Бактериофаги

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Декабря 2011 в 07:41, реферат

Описание

Бактериофаги переводятся с греческого языка как "пожиратель бактерий". Они относятся к особым представителям царства вирусов, однако в отличие от других видов, бактериофаги умеют использовать бактериальные клетки для размножения.

Работа состоит из  1 файл

Что такое бактериофаги.docx

— 20.50 Кб (Скачать документ)
Что такое бактериофаги?
Бактериофаги переводятся с греческого языка как "пожиратель бактерий". Они относятся к особым представителям царства вирусов, однако в отличие от других видов, бактериофаги умеют использовать бактериальные клетки для размножения.

Эти микроскопические создания очень разнообразны и представляют собой крупнейшую из известных групп  вирусов.

Бактериофаги  были открыты независимо Ф. Твортом совместно с А. Лондом и Ф. д`Эрелем как фильтрующиеся передающиеся агенты разрушения бактериальных клеток. Первоначально полагалось, что они являются ключом к контролю над бактериальными инфекциями, однако ранние исследования оказались в основном несостоятельными. Были выделены бактериофаги, способные инфицировать большинство прокариотических групп организмов; и они легко выделяются из почвы, воды, канализационных стоков и, как и можно того ожидать, из большинства сред, колонизированных бактериями.

На сегодняшний  день бактериофаги включают в себя тринадцать семейств, которые делятся  на сто сорок родов, а те в свою очередь содержат 5300 видов. Благодаря  стараниям ученых и изобретению  электронного микроскопа, мы можем  в мельчайших деталях изучить  их строение. Выяснилось, что большинство  фагов имеют строение, более сложное, чем вирусы животных, растений и  даже человека.

Бактериофаги очень мелкие, неклеточные организмы. Средняя величина одного экземпляра 0,1-0,2 миллимикрона, а проще говоря, миллионные доли миллиметра, что составляет 1/100 часть от клетки обычной бактерии размером около пяти микрон.

Внешний вид  бактериофагов тоже непривычный. Среди  них есть роскошные кристаллы, с  четкими гранями, расположенные  на ножках, словно космические корабли. Их стенки состоят из белковых молекул, а внутри расположена бесценная  генная информация - дезоксирибонуклеиновая кислота и рибонуклеиновая кислота, или же ДНК и РНК.

Где обитают бактериофаги?

Среда обитания, как и морфология, бактериофагов  очень разнообразна. Их можно встретить  везде, где обитают бактерии - в  земле, воздухе, воде, в атмосферных  осадках, на предметах, одежде и еде, на шерсти животных и коже, а также  внутри нашего организма.

Словом, там, где  много микроорганизмов, можно встретить  много бактериофагов. Самым излюбленным  местом обитания фагов является вода и почва с органическими удобрениями  и чернозем.

Если же попытаться замерять число бактериофагов в 1 мм куб. проточной воды, то там их содержится более миллиарда. Человек  избегает пить сырую воду из естественных водоемов, однако купается в них. Что  же касается водопроводной воды, то она проходит тщательную очистку  и хлорирование, поэтому все микроорганизмы, в том числе и бактериофаги, погибают. Уничтожая все вредоносные  бактерии, мы, к сожалению, избавляемся  от многих полезных микроорганизмов.

Благодаря фагам  можно не только вылечить, но и обеспечить надежную профилактику инфекций. Однако многие доктора предпочитают назначать  антибиотики, когда можно прекрасно  обойтись без них. Зачем же назначать  такие сильно действующие средства, когда пациент еще не настолько болен, чтобы применять их? Дело в том, что антибиотики уничтожают всю популяцию бактерий, но вместе с тем убивают полезную микрофлору, вызывая дисбактериоз и другие заболевания.

Достоинства фагов перед антибиотиками:  

  • бактериофаги помогают уничтожить микробы, малочувствительные к антибиотикам, причем они действуют целенаправленно;
  • фаги постоянно эволюционируют;
  • не вызывают привыкания и побочных эффектов;
  • не подавляют и не нарушают действия человеческого организма;
  • не оказывают негативного воздействия на иммунитет;
  • не вызывают привыкания патогенных бактерий;
  • их можно сочетать со всеми лекарственными препаратами;
  • можно использовать в качестве профилактики бактериальных инфекций;
  • они оказывают положительное влияние на становление иммунитета.

Мнения  специалистов:

Многие современные  инфекционисты уверенны, что фаготерапия  в скором будущем совершит революцию  в борьбе с различными заболеваниями. Кроме того, фаги можно использовать в качестве профилактики бактериальных  инфекций.

Прогноз иммунологов:

Иммунологи считают, что использование бактериофагов  позволит добиться положительных результатов  в тех областях, в которых бессильна  иммунотерапия.

