Фаги. Классификация фагов. Лизогения и фаговая конверсия.

Капсула бактерий,состав,функции.

Капсула явл. поверхностной структурой клетки, покрывает внешнюю поверхность клетки, выполняет защитную функцию. Выделяют 3 вида капсул: микрокапсула, макрокапсула, слизистые слои.

· Микрокапсула- определяется только при электронной микроскопии, в виде прослойки мукополисахаридных микрофибрил, который находятся вдоль клеточной стенки.

· Макрокапсула- проявляется при световой микроскопии, после негативной окраски, потому что капсула плохо поглощает окраску. Имеет консистенцию геля, не мешают обмену веществ бак. клеткой и внешним оружением. Образована полисахаридами, полипептидами.

Жгутики, состав, функции

Делятся на: неподвижные(движения пассивные, с током субстрата); лазящие(с помощью волнообразных сокращений тела, вдоль опорной поверхности); плавающие(обеспечиваются жгутиками: экстрацелюлярные и интрацелюлярные).

Экстрацелюлярные – представ. собой тонкие спиралеподобные нити постоянной толщины, обеспечивают обретальное движение. Состоят из сократительного белка флагелина. Начинаются жгутики от цитоплазматической мембраны и прикрепляются к бактериальной клетки с помощью базального тельца, что состоит из системы дисков встроенных в клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану.

По количеству жгутиков экстрацелюлярные делятся на:

Монотрихи- имеют 1 жгутик;

Политрихи- имеют одиночный по виду жгутик, образованный пучком с 2-50 жгутиков;

Лофотрихи- на одном конце есть пучок жгутиков;

Амфитрихи- имеют пучки на обох полюсах бак. клетки;

Перитрихи- жгутики нах. на всей поверхности бак. клетки.

Интрацелюлярные- имеют спирохеты. Нах. между внешней клеточной оболочки и цитоплазматической мембраной, что образуют протоплазматический цилиндр. Один конец прикрепляется к цилиндру, а другой конец свободный.

Питание бактерий, типы питания

Питание бактерий- это процесс поглощения и усвоения пластического материала и энергии в результате преобразующих реакций.

По усвоению углерода микроорганизмы делят на два типа: автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (от греч. autos - сам, trophe - питание) способны синтезировать сложные органические вещества из простых неорганических соединений. Они могут использовать в качестве источника углерода углекислоту и другие неорганические соединения углерода. Автотрофами являются многие почвенные бактерии (нитрифицирующие, серобактерии и др.). Гетеротрофы (от греч. heteros - другой, trophe - питание) для своего роста и развития нуждаются в готовых органических соединениях. Они могут усваивать углерод из углеводов (чаще всего глюкозы), многоатомных спиртов, органических кислот, аминокислот и других органических веществ.

По источникам энергии среди микроорганизмов различают фототрофы, использующие для биосинтетических реакций энергию солнечного света (пурпурные серобактерии) и хемотрофы, которые получают энергию за счет окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии и др.) и органических соединений (большинство бактерий, в том числе и патогенные для человека виды).

За источником азота: азотфиксирующие(получают азот из атмосферы); что поглощают неорганический азот с солей амонию, нитратов; ассимилируют азот, который содержится в органических веществах.

По способу поступления пит. веществ : голофиты(неспособные выделять в окружающую среду ферменты, что расщепляют субстраты, вследствие чего потребляют пит. вещества в растворенном виде); голозии(имеют комплекс экзоферментов, что обеспечивает внешнее питание- расщепление субстратов до молекул вне бактерии).

За природой доноров электронов хемотрофы бывают: липотрофы(в качестве доноров электронов используют неорганические вещества); органотрофы( донорами электронов явл. органические вещества).

За способностью синтезировать органические вещества: прототрофы( синтезируют с глюкозы и солей амония все необходимые органические вещества);ауксотрофы( не способны синтезировать органические вещества);гипотрофы(обеспечивают свою жизнедеятельность за счет организма хозяина).

Классификация бактерий по способу передвижения

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Большинство подвижных бактерий активно передвигается только в жидкой среде.

Движение бактерий осуществляется:

· С помощью жгутиков.

Жгутики имеют палочковидные бактерии и некоторые извитые формы. Наличие жгутиков, их расположение являются постоянными для данного вида признаками и имеют диагностическое значение.

