close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Бактерифаги

код для вставкиСкачать
Aвтор: Мвале Джонсон 2007г., Астрахань, Астраханский Государственный Технический Университет, кафедра прикладной биологии и микробиологии, преп. Миталёв В.И., "5"

"Федеральное Государственное Образовательное Учреждение"
Высшего Профессионального Образования
Астраханский Государственный Технический Университет
Кафедра "Прикладная Биология и Микробиология"
Реферат
"На Тему Бактериофаги "По Дисциплине Вирусологии"
Проверил: Ст. Пр.
Миталёв В.И
Выполнил. Ст. гр. БМ-11 Мвале К.Дж
Астрахань 2007.г
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ............................................................................................3
Морфология Бактериофагов......................................................................3
Физические и Химические Свойства............................................................4
Разнообразие бактериофагов.....................................................................5
Происхождение и природа Бактериофагов....................................................5
Размножение бактериофагов.....................................................................6
Внутриклеточное развитие и явление лизогении..............................................9
Изменчивость и модификации ДНК ................................................................................................................................11
Культивирование бактериофагов................................................................11
Практическое значение фага.......................................................................12
Литература..........................................................................................13...................................
Введение
Бактериофаг, поскольку бактериолитический агент был сначала обнаружен Тортом в 1915, когда он наблюдал любопытное дегенеративное изменение в культурах стафилококков получено из лимфы теленка
В 1917. Д.' Эрелль зарегистрировал независимо от его первые стадии наблюдений литических свойств фильтратов смешанных культур, полученных от фекалий пациента страдающего бациллиальной дизентерии. Он был способен демонстрировать, что Литический агент мог быть передан в длительном ряде культур восприимчивой бактерии дополнением к каждой новой культуре, Фильтрат получен, от предшенствуюшего после лизиса произошла. Д.' Эрелль дал название бактериофагом этому литическому агенту и заявил, что этот агент был фильтрованным вирусом, который паразитирует на бактериальных клетках.
Фаги очень использовались в изучении бактериальной генетики и клеточных механизмов управления в значительной степени, потому что бактериальные хозяева так легко вырастают и инфицированы с фагом в лаборатории. Фаги также использовались в попытке уничтожить бактерии, которые причиняют эпидемические болезни, но этот подход был в значительной степени оставлен в 1940-ых, когда антибактериальные лекарства стали доступными. Возможность " фагические терапия " недавно привлекла новый интерес среди медицинских исследователей, однако, вследствие увеличивающейся угрозы, изложенной препарат стойкими бактериями. В 2006 Продовольствие и Администрация Препарата одобрило использование бактериофагов, которые нападают на напряжения лицерия как продовольствие, добавочное на изделиях мяса " готовый есть ".
Морфология и строение бактериофагов
Вирусы, поражающие бактерий, актиномицеты и грибы, называются бактериофагами или просто фагами. Они имеют некоторые особенности необходимо рассмотреть несколько подробнее.
Строение фага более сложно, чем строение вирусов животных и растений. Довольна, своеобразна морфология фага. У него различают головку, имеющую овальную форму
иногда шестигранную, призматическую, иногда круглую. От головки отходит более или менее длинный полый отросток. Фаг сравнивают с барабанной, палочкой, булавкой, головастиком. По своим размерам фаги относятся к средним по величине вирусам. Диаметр головки их составляет 60-90 мкм, длина отростка - 250 мкм, толщина - 10-25 мкм. Величина фагов довольно изменчива. Даже разные варианты одного и того же вида фага могут сильно различаться по своим размерам. Молекулярный вес фага 200 млн.
Частица фага является нуклеопротеидом и состоит из белка (50-60%) и ДНК (45-50%),которые фаги содержат небольшое количество липидов (1,5-2%). Белок образует оболочку фага, а ДНК находится во внутреннем пространстве головки фага. Белковая оболочка состоит из большого числа белковых частиц называемых субъединицами.
Физические и Химические свойства
Клетка бактерии-хозяина является средой для бактериофага, откуда он черпает вещества, необходимые для роста и размножения. Фаги более устойчивы к действию физических и химических факторов, чем неспороносные бактерии. В запаянных пробирках фаги могут сохраняться годами. Большинство фагов инактивируется при 65-75°С. Фаги очень чувствительны к действию кислот и устойчивы к действию антибиотиков.
