны, и в случае разделения бактерии передается ее потомству. Итак, в лизогенов-ней клетке профаг ведет себя как нормальный ее компонент.

Важным свойством лизогенных культуры является ее устойчивость к фагов, которые содержатся в ней. В связи с этим изучение умеренных фагов лизогенных культуры возможно только тогда, когда есть другая культура этого вида, чувствительная к умеренному фага данной лизогенных культуры. Такие культуры получили название индикаторных.

Лизогения очень распространена среди всех систематических групп микробов. Она наблюдается у возбудителей брюшного тифа и паратифа, дифте-рийных палочки, спороносных и клубеньковых бактерий, дрожжей, пе-ницилу т.

профаг лизогенных культуры может спонтанно или при индукции превратиться в созревший бактериофаг. Зато в некоторых случаях под влиянием различных факторов в профага возникают мутации, в резуль-тате которых при индукции он не способен превращаться в полноценную фагов частицу. В результате в среду могут выделяться дефектные фаги, состоящие только из одной головки или отростка. Такие фаги могут адсорбироваться на бактериях, но не могут розмно-жевать в них. Дефектные фаги привлекли к себе внимание ученых, поскольку, как оказалось, многие описанные бактериоцинов являются дефектными-ми фагами. Дефектная лизогения очень распространена в природе.

В последние годы получены интересные данные не только по изучению сути лизогении, но и по выяснению роли профагов как дополнительных генетические ных факторов. Изменения, которые обусловлены умеренными фагами в лизогенов-ней клетке, получили название лизогенных конверсий. Вслед за-значить, что немало достижений современной генетики и молекулярной био-логии основывается на изучении явлений наследственности и изменчивости в фагов, поскольку умеренным фагам свойственно явление трансдукции.

Список использованной литературы:

Векирчик К.М. Микробиология с основами вирусологии: Учебник. М .: Просвещение, 2001. 312 с.

Гудзь С.П. и др. Основы микробиологии. К., 1991.

Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М., 1987.

Загрузка...