• Путем скольжения.

Характерно для бактерий, имеющих слизистый чехол. За счет слизи клетка скользит по поверхности и передвигается.

• Путем ползания.

Передвижение осуществляется за счет сокращения всей клетки. Такой тип движения осуществляют спирохеты.

• Реактивное движение.

Некоторые бактерии для передвижения выбрасывают порции слизи, и сами при этом отталкиваются.

Питательные среды для бактерий, классификация

Используют для выращивание микроорганизмов в искусственных условиях. Требования к ним: достаточность( содержат- углеводы, азот, минеральные соли); оптимальность рН для роста бактерий; стерильность; изотоничность; достаточность влажности; прозрачность.

За консистенцией: жидкие(явл. водными растворами неорганических и органических веществ); полужидкие( к ним добавляют агар в количестве 0.3-0.7%, они вязкие); плотные(в своем составе содержат 1-3% агару или желатина).

За происхождением: природные(молочные, кровяные, яичные);искусственные( синтетические: имеют строго опрдл. хим. состав; полусинтетические: синтетические, до которых добавляют продукт природного происхождения).

За назначением: универсальные( содержат набор пит. веществ для роста многих патогенных и непатогенных бактерий); дифферинциално-диагностические( включают разные субстраты, за ферментацией которых можно отличить бактерии друг от друга. Среда Гисса, Ресселя); селективные(содержат вещества, которые используют бактерии определенного вида и угнетают рост других микроорганизмов); специальные( готовятся для получения роста тех бактерий которые не растут или плохо растут в универсальных).

Среда Ресселя.

Состав: МПА, глюкоза, лактоза, манит, сахароза, индикатор бромтимоловый синий (в нейтральной среде – сине-зеленого цвета, при сдвиге рН в кислую сторону становится желтым). При газообразовании в среде появляются пузырьки газа. Состоит из 2-х пробирок со скошенной средой.

Реснички, классификация, состав, функции.

Короткие волоски, что состоят с белка пилина, делятся на: общего типа и половые.

Основная функция ресничек общего типа- прикрепление бактерии к субстрату. Адгезия обеспечивает появление на всех ресничках специализированных молекулярных структур ,что подходят к рецепторам эукариотических клеток как ключек к замку.

Половые реснички- представляют собой нечисленные пустые белковые трубочки , с их помощью происходит соединение донорской и реципиентной бактериальной клетки и передача ген. Информации.

Пестрый ряд Гисса.

Гисса среды («пестрый ряд») — дифференциально - диагностические среды, используемые для выявления сахаролитической активности бактерий.

· Жидкая среда Гисса

Состав: МПБ, субстрат (углевод), индикатор Андреде (при сдвиге рН в кислую сторону становится красным). Для определения газообразования в пробирку со средой помещают поплавок.

· Полужидкая среда Гисса

Состав: 0,5 % МПА, субстрат (углевод), индикатор ВР (водный голубой и розоловая кислота, в нейтральной среде цвет розовый, при сдвиге рН в кислую сторону становится синим). При газообразовании в среде появляются пузырьки газа.

17. Ферменты бактерий. Классификация, использование дифференциально-диагностических сред.
Ферменты— это биологические катализаторы белковой природы (небелковых ферментов нет). Ферменты, как белки, могут быть простыми и сложными. Уреаза, пепсин, трипсин, амилаза, рибонуклеаза — простые белки, а каталаза, дегидро-геназы, цитохромы, пируватдекарбоксилаза — сложные.
Экзоферменты не связаны со структурой протоплаз­мы, легко выделяются в субстрат при жизни микробной клет­ки (гидролитические ферменты), растворимы в питательной среде и проходят через бактериальные фильтры.
Эндоферменты прочно связаны с бактериальной клеткой и действуют только внутриклеточно, осуществляя дальнейшее разложение питательных веществ и превращение их в составные части клетки. К таким ферментам можно от­нести, например, дегидрогеназы, оксидазы.
1. О к с и д о р е дуктазы — ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции.
2. Трансферазы — ферменты, катализирующие пере­нос отдельных радикалов, частей молекул или целых атомных группировок (не водорода) от одних соединений к другим.
3. Гидролазы — ферменты, катализирующие реакции гидролиза (расщепления) белков, жиров и углеводов с участием воды.
4. Л и а з ы — ферменты, катализирующие отщепление от субстратов определенных химических групп с образованием двойных связей или присоединение отдельных групп или ра­дикалов по двойным связям.
5. И з о м е р а з ы — ферменты, осуществляющие превраще­ние органических соединений в их изомеры.
6. Л и г а з ы (синтетазы) — ферменты, катализирующие процессы синтеза связей за счет энергии распада АТФ.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СРЕДЫ — питательные среды для идентификации микроорганизмов. Дифференциально-диагностические среды позволяют различать бактерии по их росту, биохимической активности и другим признакам. В состав этих сред, кроме питательных веществ, обычно включают субстрат, по отношению к которому дифференцируются бактерии, и индикатор. В результате культивирования микробы, ферментирующие субстрат, способствуют накоплению продуктов расщепления, сдвигу pH, редокс-потенциала среды, что сопровождается окрашиванием среды и собственных колоний в цвет индикатора.