Малые бактериофаги с икосаэдрической формой вириона содержат только белок и нуклеиновую кислоту типа РНК (Леб и Циндер, 1961; Купер и Циндер, 1962; Штраус и Синсхеймер, 1963) или ДНК (Патнем, 1963). У двух описанных нитевидных бактериофагов содержится белок и ДНК.
Крупные спермиеобразные бактериофаги, из которых наиболее изучены" бактериофаги 7П-четной серии, поражающие Escherichia coli имеют сложный белковый состав и нуклеиновую кислоту типа ДНК. По структурным и функциональным особенностям белки бактериофага Т4 распределяются следующим образом:
1. Белковая оболочка головки.
2. Белок "чехла" отростка, обладающий сократительной функцией.
3. Белок проксимальной части отростка, обладающий ферментной логической активностью в отношении бактериальной оболочки.
4. Белок дистальной части отростка, служащий для прикрепления бактериофага к оболочке бактерии - хозяина.
5. Белок стержня отростка.
6.Внутренний белок с неизвестной функцией, находящийся в головке и связавший с системой ДНК.
Почти половина азота бактериофага Т2 приходится на белок, а другая половина - на
ДНК. Около 7% азота содержит кислотнорастворимый материал, химическая природа
которого не установлена. Почти весь фосфор (99%) входит в состав ДНК и только 1 %
его связан с кислотнорастворимой фракцией.
В табл. 7 представлен аминокислотный состав белка бактериофагов Т2, ТЗ - и Т4 и
бактерии-хозяина.
Разнообразие бактериофагов
Важным свойством фагов является их специфичность. Каждый вид фага специфичен к определенному виду микробов. Фаги, лизирующие актиномицеты, называются актинофагами, растворяющие грибы - микофагами, сине-зеленые организмы (цианобактерий) - цианофагами.
В зависимости от вида поражающих бактерий и вызываемые болезни или процессы фаги подразделяются на:
* Лизогеннический бактериофаг
* Литический бактериофаг
* Вегетативный бактериофаг
* Кишечный бактериофаг
* Стрептококковый бактериофаг
* Холерный бактериофаг
* Чумной бактериофаг
Происхождение и природа Бактериофагов
По вопросу о происхождении бактериофагов имеются две гипотезы. По одной гипотезе (П. Одюруа, П. П.-Лендлоу) и вирусы и фаг" являются регрессивными формами одноклеточных организмов,, утративших клеточную структуру в результате длительного внутриклеточного паразитирования в организме животных или растений. Вирусы являются дегенеративными потомками бактерий, грибов, организация которых упрощалась, но мере приспособления их: к паразитизму. Возможно, такая регрессивная эволюция произошла с риккетсиями, крупными вирусами, например орнитоза или оспы. Но трудно допустить, что такой регресс был общим для всей этой хорошо-приспособленной к разнообразным условиям существования группы организмов. Кроме того, паразитизм не означает обратного хода эволюции от высшего класса к низшему. Паразитизм не выводит тот или Т-фагов-сложный многоступенчатый процесс. Сначала каждая из многочисленных молекул ДНК образует паракристаллическую частицу, имеющую форму фаговой головки. Затем эти молекулы окружаются капсидом. Позже прибавляются компоненты отростка. (Последовательность этих событий выясняют на условно летальных мутантах, у которых при 25°С все процессы синтеза протекают нормально, а при 43°С тот или другой процесс -у каждого мутанта иной - блокируется.) Наконец клеточная стенка бактерий размягчается фаговым лизоцимом, клетка лопается и фаговые частицы выходят наружу. Такое взрывоподобное разрушение клеток можно наблюдать с помощью темнополыюй микроскопии. Продолжительность скрытого периода и величина урожая фага варьируют в широких пределах, в зависимости от вида фага, вида бактерии и условий среды (фиг. 78). Удалось инфицировать такие бактерии, как Haemophilus influenzae и Bacillus subtilis, пативной, выделенной из бактериофагов ДНК. Подобную инфекцию, соответствующую генетической трансформации, называют также трансфекцией.
