Материал: vse_metody_MIKROB

Рисунок 8 – Результат взаимодействия вирулентного бактериофага с бак-

териальной популяцией на жидкой и плотной питательной среде

Умеренные фаги чаще взаимодействуют с клеткой по типу интегративной вирусной инфекции: ДНК фага интегрируется с ДНК клетки и называется про-

фагом. Став частью хромосомы бактерии, профаг, при ее размножении, пере-

дается бактериальному потомству. Клетка, несущая профаг, называется лизо-

генной. Под влиянием различных факторов (УФ-света, некоторых химических веществ) связь профага с ДНК бактериальной клетки нарушается и профаг пе-

реходит в цитоплазму клетки, где размножается и ведет себя как вирулентный.

Практическое применение бактериофагов

I. Для диагностики инфекционных заболеваний используют метод фа-

готипирования, когда с помощью известного набора фагов определяют фаго-

вариант исследуемых бактерий. Метод основан на специфичности фагов, т.е.

способности взаимодействовать только с бактериями, имеющими специфиче-

ские рецепторы для адсорбции фага и лизиса этих бактерий. Фаготипирование используют для диагностики брюшного тифа, дизентерии, холеры, стафилокок-

ковых инфекций (рисунок 9).

5

Рисунок 9 – Фаготипирование стафилококков с помощью набора различ-

ных типоспецифических фагов.

Метод фаготипирования имеет важное эпидемиологическое значение, т.к.

позволяет установить связи между источником инфекции и отдельными слу-

чаями заболевания. Выделение бактерий одного фаговарианта от разных боль-

ных указывает на общий источник их заражения.

II. Для лечения:

-стафилококковый бактериофаг (при гнойно-воспалительных заболева-

ниях, вызванных стафилококками);

-бактериофаг P.aeruginosa (при гнойно-воспалительных заболеваниях,

вызванных синегнойной палочкой);

-клебсиеллезный бактериофаг (при заболеваниях, вызванных клебсиел-

лами).

Комбинированные многокомпонентные препараты бактериофагов:

-коли-протейный бактериофаг (для лечения эшерихизов и дисбактерио-

зов, вызванных бактериями рода Proteus);

-пиобактериофаг (для лечения стафилококковой, стрептококковой, клеб-

сиеллезной, протейной, синегнойной инфекции и эшерихиозов);

-интести-бактериофаг (для лечения бактериальной дизентерии, сальмо-

неллезов, эшерихиозов, а также протейной, стафилококковой, энтеро-

кокковой и синегнойной инфекций).

6

Бактериофаги применяют местно путем аппликации на раневую или ожо-

говую поверхность, введением в полости (брюшную, плевральную, мочевой пу-

зырь), через рот, а также ректально. Соответственно способу применения пре-

параты бактериофагов выпускают в различных лекарственных формах (жидкая форма, таблетки, мази, свечи, аэрозоли). Перед назначением бактериофага

необходимо поставить пробу на чувствительность к нему выделенной

культуры микроорганизмов.

III.Для профилактики брюшного тифа и дизентерии у людей, контак-

тировавших с больным, используют брюшнотифозный и поливалентный дизен-

терийный бактериофаги.

3. Организация генетического материала бактериальной клетки. Факторы

внехромосомной наследственности.

Генетический материал бактериальной клетки представлен хромосом-

ной ДНК с гаплоидным набором генов. Хромосомная ДНК находится в супер-

спирализованной форме в виде кольца.

В бактериях могут присутствовать внехромосомные молекулы ДНК: плаз-

миды, транспозоны, вставочные последовательности.

Хромосомный и внехромосомный генетический материал свободно распо-

лагается в цитоплазме.

Факторы внехромосомной наследственности

Факторы внехромосомной наследственности (плазмиды, транспозоны,

вставочные последовательности) состоят из молекул ДНК, не являются жиз-

ненно важными для бактерий, но придают им новые свойства.

Плазмиды – кольцевидные молекулы ДНК, способные к саморепликации и несущие от 40 до 50 генов. Они находятся в автономном состоянии в цито-

плазме бактерий и способны к самопереносу из одной клетки в другую при конъюгации. Плазмиды кодируют свойства, дающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные условия существования.

7

Плазмиды подразделяют на различные категории в зависимости от свойств, которые они кодируют у бактерий (таблица 7):

Таблица 7 – Классификация плазмид

Подвижные генетические элементы

Транспозоны – подвижные участки ДНК, которые способны перемещать-

ся внутри бактериальной хромосомы или между ДНК бактерий, плазмид и бак-

териофагов («прыгающие гены»). Помимо генов, кодирующих их перемещение по ДНК, транспозоны могут содержать структурные гены, обеспечивающие бактерию новыми свойствами (устойчивость к антибиотикам, токсинопродук-

ция и др).

Вставочные последовательности или инсерционные элементы (от англ. insertion sequens – вставочные последовательности) – простейший тип генети-

ческих элементов, мигрирующих между хромосомами, внутри хромосомы, ме-

жду хромосомой и плазмидами. Содержат гены, необходимые для их переме-

щения, новых свойств не кодируют.

8

Подвижные генетические элементы могут:

-распространять новые гены в популяции бактерий;

-координировать взаимодействие плазмид с хромосомой;

-вызывать изменения генов (мутацию, инактивацию) в местах их внедре-

ния в генетический материал.

Таким образом, внехромосомные молекулы ДНК бактериальной клетки способствуют разнообразным изменениям бактериального генома, появлению новых свойств и эволюционным изменениям микробной популяции в целом.

4. Виды генетической изменчивости. Использование генной инженерии в

медицине.

Мутации – это изменения последовательности нуклеотидов в бактериаль-

ной ДНК, которые ведут к изменению или утрате одного или нескольких фено-

типических признаков. Мутации у бактерий происходят с высокой частотой под влиянием очень многих внешних факторов, которые называются мутагена-

ми. Самые частые мутагены: УФ-, γ-лучи (физические), органические и неорга-

нические вещества (химические), транспозоны (биологические). Мутации бы-

вают: точечными (затрагивают один ген) и более протяженными (целый уча-

сток хромосомы). Они могут быть самопроизвольными и вызванными искусст-

венно. Мутации, которые приводят к возникновению новых полезных свойств,

обеспечивают выживаемость бактериальных популяции.

Генетические рекомбинации – это передача новых генов от одной клетки к другой с приобретением новых свойств, закодированных в этих генах. Гене-

тические рекомбинации отличаются друг от друга способом попадания в клетку новых генов. Виды генетических рекомбинаций: трансформация, конъюгация,

трансдукция, фаговая конверсия.

Трансформация у бактерий – форма генетической изменчивости, при ко-

торой бактерия-реципиент поглощает из внешней среды трофическим путем фрагменты ДНК погибшей бактерии-донора. Это приводит к образованию ре-

9