18.Среда Эндо, ее характеристика.
Эндо среда (S. Endo) — дифференциально-диагностическая среда для выделения и идентификации кишечных бактерий при бактериологических исследованиях пищевых продуктов, сточных вод и пр.
СРЕДА ЭНДО предназначена для выделения энтеробактерий, обнаружения эшерихий. Состоит из питательного агара, 1% лактозы и индикатора – основного фуксина, обесцвеченного сульфитом натрия. Свежеприготовленная среда бесцветна или имеет бледно-розовую окраску. При росте лактозоположительных бактерий их колонии окрашиваются в темно-красный цвет с металлическим блеском; лактозоотрицательные кишечные палочки образуют бесцветные колонии.

19.Влияние физических и химических факторов на бактерии. Стерилизация, способы, контроль качества.
Температураявляется наиболее значимым фактором, оказывающим влияние на жизнедеятельность микробов. Температура, необходимая для роста и размножения бактерий одного и того же вида варьирует в широких пределах. Различают температурный оптимум, минимум и максимум.
Реакция среды является одним из важных факторов, определяющих развитие бактерий, влияет на растворимость веществ питательного субстрата и поступление их в клетку. Изменение реакции среды нередко сопровождается повышением концентрации токсических соединений.
Асептика – комплекс мероприятий, направленных против возможности попадания микроорганизмов в рану, ткани, органы, полости тела больного при хирургических операциях, перевязках, инструментальных исследованиях, а также на предотвращение микробного и другого загрязнения при получении стерильной продукции на всех этапах технологического процесса.
Антисептика– комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов, способных вызвать инфекционный процесс на поврежденных или интактных участках кожи или слизистых оболочек.

Дезинфекция – обеззараживание объектов окружающей среды: уничтожение патогенных для человека и животных микроорганизмов с помощью химических веществ, обладающих антимиробным действием.
Пастеризация - стерилизация при 65-70°С в течение 1 часа для уничтожения бесспоровых микроорганизмов (молоко освобождается от бруцелл, микобактерий туберкулеза, шигелл, сальмонелл, стафилококков) Хранят на холоде
Тиндализация - дробная стерилизация материалов при 56-58⁰С в течение 1 часа 5-6 дней подряд. Применяется для стерилизации легко разрушающихся при высокой температуре веществ (сыворотка крови, витамины и др.).
Стерилизация фильтрованием - освобождение от микробов материала, ко­торый не может быть подвергнут нагреванию (сыворотка крови, ряд лекарств). Используются фильтры с очень мелкими порами, не пропускающими микробы: из фарфора (фильтр Шамберлена), каолина, асбестовых пластинок (фильтр Зейтца). Фильтрование происходит под повышенным давлением, жидкость нагнетается через поры фильтра в приемник или создается разрежение воздуха в приемнике и жидкость всасывается в него через фильтр. К фильтрующему прибору присоединя­ется нагнетающий или разрежающий насос. Прибор стерилизуют в автоклаве.