Внутриклеточное развитие и явление лизогения
Описанные выше бактериофаги неизменно лизируют зараженные ими бактерии, и потому их называют вирулентными. Некоторые фаги, однако, заражают бактерий-хозяев, но не размножаются в них автономно и не вызывают лизиса. Такие фаги называются умеренными. Видимо, их размножение происходит синхронно с размножением бактерии. Лишь иногда, в одной из 102... 105 таких лизогеиных бактерий, фаг начинает спонтанно размножаться и клетка лизируется. Чтобы обнаружить выход инфекционного фага, в этом случае требуется - в качестве индикатора - другой бактериальный штамм, для которого этот фаг вирулентен. Если смешать лизогенные бактерии с избытком бактерий-индикаторов
и высеять их на агаризованную питательную среду, то будет наблюдаться рост колоний лизогенных бактерий. Время от времени некоторые клетки будут лизироваться и выходящие из них фаговые частицы будут заражать находящиеся по соседству чувствительные (индикаторные) бактерии. Это приведет к появлению бляшек в сплошном бактериальном газоне. Однако в середине каждой такой бляшки сохранится колония лизогенной бактерии (фиг. 79).
Лизогенные бактерии обладают потенциальной способностью продуцировать фаг, но эту способность нельзя обнаружить ни морфологическими, ни серологическими исследованиями. Фаг в таком неинфекционном состоянии, дередающийся от клетки к клетке, называют профагом. Подобно другим признакам бактерий наличие профага наследуется. Поскольку все потомство лизогенной клетки также лизогенно, очевидно, профаг реплицируется синхронно с хромосомой клетки-хозяина (фиг. 80). иной вид за пределы своего класса. Паразитические простейшие, черви сохраняют типовые черты организации своего класса. Тем более совершенно неприемлемо предположение об эволюции клеточных форм микроорганизмов в неклеточные формы вирусов.
Большинство исследователей придерживаются другой гипотезы, согласно которой современные вирусы и фаги являются потомками первичных возникших на Земле доклеточных организмов. Патогенные вирусы произошли от свободножившмх древнейших неклеточных организмов, образовав специализированную ветвь облигатных внутриклеточных паразитов. Некоторые ученые думают, что нельзя совершенно исключить возможность существования и в настоящее время свободноживущих неклеточных организмов, ведущих сапрофитный образ жизни" (П. Г. Холодный, Смородинцев).
Размножение бактериофагов 1. условие размножения
Клетка бактерии-хозяина является средой для бактериофага, откуда он черпает вещества, необходимые для роста и размножения. Это, прежде всего относится к аминокислотам и компонентам нуклеиновых кислот. Если в питательной среде отсутствуют отдельные аминокислоты, без которых данный вид бактерии не проявляет роста, то и бактериофаг не размножается.
При благоприятных условиях размножения масса вновь образующихся корпускул бактериофага составляет 0,1 или даже более массы бактериальной клетки. Применение меченых изотопов позволило установить, что на построение тола бактериофага используются вещества как заранее синтезированные клеткой еще до со заражения, так и синтезированные ею уже в процессе инфекции. Например, фосфор ДНК бактериофага Т2 в количестве до 25% берется из соединений, ранее синтезированных клеткой, и на 75% используется из веществ, накопленных после заражения, в то время как белковый азот на 90% ассимилируется из соединений, образовавшихся после
заражения. В случае бактериофага Т7, до 80% фосфора используется из первоначальных запасов хозяина (Лабау, 1951). Имеются указания, что фосфор, входящий в состав бактериофага Т5, не связан с ДНК бактерии, поскольку он извлекается бактерией из среды всего лишь за 2 мин до заражения.
Приведенные данные показывают, что и белок, и нуклеиновая кислота бактериофага синтезируются из низкомолекулярных соединений, при внедрении бактериофага дыхание бактерии не изменяется. Однако при блокировке процессов, обеспечивающих энергетические ресурсы клетки, размножение бактериофага прекращается. Напротив, при некоторых воздействиях, препятствующих делению бактериальных клеток, но не прекращающих метаболические процессы, например, при действии пенициллина или ультрафиолетовой радиации, бактериофаг размножается беспрепятственно. Отсюда можно заключить, что между размножением бактерии-хозяина и бактериофага прямых коррелятивных связей не существует.
Репродукция бактериофага вызывает глубокие патологические изменения в метаболизме бактериальных клеток. У ряда патогенных и непатогенных микроорганизмов к результате заражения их бактериофагом снижается способность разлагать углеводы. В то же время наблюдается активирование комплекса восстановительных ферментов (Клейн и Шур-Шульц, 1947, 1948а, б). У кишечной палочки, зараженной бактериофагом, возрастает активность дегидраз (Клейн, 1954).
