Фаготипирование и дифференцировка бактериальных культур.
Эпидемиологические наблюдения – определение количества бактериофагов в водоемах позволяет оценить количество патогенных бактерий.
Применение с терапевтической целью. Применяют дизентерийные, сальмонеллезные, стафилококковые бактериофаги, строго специфическое действие бактериофагов позволяет отказаться от антибиотиков в некоторых случаях, т.е. снизить побочные действия от антибиотикотерапии.

Фаги — вирусы бактерий. Профаги.

Фаги – вирусы бактерий, обладающие способностью специфически проникать в бактериальные клетки, репродуцироваться в них и вызывать их растворение (лизис).

Фаги имеют форму головастика или сперматозоида, некоторые – кубическую и нитевидную. Наиболее изучены крупные фаги, имеющие форму сперматозоида. Они состоят из вытянутой икосаэдрической головки и хвостового отростка.

Внутри хвостового отростка имеется полый цилиндрический стержень, сообщающийся отверстием с головкой, снаружи – чехол, способный к сокращению. Хвостовой отросток заканчивается шестиугольной базальной пластинкой с короткими шипами, от которых отходят нитевидные структуры – фибриллы.

Фаги состоят из двух основных химических компонентов – нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и белка. Белки входят в состав капсида и во все структурные элементы хвостового отростка.

Фаги более устойчивы к действию химических и физических факторов, чем бактерии.

По механизму взаимодействия различают:

1. Вирулентные фаги, проникнув в бактериальную клетку, автономно репродуцируются в ней и вызывают лизис бактерий. Процесс взаимодействия вирулентного фага с бактерией протекает в виде нескольких стадий и схож с процессом взаимодействия вирусов человека и животных с клеткой хозяина (адсорбция на клетке, проникновение в клетку, «раздевание» вируса, биосинтез компонентов вируса, формирование (сборка) вируса, выход вируса из клетки)

Для фагов, имеющих хвостовой отросток с сокращающимся чехлом, процесс имеет особенности. Фаги адсорбируются при помощи фибрилл хвостового отростка. В результате активации фагового фермента АТФазы происходит сокращение чехла и внедрение стержня в клетку.

---

ДНК фага, содержащаяся в головке, проходит через полость хвостового стержня и активно впрыскивается в цитоплазму клетки. После биосинтеза фаговых компонентов и их самосборки в клетке происходит разрушение клеточной стенки, выход фагового потомства и лизис бактерии.

2. Умеренные фаги лизируют не все клетки в популяции, с частью из них они вступают в симбиоз, в результате чего ДНК фага встраивается в хромосому бактерии. В таком случае геномом фага называют профаг. Профаг, ставший частью хромосомы клетки, при ее размножении реплицируется синхронно с геном бактерии, не вызывая ее лизиса, и передается по наследству от клетки к клетке. Биологическое явление симбиоза микробной клетки с умеренным фагом (профагом) называется лизогенией, а культура бактерий, содержащая профаг, называется лизогенной.

Лизогенные культуры по своим основным свойствам не отличаются от исходных, но они невосприимчивы к повторному заражению гомологичным или близкородственным фагом и приобретают дополнительные свойства, которые находятся под контролем генов профага. Изменение свойств микроорганизмов под влиянием профага называется фаговой конверсией.

Фаги используют в диагностике инфекционных болезней, применяют для лечения и профилактики инфекционных болезней, используют в генетической инженерии и биотехнологии.

 

Вирусы. Морфология, свойства и состав.

Вирусы — это мельчайшие микроорганизмы, относящиеся к царству Vira, не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).

---

Они отличаются особым разобщенным (дисъюнктивным) способом размножения (репродукции): в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки и затем происходит их сборка в вирусные частицы. Вирусы, являясь облигатными внутриклеточными паразитами, размножаются в цитоплазме или ядре клетки. Сформированная вирусная частица называется вирионом.

Морфологию и структуру вирусов изучают с помощью электронного микроскопа, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки бактерий.

Вирусы имеют различную форму вирионов:

• 
  палочковидной (вирус табачной мозаики)
  
• 
  пулевидной (вирус бешенства)
  
• 
  сферической (вирусы полиомиелита, ВИЧ)
  
• 
  в виде сперматозоида (многие бактериофаги).
  

Вирусы имеют разные размеры, которые определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром пор, методом ультрацентрифугирования. Одним из самых мелких вирусов является вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным – натуральной оспы (около 350 нм).

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными.

Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом.

Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию. Геном вирусов способен включаться в состав генетического аппарата клетки в виде провируса, проявляя себя генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов (вирусы герпеса и др.) могут находиться в цитоплазме инфицированных клеток, напоминая плазмиды.

Вирусы различают по строению:

• 
  просто устроенные (например, вирус полиомиелита)
  
• 
  сложно устроенные (например, вирусы гриппа, кори) вирусы.
  