20.Контроль качества стерилизации. Определение асептики.
Стерилизация – полная инактивация микробов в объектах, подвергающихся обработке. Существует 3 основных метода стерилизации: тепловая, лучевая, химическая.
Тепловая стерилизация основана на чувствительности микробов к высокой температуре. Для тепловой стерилизации применяют, в основном, сухой жар и пар под давлением. Стерилизацию сухим жаром осуществляют в воздушных стерилизаторах («сухожаровые шкафы»), которые представляют собой металлический плотно закрывающийся шкаф, нагревающийся с помощью электричества и снабженный термометром. Обеззараживание материала в нем производят, как правило, при 160⁰С в течение 120 мин.
Химическая стерилизация предполагает использование токсичных газов: оксида этилена, смеси оксида этилена, бромистого метила и формальдегида. Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при температуре от 18 до 80⁰С в специальных камерах.
Асептика – это комплекс мер, направленных на предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану, органы больного при операциях, лечебных и диагностических процедурах. Асептика включает: стерилизацию и сохранение стерильности инструментов, перевязочного материала, операционного белья, перчаток и всего, что приходит в соприкосновение с раной: дезинфекция рук хирурга, операционного поля, аппаратуры, операционной и других помещений, применение специальной одежды, масок. К мерам асептики относится также планировка операционных (этаж, боксирование, вентиляция, кондиционирование воздуха).

21.Виды изменчивости. Ненаследственная изменчивость.
Изменчивость у бактерий может быть ненаследуемой (модификационной) и генотипической (мутации, рекомбинации). Временные, наследственно не закрепленные изменения, возникающие как адаптивные реакции бактерий на изменения окружающей среды, называются модификациями (чаще - морфологические и биохимические модификации). Черты: 1.обратимость — изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их групповой характер 2. изменения в фенотипе не наследуются, наследуется норма реакции генотипа 3. статистическая закономерность вариационных рядов 4. затрагивает фенотип, при этом не затрагивая сам генотип. Стандартное проявление модификации- распределение однородной популяции на две или более двух типов- диссоциация. Пример- характер роста на питательных средах: S- (гладкие) колонии, R- (шероховатые) колонии, M- (мукоидные, слизистые) коло-нии, D- (карликовые) колонии. Диссоциация протекает обычно в направлении Sà R. Диссоциация сопровождается изменениями биохимических, морфологических, антигенных и вирулентных свойств возбудителей.
Ненаследственная изменчивость бактерий
Фенотипическая изменчивость является не наследуемым типом изменчивости, т. е. это различия между микроорганизмами, одинаковыми по генотипу. Эта изменчивость возникает в результате постоянного воздействия на клетку изменяющихся факторов среды обитания. Сходные по генотипу, микроорганизмы могут существенно различаться по фенотипу, т. е. по способу проявления наследственных признаков.

22.Состав среды Плоскирева, учет роста бактерий.
СРЕДА ПЛОСКИРЕВА – дифференциально-диагностическая и селективная, способствует лучшему росту некоторых бактерий (возбудители брюшного тифа, паратифов, дизентерий) и подавляет рост других (кишечная палочка и пр.). Содержит питательный агар с лактозой, бриллиантовым зеленым, солями желчных кислот, минеральными солями и индикатором (нейтральный красный). Лактозонегативные колонии вырастают бесцветными, лактозопозитивные – красными. На некоторых модификациях среды Плоскирева выявляется еще и способность сальмонелл выделять сероводород: выросшие колонии чернеют.
Рост – это согласованное увеличение всех компонентов клетки, результат роста – размножение.
В процессе роста бактериальная клетка увеличивается в 2-3 раза, она интенсивно окрашивается и накапливается РНК. В благоприятных условиях рост заканчивается размножением. У бактерий размножение происходит делением пополам – бинарное деление – основной способ размножения.
1фаза – начальная – бактерии растут, но не размножаются
2 фаза – фаза логарифмического роста – бактерии интенсивно размножаются, их число увеличиваемся в логарифмической прогрессии.
3 фаза – стационарная – размножение – равно смертности
4 фаза – отмирания – накапливаются продукты метаболизма, истощается питательные вещества и бактерии погибают.