Лизис зараженных бактерии происходят, но окончании латентного периода, продолжительность которого различна у разных видов бактериофага. Лизис не связан с образованием инфекционного бактериофага, поскольку он наступает и в том случае, если под действием проф лавина развитие бактериофага нарушается, и вместо нормальных вирионов возникают дефективные неинфекционные частицы (Де Марс и др., 1953). По-видимому, биологической причиной лизиса являются процессы, связанные с размножением бактериофага и с переходом его в фазу покоя независимо от того, происходит ли этот переход нормально или абортивное. Во всяком случае, продолжительность латентного периода остается одинаковой при весьма больших колебаниях продолжительности генеративного цикла бактерии-хозяина, достигающих пятикратного размера из-за различных влияний внешней среды. 2. размножение
Процесс заражения бактериофагом бактериальной клетки начинается с адсорбции вирионов бактериофага на ее оболочке.
Бактериофаги на бактериальных клетках адсорбируются при всех градациях температуры от 0 до 37° С. Однако бактериофаг Т2 при низкой температуре исторгает генеративный материал не в клетку, а л окружающую среду и заражения бактерии
не происходит.
Размножение Вирулентного фага. Литический цикл
Размножение вируса в клетке-хозяине - весьма сложный процесс. Отдельные этапы этого процесса - от заражения клетки-хозяина до освобождения зрелых вирусных частиц, способных в свою очередь произвести заражение - довольно хорошо изучены с биохимической, генетической и морфологической стороны на примере фагов Т-серии (фаги Т2, Т4, ТО). Благоприятной предпосылкой для таких исследований явилось то обстоятельство, что в фаговой ДНК вместо цитозина содержится 5-оксиметшщитозин, а потому ее синтез легко проследить по появлению этого основания. Можно получить мутанты фага, у которых та или иная стадия процесса размножения блокирована или же протекает только в определенных условиях. Опыты с такими мутантами позволяют установить, как происходит в клетке-хозяине морфологическое развитие (морфопоэз) фага, т. е. в какой временной последовательности синтезируются и соединяются субъединицы фаговых частиц.
Подобно другим вирусам, фаги неподвижны. При смешивании суспензии свободных фагов с суспензией бактерий фаговые частицы в результате случайных столкновений с клетками прикрепляются к поверхности этих последних (адсорбция) и вводят в клетку свою ДНК (инъекция). После некоторого периода, на протяжении которого происходят процессы синтеза и созревания, клетки лизируются и новообразованные фаговые частицы выходят наружу.
Адсорбция. Не всякий фаг адсорбируется на всякой бактерии. Специфичность фага в отношении хозяина определяется специфичностью адсорбции. Последняя зависит от рецепторов, имеющихся в клеточной стенке; рецепторы для одних фагов содержатся в липопротеидном слое, для других - в липополисахаридном. Устойчивость некоторых бактерий к фагам зависит, вероятно, оттого, что в их клеточной стенке рецепторные вещества вообще отсутствуют. При избытке фага на одной клетке может адсорбироваться 200...300 фаговых частиц.
Внутриклеточное развитие фага. За адсорбцией следует инъекция, введение ДНК в клетку. У фага Т2 при этом базальная пластинка фиксируется на клетке, чехол отростка сокращается и чполый стержень (благодаря этому сокращению) входит в клетку. Опыты с фагом, у которого нуклеиновая кислота и белок несли разную метку (соответственно Р и S), показали, что в клетку попадает только нуклеиновая кислота, а белковая оболочка остается снаружи. Если отделить эту оболочку от зараженной клетки, размножение фага не нарушится. Во время так называемого скрытого периода (эклипс), продолжающегося у Escherichia coli в среднем 25 мин, в искусственно разрушенных бактериальных клетках не удается обнаружить фага. Фаговая ДНК, прежде всего, вызывает полную перестройку обмена веществ инфицированной клетки (фиг. 77). Тотчас же после заражения прекращается синтез бактериальной ДНК. Через несколько минут прекращается также синтез бактериальной РНК и бактериального белка, хотя общее содержание белка продолжает непрерывно увеличиваться. Затем синтез ДНК возобновляется, причем с повышенной скоростью. Сначала Фаговая ДНК образуется за счет распавшейся бактериальной. Эту перестройку и последующее новообразование фаговой ДНК можно количественно проследить по увеличению содержания 5-оксиметил-цитозипа - основания, специфичного для ДНК некоторых Т-фагов. Необходимые для синтеза фаговой ДНК ферменты образуются вскоре после заражения. Это так называемые "ранние белки". К "поздним белкам" относятся белки оболочки фага и фаговый лизоцим, или эндолизин; "поздние белки" образуются лишь во второй половине скрытого периода.