У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с белковой оболочкой, называемой капсидом (от лат. capsa – футляр). Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц – капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид, взаимодействуя друг с другом, образуют нуклеокапсид.

---

У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной липопротеидной оболочкой – суперкапсидом (производное мембранных структур клетки-хозяина), имеющей «шипы».

Вирусы различают по типу симметрии капсида:

• 
  спиральный — обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида
  
• 
  кубический— обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту.
  
• 
  сложный
  

Капсид и суперкапсид защищают вирионы от влияния окружающей среды, обусловливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с клетками, определяют антигенные и иммуногенные свойства вирионов. Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной.

В вирусологии используют следующие таксономические категории:

• 
  семейство (название оканчивается на viridae)
  
• 
  подсемейство (название оканчивается на virinae)
  
• 
  род (название оканчивается на virus).
  

Однако названия родов и особенно подсемейств сформулированы не для всех вирусов. Вид вируса биноминального названия, как у бактерий, не получил.

Вирусы классифицируются по следующим категориям:

• 
  тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две),
  
• 
  особенности воспроизводства вирусного генома;
  
• 
  размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии;
  
• 
  наличие суперкапсида;
  
• 
  чувствительность к эфиру и дезоксихолату;
  
• 
  место размножения в клетке;
  
• 
  антигенные свойства и пр.
  

Вирусы поражают позвоночных и беспозвоночных животных, а также растения и бактерии. Являясь основными возбудителями инфекционных заболеваний человека, вирусы также участвуют в процессах канцерогенеза, могут передаваться различными путями, в том числе через плаценту (вирус краснухи, цитомегаловирус и др.), поражая плод человека. Они могут приводить к постинфекционным осложнениям – развитию миокардитов, панкреатитов, иммунодефицитов и др.

Кроме обычных вирусов, известны и так называемые неканонические вирусы – прионы – белковые инфекционные частицы, являющиеся агентами белковой природы, имеющие вид фибрилл размером 10.20×100.200 нм. Прионы, по-видимому, являются одновременно индукторами и продуктами автономного гена человека или животного и вызывают у них энцефалопатии в условиях медленной вирусной инфекции (болезни Крейтц-фельдта.Якоба, куру и др.).

---

Другими необычными агентами, близкими к вирусам, являются вироиды – небольшие молекулы кольцевой, суперспирализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие заболевания у растений.

Вирусы взаимодействуют с клеткой по типам:

• 
  продуктивный тип, завершающийся образованием вирусного потомства;
  
• 
  абортивный тип, не завершающийся образованием новых вирусных частиц, поскольку инфекционный процесс прерывается на одном из этапов;
  
• 
  интефативный тип, или вирогения, характеризующийся встраиванием вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина.
  

 

Продуктивный тип взаимодействия (репродукция вирусов)

Стадии репродукция вирусов:

• 
  адсорбция вируса на клетке;
  
• 
  -проникновение вируса в клетку;
  
• 
  «раздевание» вируса;
  
• 
  биосинтез вирусных компонентов в клетке;
  
• 
  формирование вирусов;
  
• 
  выход вирусов из клетки.
  

Адсорбция.
Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбируется на определенных участках клеточной мембраны – так называемых рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную химическую природу, представляя собой белки, углеводные компоненты белков и липидов, липиды. Число специфических рецепторов на поверхности одной клетки колеблется от 104 до 105. Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц.

Поверхностные структуры вируса, «узнающие» специфические клеточные рецепторы и взаимодействующие с ними, называются прикрепительными белками. Обычно эту функцию выполняет один из поверхностных белков капсида или суперкапсида. Пенентрантность клеточных рецепторов вирусным прикрепительным белкам имеет значение для возникновения инфекционного процесса в клетке.

Способность вирусов избирательно поражать определенные клетки органов и тканей организма называют тропизмом вирусов (от греч. tropos – направление).

 

Проникновение в клетку.
Существует два способа проникновения вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорбции вирусов происходят инвагинация (впячивание) участка клеточной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, которая содержит вирусную частицу. Вакуоль с вирусом может транспортироваться в любом направлении в разные участки цитоплазмы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки. По-видимому, оба механизма проникновения вируса в клетку не исключают, а дополняют друг друга.

---

Смотрите также файлы

• Лабораторная работа Определение сыропригодности молока.docx

• Методические рекомендации по подготовке населения Красноярского края в области гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций в 20212025 годах.pdf

• Тема Технические каналы утечки информации в технических средства и системах приема, обработки, хранения, отображения и передачи информации (тспи).docx

• Статистические методы первичной обработки данных. Статистическая сводка и группировка данных.docx

• 5 в случае реализации программы основного общего образования, в том числе адаптированной, с применением электронного обучения.docx