23.Наследственная изменчивость. Мутации их разновидности.
Наследственность консервативна, она обуславливает стабильность вида микроорганизмов, напротив, изменчивость является выражением способности вида приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям его обитания. Наследственность и изменчивость неразрывно связаны между собой и размножением микроорганизмов.
У микроорганизмов различают фенотипическую (модификационную, ненаследственную) и генотипическую (наследственную) изменчивость.
Наследственная изменчивость может быть мутационной, обусловленной изменениями в ДНК под влиянием мутагенов, и комбинативной, связанной с процессом образования новых комбинаций генов в генотипе.
Мутации – (лат.mutare – изменяться). Изменение молекулы ДНК влечет за собой и изменение информации, которая в ней содержится. В результате чего у микроорганизмов появляются новые свойства, передающиеся по наследству.
Мутации могут быть спонтанными, когда их причины неизвестны, и индуцированными, когда их причины известны. Мутации возникают под воздействием различных физических и химических факторов, излучения. Все это ведет к появлению потомства клетки с новыми свойствами.
Индуцированные мутации происходят с большей частотой. Они возникают в результате действия различных мутагенов: химических, физических или биологических.

24.Фаги.Структура, классификация по морфологии. Лизогенная и фаговая конверсия.
Бактериофаги (фаги) — это вирусы, поражающие бактериальные клетки (в качестве клетки-хозяина). Вирионы фагов состоят из головки, содержащей нуклеиновую кислоту вируса, и более или менее выраженного отростка. Нуклеокапсид головки фага имеет кубический тип симметрии, а отросток — спиральный тип, т. е. бактериофаги имеют смешанный тип симметрии нук-леокапсида.
Большинство фагов содержит кольцевую двунитчатую ДНК, и лишь некоторые РНК или однонитчатую ДНК. Фаги, как и другие вирусы, обладают антигенные свойствами и содержат группоспецифические (по ним делятся на серотипы) и типоспецифические антигены. Сыворотки, содержащие антитела к этим антигенам (антифаговые сыворотки) нейтрализуют литическую активность фагов. Различают вирулентные фаги, способные вызвать продуктивную форму процесса, и умеренные фаги, вызывающие редуктивную фаговую инфекцию (редукцию фага).
фаговая конверсия, изменение свойств бактериальной клетки вследствие заражения её умеренным бактериофагом (См. Бактериофаги). Например, ряд штаммов дифтерийной палочки приобретает способность образовывать дифтерийный токсин сразу же после проникновения фага в клетку и до момента её растворения — Лизиса.

25. Метод титрования фага по Аппельману
(на жидкой питательной среде)

Готовят десятикратные разведения исследуемого бактериофага в питательном бульоне. Для этого в ряд пробирок разливают по 4,5 мл бульона. В 1-ю пробирку добавляют 0,5 мл исследуемого фага. Тщательно перемешивают и переносят в последующие пробирки (из пробирки в пробирку) по 0,5 мл соответствующего разведения фага с уменьшением его концентрации в десять раз. Получают разведения от 10^-1 до 10^-9 степени. Затем в пробирки вносят по 1 капле суточной культуры соответствующих бактерий. После инкубации в течение суток определяют титр фага. За титр бактериофага принимают то его максимальное разведение, при котором наблюдается полный лизис культуры (просветление среды).