Заключительный процесс - созревание - состоит в соединении фаговой ДНК с белком оболочки и образовании зрелых инфекционных фаговых частиц. Созревание Лизогенные бактерии иммунные к заражению теми фагами, которые присутствуют в них в виде профага. Обеспечиваемый профагами иммунитет основывается не на отсутствии адсорбции (как при устойчивости к вирулентным фагам), а на образовании
особого цитоплазматического ропрессорного вещества, препятствующего размножению легетатипного фага. Это же ропрессорное вещество препятствует возврату профага is вегетативное состояние и подавляет синтез фаговых белков. Возникновение лизогенного состояния связано; таким образом, с образованием репрессора.
Спонтанно, без воздействия извне, лизогенные бактерии лизируются редко. Однако целый ряд факторов (ультрафиолетовые лучи и другие мутагенные агенты) может индуцировать в каждой клетке развитие профага, ведущее к образованию и выделению инфекционного фага. Успех такой индукции зависит от генетической конституции профага, физиологического состояния хозяина и условий культивирования. Индукция явно основывается па устранении или инактивации имеющихся молекул репрессора. Существуют мутанты умеренных фагов, вызывающие в клетке образование термолабильного репрессора. В этом случае для того, чтобы индуцировать лизис бактерий, достаточно просто повысить температуру до 44° С. Агенты, под действием которых происходит индукция,
по-видимому, вызывают накопление в клетке какого-то индуктора, инактивирующего репрессор.
Умеренные фаги могут также переходить в вирулентное состояние в результате мутации. Мутанты бывают двух типов. Одни мутанты оказываются устойчивыми к репрессору фага (они, поэтому могут размножаться и в лизогенных клетках, иммунных к обычным гомологичным фагам); другие мутанты утратили саму способность вызывать в клетке синтез репрессора. Этим, однако, дело не исчерпывается; вирулентные мутанты умеренных фагов отличаются от обычных вирулентных фагов по целому ряду физиологических признаков.
Интеграция и индукция фага К. Изучение фага X, лизогенного для Escherichia coli К 12, позволило установить, каким образом профаг связан с бактериальной хромосомой. Лизогенизация этим
фагом может служить примером жизненного цикла умеренного бактериофага. Длина хромосомы фага А, составляет всего около 2% длины бактериальной хромосомы. В свободных фаговых частицах ДНК присутствует в виде линейной двойной цепи. После инъекции в клетку-хозяина двойная цепь может замкнуться в кольцо.
В лизогенных клетках профаг прочно связан с хромосомой хозяина. При конъюгации клеток профаг вместе с хромосомой хозяина переносится из клетки-донора в клетку-реципиент. Генетические эксперименты показывают, что фаг X присоединен к хромосоме хозяина в совершенно определенном участке - между галактозным и биотиновым локусами. Соединение осуществляется па хромосоме или внутри нее. Сначала считалось, что ДНК профага только прикрепляется к хромосоме бактерии в этом участке. Однако в результате составления генетических карт фага, а также из опытов по рекомбинации стало ясно, что Фаговая ДНК при лизо^генизации не просто прикрепляется к бактериальной ДНК, а включается в нее. Такое включение профага {интеграция) происходит, очевидно, тем же путем, что и обмен ДНК при генетической рекомбинации, т. е. через разрыв и перекрестное воссоединение (фиг. 81). Поскольку Фаговая ДНК прикрепляется к бактериальной всегда в совершенно определенном месте, следует заключить, что у этих двух нуклеиновых кислот имеются гомологичные отрезки и что именно здесь происходит сначала наложение, а затем разрыв и воссоединение. Можно думать, что последовательности оснований фаговой и бактериальной ДНК в этих участках комплементарны.