Прогноз аналитиков:

Согласно результатам  аналитических исследований, в течение  следующих нескольких лет производство бактериофагов будет одной из самых перспективных отраслей в  фармакологии.

Бактериофаги  являются естественными средствами борьбы с бактериями.

Механизм  действия фагов:

Действие бактериофагов  избирательно. Попадая в организм, они находят "свою" бактерию, проникают  в нее и начинают размножаться.

В результате от патогенной бактерии остаются лишь обломки, зато образуются около 10-200 новых фагов. Полный цикл действия фагов, с момента  заражения вредоносного микроорганизма до появления потомства - продолжается 15-40 минут в зависимости от его  разновидности.

Действие бактериофагов  строго избирательно, поэтому ученые даже не стали давать им имена, так  как намного проще называть их по имени бактерии, на которую они  действуют. Наиболее известны стрептококковые, дизентерийные, стафилококковые, колийные, протейные, клебсиелезные и псевдомонадные фаги.

Бактериофаги  являются естественными ограничителями популяции патогенных микроорганизмов. Их число зависит от количества бактерий и если популяция бактерий снижается, то и бактериофагов становится значительно меньше, так как им негде размножаться. Поэтому фаги не истребляют, а лишь ограничивают количество бактерий.

Если перенести  механизм действия фагов из микромира  в макромир, то их можно сравнить с балансом хищников и грызунов.

На сегодняшний  день можно приобрести различные  лекарственные средства, которые  содержат живые бактериофаги, Фаги вводят в гели, где они сохраняют  свою жизнеспособность, в том числе  различные гели-спреи. Они уничтожают стрептококковые, стафилококковые бактерии, а также микроорганизмы из рода Эшерихий, Протея, Клепсиел, Псевдомонад.

 

Фаги  принято относить к трем типам. Тип  определяется характером влияния продуктивной инфекции фага на судьбу инфицированной клетки.

Первый  тип – истинно вирулентные фаги. Инфекция клетки вирулентным фагом неизбежно ведет к гибели инфицированной клетки, ее разрушению и освобождению фага-потомства (исключая случаи абортивной инфекции). Такие фаги называют истинно вирулентными, для отличия их от вирулентных мутантов умеренных фагов.

Второй  тип – умеренные фаги. В ходе продуктивной инфекции клетки умеренным фагом возможны два принципиально разных пути его развития: литический, в общем (по своему исходу) подобный литическому циклу вирулентных фагов, и лизогенный, когда геном умеренного фага переходит в особое состояние – профаг. Клетка, несущая профаг, называется лизогенной или просто лизогеном (поскольку в определенных условиях она может претерпеть литическое развитие фага). Умеренные фаги, отвечающие в состоянии профага на применение индуцирующего фактора началом литического развития, называют индуцибельными, а фаги, не реагирующим таким образом, – неиндуцибельными. У умеренных фагов могут возникать вирулентные мутанты. Мутации вирулентности ведут к такому изменению последовательности нуклеотидов в оператор ных участках, которое сказывается в утрате сродства к репрессору.

Третий тип фагов  – это фаги, продуктивная инфекция которыми не ведет к гибели бактерий. Эти фаги способны покидать инфицированную бактерию, не вызывая ее физического  разрушения. Клетка, инфицированная таким  фагом, находится в состоянии  постоянной (перманентной) продуктивной инфекции. Развитие фага сказывается  в некотором замедлении скорости делений бактерий. 

Строение 

Структура частиц – вирионов – разных бактериофагов  paзлична. В отличие от вирусов эукариотов бактериофаги часто обладают специализированным органом прикрепления к поверхности бактериальной клетки, или хвостовым отростком, устроенным с разной степенью сложности, но некоторые фаги не имеют хвостового отростка. Капсид содержит генетический материал фага, его геном. Генетический материал разных фагов может быть представлен разными нуклеиновыми кислотами. Некоторые фаги содержат ДНК в качестве генетического материала, другие – РНК. Геном у большинства фагов – двунитевые ДНК, а геном некоторых относительно редких фагов – однонитевые ДНК. На концах молекул ДНК некоторых фагов присутствуют «липкие участки» (однонитевые комплементарные последовательности нуклеотидов), у других фагов липкие участки отсутствуют. У некоторых фагов последовательности генов в молекулах ДНК уникальны, тогда как у других фагов выявлены пермутации генов. У одних фагов ДНК линейная, у других – замкнутая в кольцо. У некоторых фагов на концах молекулы ДНК имеются концевые повторы нескольких генов, у других фагов такая концевая избыточность обеспечивается присутствием относительно коротких повторов. Наконец, у некоторых фагов геном представлен набором из нескольких фрагментов нуклеиновой кислоты.

Информация о работе Бактериофаги