26. Нехромосомные факторы наследственности бактерий. Плазмиды бактерии. Виды плазмид. Функции плазмид бактерий. Внехромосомные факторы наследственности бактерий представлены плазмидами, вставочными последовательностями и транспозонами. Все они образованы молекулами ДНК, различающимися между собой по молекулярной массе, кодирующей ёмкости, способности к автономному реплицированию и др. Плазмиды бактерии. Виды плазмид. Функции плазмид бактерий. Плазмиды — фрагменты ДНК с молекулярной массой порядка 106~108 D, несущие от 40 до 50 генов. Выделяют автономные (не связанные с хромосомой бактерии) и интегрированные (встроенные в хромосому) плазмиды. • Автономные плазмиды существуют в цитоплазме бактерий и способны самостоятельно репродуцироваться; в клетке может присутствовать несколько их копий. • Интегрированные плазмиды репродуцируются одновременно с бактериальной хромосомой. Интеграция плазмид происходит при наличии гомологичных последовательностей ДНК, при которых возможна рекомбинация хромосомной и плазмидной ДНК (что сближает их с профагами). • Плазмиды также подразделяют на трансмиссивные (например, F- или R-плазмиды), способные передаваться посредством конъюгации, и нетрансмиссивные. Плазмиды выполняют регуляторные или кодирующие функции. Регуляторные плазмиды участвуют в компенсировании тех или иных дефектов метаболизма бактериальной клетки посредством встраивания в повреждённый геном и восстановления его функций. Кодирующие плазмиды привносят в бактериальную клетку новую генетическую информацию, кодирующую новые, необычные свойства (например, устойчивость к антибиотикам). В соответствии с определёнными признаками, кодируемыми плазмидными генами, выделяют следующие группы плазмид: F-плазмиды. При изучении процесса скрещивания бактерий оказалось, что способность клетки быть донором генетического материала связана с присутствием особого F-фактора [от англ. fertility, плодовитость]. F-плазмиды контролируют синтез F-пилей, способствующих спариванию бактерий-доноров (F+) с бактериями-реципиентами (F"). В связи с этим можно указать, что сам термин «плазмида» был предложен для обозначения «полового» фактора бактерий (Джошуа Лёдерберг, 1952). F-плазмиды могут быть автономными и интегрированными. Встроенная в хромосому F-плазмида обеспечивает высокую частоту рекомбинации бактерий данного типа, поэтому их также обозначают как Hfr-плазмиды от англ. high frequency of recombinations, высокая частота рекомбинаций]. R-плазмиды [от англ. resistance, устойчивость] кодируют устойчивость к лекарственным препаратам (например, к антибиотикам и сульфаниламидам, хотя некоторые детерминанты устойчивости правильнее рассматривать как связанные с транспозонами [см. ниже]), а также к тяжёлым металлам. R-плазмиды включают все гены, ответственные за перенос факторов устойчивости из клетки в клетку. Неконъюгативные плазмиды обычно характерны для грамположительных кокков, но встречаются также у некоторых грамотрицательных микроорганизмов (например, у Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae). Они обычно имеют небольшие размеры (молекулярная масса примерно 1 — 10*106 D). Обнаруживают большое количество мелких плазмид (более 30 на клетку), так как только наличие такого количества обеспечивает их распределение в потомстве при клеточном делении. Неконъюгативные плазмиды могут быть также перенесены из клетки в клетку при наличии в бактерии одновременно конъюгативных и неконъюгативных плазмид. При конъюгации донор может передать и неконъюгативные плазмиды за счёт связывания генетического материала последних с конъюгативной плазмидой. Плазмиды бактериоциногении кодируют синтез бактериоцинов — белковых продуктов, вызывающих гибель бактерий того же или близких видов. Многие плазмиды, кодирующие образование бактериоцинов, также содержат набор генов, ответственных за конъюгацию и перенос плазмид. Подобные плазмиды относительно крупные (молекулярная масса 25-150*106 D), их довольно часто выявляют у грамотрицательных палочек. Большие плазмиды обычно присутствуют в количестве 1~2 копий на клетку. Их репликация тесно связана с репликацией бактериальной хромосомы. Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства многих видов, особенно энтеробактерий. В частности F-, R-плазмиды и плазмиды бактериоциногении включают tox+-транспозоны (мигрирующий генетический элемент, см. ниже), кодирующие токсинообразова-ние. Нередко tox+-транспозоны кодируют синтез интактных протоксинов (например, дифтерийного или ботулинического), активируемых клеточными протеазами, образование которых контролируют гены бактериальных хромосом. Скрытые плазмиды. Криптические (скрытые) плазмиды не содержат генов, которые можно было бы обнаружить по их фенотипическому проявлению. Плазмиды биодеградации. Обнаружен также ряд плазмид, кодирующих ферменты деградации природных (мочевина, углеводы) и неприродных (толуол, камфора, нафталин) соединений, необходимых для использования в качестве источников углерода или энергии, что обеспечивает им селективные преимущества перед другими бактериями данного вида. Патогенным бактериям подобные плазмиды придают преимущества перед представителями аутомикрофлоры.

Фаги. Классификация фагов. Лизогения и фаговая конверсия.