В интегрированном состоянии Фаговая ДНК реплицируется вместе с бактериальной и подчиняется тем же регуляторным воздействиям, что и удвоение бактериальных хромосом. Информация, содержащаяся в фаговой ДНК, в это время выражения не находит.
Только в результате перехода профага в вегетативное состояние устанавливается автономия фаговой ДНК и начинается размножение фага. Этот обратный переход может происходить спонтанно или в результате индукции (например, при УФ-облучении). Отделение фаговой ДНК от бактериальной происходит, вероятно, путем, обратным включению, т. е. через образование петли ДНК и наложение гомологичных отрезков с последующим разрывом и новым замыканием кольца. Как только профаг в результате этого отделения перейдет в вегетативное состояние, он восстанавливает свою автономность; начиная с этого момента он перестает подчиняться репрессии и теперь уже размножается в бактериальной клетке как вирулентный фаг. Этот процесс приводит к лизису бактерий и высвобождению фага. Явление лизогении позволяет сделать вывод о существовании близкого родства между бактериями и бактериофагами. В основе его лежит, в конечном счете, довольно сильно выраженная гомологичность фаговой и бактериальной ДНК. Вирулентные фаги могут рассматриваться под этим углом зоения как продукт дальнейшего развития: они утратили гомологичность в отношении бактериальной ДНК и поэтому не могут более включаться в бактериальную хромосому; именно вследствие этого они и оказываются полностью автономными. На примере лизогенных бактерий видно, что многие вирусы могут быть самым тесным образом связаны с генетическим материалом клетки-хозяина и могут на протяжении многих поколений реплицироваться совместно с ним, ничем не обнаруживая своего присутствия.
Модификация фаговой ДНК
Фаги, как правило, проявляют специфичность в отношении хозяина. Определенный фаг поражает только один штамм бактерий или ограниченное число родственных штаммов, видов или родов; только в их клетках он способен размножаться. Такого рода специфичность обусловливается в первую очередь рецепторными свойствами поверхности бактериальной клетки. I Однако, помимо этого бактерии располагают и еще одной системой для распознавания фагов. Это распознавание зависит от фаговой ДНК. Речь идет о так называемой модификации фаговой ДНК, т. е. о незначительном ее изменении путем метилирования или гликозилирования пиримидиновых или пуриновых колец. Эти процессы происходят уже после образования фаговой ДНК в клетке-хозяине. Незначительное изменение ДНК никак не отражается на заключенной в ней генетической информации. Оно только позволяет клеткам "узнавать" ДНК. Это означает, что судьба такой ДНК в клетках разных бактериальных штаммов оказывается различной: в одних клетках эта ДНК разрушается, а в других - не разрушается и может реплицироваться. Разрушение фаговой ДНК нуклеазами зараженной клетки называют рестрикцией.
В качестве хорошо изученного примера можно привести фаг 12. При размножении этого фага в клетках Escherichia coli В конце латентного периода Фаговая ДНК глюкозируется. При этом более 65% остатков оксиметилцитозина, имеющихся в ДНК, присоединяют глюкозу. Если затем клетки Е. coli В заразить таким фагом, то фаг размножается в них и этот процесс всегда завершается лизисом. Но если фаг Т2 попадает в клетки дефектного мутанта Е. со/гВ, в которых глюкозилирование невозможно из-за недостатка УДФ-глюкозы (стр. 212), то при его размножении образуются частицы, несущие неглюкозилированную ДНК. Такие фаговые частицы (их обозначают через Т2 *) подчиняются рестрикции, т.е. они не могут размножаться в клетках Е. coli В. Во время инъекции в клетку их ДНК разрушается нуклеазой, локализованной в цито-плазматической мембране. Во всем остальном частицы Т2 * вполне интактны и способны к размножению. Они размножаются, например, в клетках Shigella, которые не содержат указанной нуклеазы Кроме того, клетки Shigella обладают глюкозилирующей системой; поэтому частицы Т2* претерпевают в них обратную модификацию, т. е. вновь превращаются в частицы Т2, способные размножаться в клетках Е. сои В. Модификацию претерпевают также ДНК фагов X и fd во время литического цикла в клетках Е. coli К. В ДНК этих фагов аминогруппы некоторых остатков аденина и цитозина метилируются. Фаговые частицы, содержащие такую метилированную ДНК, размножаются в клетках двух штаммов Е. coli, а именно Е. coli Ки£. coli В. Частицы же, содержащие неметилированную ДНК, в клетках штамма разрушаются. Имеются данные о том, что модификации подвергается не только Фаговая ДНК синтезирующаяся в бактериальных клетках, но также хромосомная и эписомная ДНК. Вполне возможно поэтому, что в основе известной несовместимости между партнерами при конъюгации и трансформации лежат механизмы, сходные с модификацией и рестрикцией.