Бактериофаги [от бактерии, + греч. phagein, поедать] — группа вирусов, паразитирующих в бактериальных клетках. Вирусы, вызывающие гибель инфицированных бактерий, известны как литические бактериофаги. Размножение и выход дочерних популяций вируса из бактерии сопровождается её гибелью и разрушением (лизисом). Бактериофаги широко распространены в природе — их выделяют из воды, почвы, организмов различных животных и человека. Принципы классификации бактериофагов аналогичны подходам к систематике вирусов вообще. В основу классификации положены антигенная структура, морфология фагов, спектр действия, химический состав и др. Большинство фагов относится к ДНК-содержащим вирусам с нуклео-капсидом, организованным по принципу смешанной симметрии. По спектру действия выделяют типовые фаги (Т-фаги), лизирующие бактерии отдельных типов внутри вида, моновалентные фаги, лизирующие бактерии одного вида, и поливалентные фаги, лизирующие бактерии нескольких видов. Бактериофаги устойчивы к различным физическим и химическим воздействиям. Большинство из них без вреда переносит высокие температуры (50-70 °С), действие дезинфектаитов (за исключением кислот и формалина), прямой солнечный свет и УФ-облучение в низких дозах. Бактериофаги проявляют иммуногенные свойства, вызывая синтез специфических AT. Рис. 5-10. Фаг Т4 кишечной палочки до контакта с бактерией (А) и в момент введения фаговой ДНК (Б). Морфология бактериофагов. Типы бактериофагов Строение бактериофагов наиболее полно охарактеризовано на основе изучения Т-фагов кишечной палочки (рис. 5-10). Внешне большинство бактериофагов напоминают сперматозоиды или головастиков, но среди них встречают и другие формы, на основании которых выделяют пять основных типов бактериофагов. • К типу I бактериофагов относят ДНК-содержащие нитевидные фаги, лизирующие бактерии, содержащие F-плазмиды. • Фаги типа II представлены головкой и рудиментом хвоста. Геном большинства из них образован молекулой РНК и лишь у фага jc-174 — однонитевой ДНК. • Бактериофаги типа III имеют короткий хвост (например, Т-фаги 3 и 7). • К типу IV относят фаги с несокращаюшимся хвостом и двухнитевой ДНК (например, Т-фаги 1 и 5). • Фаги типа V имеют ДНК-геном, сокращающийся чехол хвоста, который заканчивается базаль-ной пластиной (например, Т-фаги 2 или 4).

Лизогения

Наиболее хорошо изученный объект исследования регуляции транскрипции – бактериофаг λ. Для него существует два альтернативных пути развития. Если ресурсов клетки много, фаг избирает литический путь развития, т.е. старается синтезировать как можно больше дочерних фаговых частиц и в конце концов лизирует клетку. Если ресурсов клетки, зараженной λ мало, то бактериофаг предпочитает интегрироваться в геном клетки и переждать “трудные времена” в лизогенномсостоянии. Когда клетке грозит опасность, такой интегрированный профаг стремиться “ бежать с тонущего корабля” и активирует литическую программу развития.

Лuзогенuя- это биологическое явление, сущность которого заклю­чается в способности бактериальной культуры в бесчисленном ряду по­колений нести в своем составе фаг в особой неинфекционной форме, называемой профагом.

В форме профага вирус не патогенен для клетки, сохраняя, однако, потенциальную способность стать вирулентным при переходе в зрелый (активный) фаг. Профаг находится в клетке либо в интегрированном с бактериальной хромосомой состоянии (например, λ, Р22), либо в виде цитоплазматической частицы. В частности, профаги Рl и N15 локализу­ются в цитоплазме клетки хозяина, образуя самостоятельный репликон, подобно плазмидам бактерий.

Бактерии, в составе клеток которых есть профаг, называются лизо­генными. Они могут лизироваться и высвобождать зрелый фаг (либо спонтанно, либо под воздействием индуцирующих факторов: УФ-из­лучения, ионизирующего излучения, обработки некоторыми кислотами и перекисями и др.). Лизогенные бактерии также иммунны к гомологич­ному фагу.

Лuзогенuзацuя - это процесс перехода бактериальной клетки в лизогенное состояние, обусловленный инфицированием умеренным фагом.

В результате лизогенизации у некоторых бактерий изме­няются форма и цвет колоний, нетоксигенные штаммы корине-бактерий дифтерии превращаются в токсигенные, а у сальмо­нелл появляются новые антигенные детерминанты. Изменчи­вость, формирующаяся под влиянием профага, получила название фаговой конверсии. При индукции лизогенных бактерий в профаг нередко включаются гены бактерий, но чаще они замещают некото­рую часть того его участка ДНК, которая остается в геноме бакте­риальной клетки. Утратившие часть своего генома умеренные фаги становятся дефектными и, будучи не способными к образованию зрелых частиц, осуществляют трансдукцию (лат. transductio - пере­нос, перемещение), т. е. перенос генов.