Культивирование бактериофагов
По способу существования "вирусы" являются облигатными внутриклеточными паразитами. В естественных условиях они могут репродуцироваться только о клетках восприимчивых организмов. Внесенные на питательные бактериологические среды, вирусы не проявляют никаких признаков жизнедеятельности. Это свойство нередко рассматривалось как свидетельство неживой их природы. Допускалось, что и в клетке вирусы накапливаются не в результате собственных репродуктивных потенций, а а исключительно за счет синтетической деятельности клетки, несколько видоизмененной под влиянием привнесенного вируса. Отсюда делался вывод, что накопление вируса есть результат метаболической работы всей клетки, а сам он является лишь одним из конечных продуктов клеточного обмена веществ.
Бактериофаги культивируются в клетках восприимчивых бактерий. При литическом действии бактериофага культура его поддерживается путем заражения фаголизатом новых бактериальных засевов. В тех случаях, когда восприимчивые бактерии в ответ на заражение бактериофагом легко переходят в лизогенное состояние и также легко впоследствии выделяют активный бактериофаг при действии ультрафиолетового облучения или некоторых химических реагентов, культура его может поддерживаться неопределенно долго путем простых пересевов.
Практическое значение фага
Фаг оказался очень полезным вирусом для лечения и профилактики многих инфекционных заболеваний человека и животных, вызываемых бактериями. После работ д'Эрреля фаг стал широко применяться для этих целей. Хорошие результаты были получены при лечении гнойных ранений, газовой гангрены и других заболевании во время Великой Отечественной войны. Но затем с появлением антибиотиков применение фага сократилось, так как лечение антибиотиками оказалось более эффективным и действие их lie имеет такой узкой специфичности.
При помощи заведомо известного фага, всегда имеющегося в лаборатории, определяют вид культуры бактерий, выделенной от
больного или из внешней среды, что очень важно для диагностики.
Кроме того, определением выделенных культур при помощи узких
типовых фагов можно установить источник инфекционных заболевании, что важно для принятия противоэпидемических мер. Нал и ч и е фага кишечной палочки и тем более фагов возбудителей кишечных инфекций в питьевой воде сигнализирует о неблагополучии санитарно-эпидемиологического состояния водоисточников,
бактериальном их загрязнении. Но фаги нередко приносят большой вред в производствах, основанных на жизнедеятельности микробов - бактерий или актиномицетов, а именно: в сырном производстве, в производстве антибиотиков, вакцин, бактериальных удобрений. На этих производствах па оборудовании, во внешней среде, в заводских помещениях, в сырье всегда в огромном количестве имеются соответствующие микробы.
Если производственные культуры, например, молочный стрептококк в производстве сыра или лучистый гриб в производстве стрептомицина, будут заражены соответствующим фагом, то, производство сыра пли антибиотика не сможет идти нормально. Поражение фагом производственных культур ведет к ослаблению производственного процесса вплоть до полной его остановки. Борьба с фагом в этих случаях бывает очень тяжелой. Необходимо тщательное обеззараживание всего процесса производства. Производственные культуры все время должны проверяться на отсутствие в них соответствующего фага. Необходимо пользоваться фагоустойчивыми культурами.
В почве клубеньковые бактерии и азотобактер могут быть заражены фагами. Значительная концентрация этих фагов в почве задерживает развитие клубеньков на корнях бобовых растений и азотобактера в почве, что в некоторых случаях влияет на урожай..
Литература.
1. К.С Суков Общая Вирусология, изд-во "Высшая Школа" Москва 1965 197 с
2. Сидоренко О.Д Борисенко Е.Г и др. Микробиология для Агротехнологов М-Инфра 2005 "Высшее Образование" ISBN 5-16-002422-0 237 с
3. Шлегель Г. Общая Микробиология М: "Мир" 1987 576 с
Документ
Категория
Биология
Просмотров
569
Размер файла
1 448 Кб
Теги
рефераты
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа