Реферат: Бактерифаги

АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ<m:mathPr> <m:mathFont m:val=«Cambria Math»/> <m:brkBin m:val=«before»/> <m:brkBinSub m:val="--"/> <m:smallFrac m:val=«off»/> <m:dispDef/> <m:lMargin m:val=«0»/> <m:rMargin m:val=«0»/> <m:defJc m:val=«centerGroup»/> <m:wrapIndent m:val=«1440»/> <m:intLim m:val=«subSup»/> <m:naryLim m:val=«undOvr»/> </m:mathPr>

<img src="/cache/referats/26223/image001.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">Федеральное ГосударственноеОбразовательное  Учреждение»

                  Высшего ПрофессиональногоОбразования

АстраханскийГосударственный Технический Университет

                                                          Кафедра «Прикладная Биология и Микробиология»

                                

                                  

                                     Реферат

                            «На Тему Бактериофаги

                                                                    «По ДисциплинеВирусологии»

                                                                                                Проверил: Ст. Пр.

                                                           Миталёв В.И

                                                                                 Выполнил.Ст. гр. БМ-11      

                                                          Мвале К.Дж


                                                   Астрахань 2007.г

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение............................................................................................3

МорфологияБактериофагов......................................................................3

Физические и ХимическиеСвойства............................................................4

                         

Разнообразиебактериофагов.....................................................................5

Происхождение и природаБактериофагов....................................................5

Размножение бактериофагов.....................................................................6

Внутриклеточное развитие иявление лизогении..............................................9

Изменчивость и модификации ДНК................................................................................................................................11

Культивированиебактериофагов................................................................11

Практическое значениефага.......................................................................12

Литература…………………………….........................................................13...................................

Введение

Бактериофаг, посколькубактериолитический агент был сначала обнаружен Тортом в 1915, когда он наблюдаллюбопытное дегенеративное изменение в культурах стафилококков получено из лимфытеленка

В 1917. Д.' Эрелльзарегистрировал независимо от его первые стадии наблюдений литических свойствфильтратов смешанных культур, полученных от фекалий пациента страдающегобациллиальной дизентерии. Он был способен демонстрировать, что Литический агентмог быть передан в длительном ряде культур восприимчивой бактерии дополнением ккаждой новой культуре, Фильтрат получен, от предшенствуюшего после лизисапроизошла. Д.' Эрелль дал название бактериофагом этому литическому агенту изаявил, что этот агент был фильтрованным вирусом, который паразитирует набактериальных клетках.

Фаги очень использовались визучении бактериальной генетики и клеточных механизмов управления взначительной степени, потому что бактериальные хозяева так легко вырастают иинфицированы с фагом в лаборатории. Фаги также использовались в попыткеуничтожить бактерии, которые причиняют эпидемические болезни, но этот подходбыл в значительной степени оставлен в 1940-ых, когда антибактериальныелекарства стали доступными. Возможность " фагические терапия "недавно привлекла новый интерес среди медицинских исследователей, однако,вследствие увеличивающейся угрозы, изложенной препарат стойкими бактериями. В2006 Продовольствие и Администрация Препарата одобрило использованиебактериофагов, которые нападают на напряжения лицерия как продовольствие,добавочное на изделиях мяса " готовый есть ".

Морфология и строениебактериофагов

Вирусы, поражающие бактерий,актиномицеты и грибы, называются бактериофагами или просто фагами. Они имеютнекоторые особенности необходимо рассмотреть несколько подробнее.

Строение фага более сложно, чемстроение вирусов животных и растений. Довольна, своеобразна морфология фага. Унего различают головку, имеющую овальную форму

иногда шестигранную,призматическую, иногда круглую. От головки отходит более или менее длинныйполый отросток. Фаг сравнивают с барабанной, палочкой, булавкой, головастиком. Посвоим размерам фаги относятся к средним по величине вирусам. Диаметр головки ихсоставляет 60-90 мкм, длина отростка — 250 мкм, толщина — 10-25 мкм. Величинафагов довольно изменчива. Даже разные варианты одного и того же вида фага могутсильно различаться по своим размерам. Молекулярный вес фага 200 млн.

<img src="/cache/referats/26223/image003.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">

Частица фага являетсянуклеопротеидом и состоит из белка (50-60%) и ДНК (45-50%), которые фагисодержат небольшое количество липидов (1,5-2%). Белок образует оболочку фага, аДНК находится во внутреннем пространстве головки фага. Белковая оболочкасостоит из большого числа белковых частиц называемых субъединицами.

Физические и Химическиесвойства

Клетка бактерии-хозяина являетсясредой для бактериофага, откуда он черпает вещества, необходимые для роста иразмножения. Фаги более устойчивы к действию физических и химических факторов,чем неспороносные бактерии. В запаянных пробирках фаги могут сохранятьсягодами. Большинство фагов инактивируется при 65—75°С. Фаги очень чувствительнык действию кислот и устойчивы к действию антибиотиков.

Малые бактериофаги с икосаэдрической формой вириона содержат только белок инуклеиновую кислоту типа РНК (Леб и Циндер, 1961; Купер и Циндер,1962; Штраус и Синсхеймер, 1963) или ДНК (Патнем, 1963). У двух описанных нитевидных бактериофаговсодержится белок и ДНК.

Крупные спермиеобразныебактериофаги, из которых наиболее изучены" бактериофаги 7П-четнойсерии, поражающие Escherichia coli имеютсложный белковый состав и нуклеиновую кислоту типа ДНК. По структурным ифункциональным особенностям белки бактериофага Т4 распределяютсяследующим образом:

1.  Белковая оболочка головки.

2.  Белок «чехла» отростка, обладающийсократительной функцией.

3.    Белок проксимальной   части   отростка,  обладающий   ферментной   логической активностью в     отношении бактериальной оболочки.

4.   Белок дистальной части отростка, служащийдля прикрепления бактериофага к оболочке   бактерии — хозяина.

5.  Белок стержня отростка.

6.Внутренний белок с неизвестнойфункцией, находящийся в головке и связавший с системой ДНК.

Почти половина азотабактериофага Т2 приходится на белок, а другая половина — на

ДНК. Около 7% азота содержит кислотнорастворимый материал, химическая природа

которого не установлена. Почтивесь фосфор (99%) входит в состав ДНК и только 1 %

его связан с кислотнорастворимойфракцией.

В табл. 7 представленаминокислотный состав белка бактериофагов Т2,  ТЗ — и Т4 и

бактерии-хозяина.

<img src="/cache/referats/26223/image005.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

Разнообразие бактериофагов

Важным свойством фагов являетсяих специфичность. Каждый вид фага специфичен к определенному виду микробов.Фаги, лизирующие актиномицеты, называются актинофагами, растворяющиегрибы — микофагами, сине-зеленые организмы (цианобактерий) — цианофагами.

В зависимости от вида поражающихбактерий и вызываемые болезни или процессы фаги подразделяются на:

Лизогеннический бактериофаг Литический бактериофаг Вегетативный бактериофаг Кишечный бактериофаг Стрептококковый бактериофаг Холерный бактериофаг Чумной бактериофаг

Происхождение и природаБактериофагов

По вопросу о происхождении бактериофаговимеются две гипотезы. По одной гипотезе (П. Одюруа,П. П.-Лендлоу) и вирусы и фаг» являются регрессивнымиформами одноклеточных организмов,, утративших клеточную структуру в результатедлительного внутриклеточного паразитирования в организме животных или растений.Вирусы являются дегенеративными потомками бактерий, грибов, организация которыхупрощалась, но мере приспособления их: к паразитизму. Возможно, такаярегрессивная эволюция произошла с риккетсиями, крупными вирусами, напримерорнитоза или оспы. Но трудно допустить, что такой регресс был общим для всейэтой хорошо-приспособленной к разнообразным условиям существования группыорганизмов. Кроме того, паразитизм не означает обратного хода эволюции отвысшего класса к низшему. Паразитизм не выводит тот или  Т-фагов—сложный многоступенчатый процесс.Сначала каждая из многочисленных молекул ДНК образует паракристаллическуючастицу, имеющую форму фаговой головки. Затем этимолекулы окружаются капсидом. Позже прибавляютсякомпоненты отростка. (Последовательность этих событий выясняют на условнолетальных мутантах, у которых при 25°С все процессы синтеза протекаютнормально, 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 взрывоподобноеразрушение клеток можно наблюдать с помощью темнополыюймикроскопии. Продолжительность скрытого периода и величина урожая фагаварьируют в широких пределах, в зависимости от вида фага, вида бактерии иусловий среды (фиг. 78). Удалось инфицировать такие бактерии, как Haemophilusinfluenzaeи Bacillus subtilis, пативной, выделенной из бактериофагов ДНК. Подобную инфекцию,соответствующую генетической трансформации, называют также трансфекцией.

<img src="/cache/referats/26223/image007.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">

Внутриклеточное развитие иявление лизогения

Описанные выше бактериофагинеизменно лизируют зараженные ими бактерии, и потомуих называют вирулентными. Некоторые фаги, однако, заражаютбактерий-хозяев, но не размножаются в них автономно и не вызывают лизиса. Такиефаги называются умеренными. Видимо, их размножение происходит синхроннос размножением бактерии. Лишь иногда, в одной из 102… 105таких лизогеиныхбактерий, фаг начинаетспонтанно размножаться и клетка лизируется. Чтобы обнаружитьвыход 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 ростколоний лизогенных бактерий. Время от времени некоторые клетки будут лизироваться и выходящие из них фаговыечастицы 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 обладаютпотенциальной способностью продуцировать фаг, но эту способность нельзяобнаружить ни морфологическими, ни серологическими исследованиями. Фаг в такомнеинфекционном состоянии, дередающийся от клетки кклетке, называют профагом. Подобнодругим признакам бактерий наличие профаганаследуется. Поскольку все потомство лизогенной клетки также лизогенно, очевидно, профагреплицируется синхронно с хромосомой клетки-хозяина (фиг. 80).  иной вид за пределы своего класса.Паразитические простейшие, черви сохраняют типовые черты организации своегокласса. Тем более совершенно неприемлемо предположение об эволюции клеточныхформ микроорганизмов в неклеточные формы вирусов.

Большинство исследователейпридерживаются другой гипотезы, согласно которой современные вирусы и фагиявляются потомками первичных возникших на Земле доклеточныхорганизмов. Патогенные вирусы произошли от свободножившмхдревнейших неклеточных организмов, образовав специализированную ветвьоблигатных внутриклеточных паразитов. Некоторые ученые думают, что нельзясовершенно исключить возможность существования и в настоящее времясвободноживущих неклеточных организмов, ведущих сапрофитный образ жизни» (П. Г.Холодный, Смородинцев).

Размножение бактериофагов 1.условие размножения

Клетка бактерии-хозяина являетсясредой для бактериофага, откуда он черпает вещества, необходимые для роста иразмножения. Это, прежде всего относится к аминокислотам и компонентамнуклеиновых кислот. Если в питательной среде отсутствуют отдельныеаминокислоты, без которых данный вид бактерии не проявляет роста, то ибактериофаг не размножается.

При благоприятных условияхразмножения масса вновь образующихся корпускул бактериофага составляет 0,1 илидаже более массы бактериальной клетки. Применение меченых изотопов позволилоустановить, что на построение тола бактериофага используются вещества какзаранее синтезированные клеткой еще до со заражения, так и синтезированные еюуже в процессе инфекции. Например, фосфор ДНК бактериофага Т2 вколичестве до 25% берется из соединений, ранее синтезированных клеткой, и на75% используется из веществ, накопленных после заражения, в то время какбелковый азот на 90% ассимилируется  из   соединений,   образовавшихся после

заражения. В случае бактериофагаТ7, до 80% фосфора используется из первоначальных запасов хозяина (Лабау, 1951). Имеются указания, что фосфор, входящий всостав бактериофага Т5, не связан с ДНК бактерии, поскольку онизвлекается бактерией из среды всего лишь за 2 мин до заражения.

Приведенные данные показывают,что и белок, и нуклеиновая кислота бактериофага синтезируются изнизкомолекулярных соединений, при внедрении бактериофага дыхание бактерии неизменяется. Однако при блокировке процессов, обеспечивающих энергетическиересурсы клетки, размножение бактериофага прекращается. Напротив, при некоторыхвоз­действиях, препятствующих делению бактериальных клеток, но не прекращающихметаболические процессы, например, при действии пенициллина илиультрафиолетовой радиации, бактериофаг размножается беспрепятственно. Отсюдаможно заключить, что между размножением бактерии-хозяина и бактериофага прямыхкоррелятивных связей не существует.

Репродукция бактериофагавызывает глубокие патологические изменения в метаболизме бактериальных клеток.У ряда патогенных и непатогенных микроорганизмов к результате заражения ихбактериофагом снижается способность разлагать углеводы. В то же время наблюдаетсяактивирование комплекса восстановительных ферментов (Клейн и Шур-Шульц, 1947,1948а, б). У кишечной палочки, зараженной бактериофагом, возрастает активностьдегидраз (Клейн, 1954).

Лизис зараженных бактериипроисходят, но окончании латентного периода, продолжительность которогоразлична у разных видов бактериофага. Лизис не связан с образованиеминфекционного бактериофага, поскольку он наступает и в том случае, если поддействием проф лавина развитие бактериофаганарушается, и вместо нормальных вирионов возникают дефективные неинфекционныечастицы (Де Марс и др., 1953). По-видимому, биологической причиной лизисаявляются процессы, связанные с размножением бактериофага и с переходом его вфазу покоя независимо от того, происходит ли этот переход нормально илиабортивное. Во всяком случае, продолжи­тельность латентного периода остаетсяодинаковой при весьма больших колебаниях продолжительности генеративного циклабактерии-хозяина, достигающих пятикратного размера из-за различных влиянийвнешней среды.   2. размножение

Процесс заражения бактериофагомбактериальной клетки начинается с адсорбции вирионов бактериофага на ееоболочке.

Бактериофаги на бактериальныхклетках адсорбируются при всех градациях температуры от 0 до 37° С. Однакобактериофаг Т2 при низкой температуре исторгает генеративный материал нев клетку, а л окружающую среду и заражения бактерии

<img src="/cache/referats/26223/image009.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

не происходит.

Размножение Вирулентногофага. Литический цикл

Размножение вируса вклетке-хозяине — весьма сложный процесс. Отдельные этапы этого процесса — отзаражения клетки-хозяина до освобождения зрелых вирусных частиц, способных всвою 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 тообстоятельство, что в фаговой ДНК вместо цитозина содержится 5-оксиметшщитозин, а потому ее синтезлегко проследить по появлению этого основания. Можно получить мутанты фага, укоторых та или иная стадия процесса размножения блокирована или же протекаеттолько в определенных условиях. Опыты с такими мутантами позволяют установить,как происходит в клетке-хозяине морфологическое развитие (морфопоэз) фага, т. е. в какой временнойпоследовательности синтезируются и соединяются субъединицы фаговыхчастиц.

Подобно другим вирусам, фагинеподвижны. При смешивании суспензии свободных фагов с суспензией бактерий фаговые частицы в результате случайных столкновений склетками прикрепляются к поверхности этих последних (адсорбция) и вводятв клетку свою ДНК (инъекция). После некоторого периода, на протяжениикоторого происходят процессы синтеза и созревания, клетки лизируютсяи новообразованные фаговые частицы выходят наружу.

Адсорбция. Не всякийфаг адсорбируется на всякой бактерии. Специфичность фага в отношении хозяинаопределяется специфичностью адсорбции. Последняя зависит от  рецепторов, имеющихся в клеточнойстенке; рецепторы для одних фагов 

<img src="/cache/referats/26223/image011.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">

содержатся в липопротеидномслое, для других — в липополисахаридном. Устойчи­востьнекоторых бактерий к фагам зависит, вероятно, оттого, что в их клеточной стенкерецепторные вещества вообще отсутствуют. При избытке фага на одной клетке можетадсорбироваться 200...300 фаговых частиц.

Внутриклеточное развитие фага.За адсорбцией следует инъекция, введение ДНК в клетку. У фага Т2 при этомбазальная 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 неслиразную метку (соответственно Р и S), показали, что вклетку попадает только нуклеиновая кислота, а белковая оболочка остаетсяснаружи. Если отделить эту оболочку от зараженной клетки, размножение фага ненарушится. Во время так называемого скрытого периода (эклипс),продолжающегося у Escherichia coli в среднем25 мин, в искусственно разрушенных бактериальных клетках не удается обнаружитьфага. Фаговая ДНК, прежде всего, вызывает полнуюперестройку обмена веществ инфицированной клетки (фиг. 77). Тотчас же послезаражения прекращается синтез бактериальной ДНК. Через несколько минутпрекращается также синтез бактериальной РНК и бактериального белка, хотя общеесодержание белка продолжает непрерывно увеличиваться. Затем синтез ДНКвозобновляется, причем с повышенной скоростью. Сначала ФаговаяДНК образуется за счет распавшейся бактериальной. Эту перестройку и последующееновообразование фаговой ДНК можно количественнопроследить по увеличению содержания 5-оксиметил-цитозипа — основания,специфичного для ДНК некоторых Т-фагов. Необходимые для синтеза фаговой ДНК ферменты образуются вскоре после заражения. Этотак называемые «ранние белки». К «поздним белкам» относятся белки оболочки фагаи фаговый лизоцим, или эндолизин;«поздние белки» образуются лишь во второй половине скрытого периода.

Заключительный процесс — созревание— состоит в соединении фаговой ДНК с белкомоболочки и образовании зрелых инфекционных фаговыхчастиц. Созревание  Лизогенные бактериииммунные к заражению теми фагами, которые присутствуют в них в виде профага. Обеспечиваемый профагамииммунитет основывается не на отсутствии адсорбции (как при устойчивости квирулентным фагам), а на образовании

особого цитоплазматического ропрессорного вещества, препятствующего размножению легетатипного фага. Это же ропрессорноевещество препятствует возврату профага is вегетативное состояние и подавляет синтез фаговых белков. Возникновение лизогенного состояниясвязано; таким образом, с образованием репрессора.

Спонтанно, без воздействияизвне, лизогенные бактерии лизируются редко. Однакоцелый ряд факторов (ультрафиолетовые лучи и другие мутагенные агенты) можетиндуцировать в каждой клетке развитие профага,ведущее к образованию и выделению инфекционного фага. Успех такой индукции зависитот генетической конституции профага, физиологическогосостояния хозяина и условий культивирования. Индукция явно основывается паустранении или инактивации имеющихся молекулрепрессора. Существуют мутанты умеренных фагов, вызывающие в клетке образованиетермолабильного репрессора. В этом случае для того,чтобы индуцировать лизис бактерий, достаточно просто повысить температуру до44° С. Агенты, под действием которых происходит индукция,

по-видимому, вызывают накоплениев клетке какого-то индуктора, инактивирующего репрессор.

Умеренные фаги могут такжепереходить в вирулентное состояние в результате мутации. Мутанты бывают двухтипов. Одни мутанты оказываются устойчивыми к репрессору фага (они, поэтомумогут размножаться и в лизогенных клетках, иммунных к обычным гомологичнымфагам); другие мутанты утратили саму способность вызывать в клетке синтезрепрессора. Этим, однако, дело не исчерпывается; вирулентные мутанты умеренныхфагов отличаются от обычных вирулентных фагов по целому ряду физиоло­гическихпризнаков.

Интеграция и индукция фага К.Изучение фага X, лизогенного для Escherichia coli К 12, позволилоустановить, каким образом профаг связан сбактериальной хромосомой. Лизогенизация этим

фагом может служить примеромжизненного цикла умеренного бактериофага. Длина хромосомы фага А, составляетвсего около 2% длины бактериальной хромосомы. В свободных фаговыхчастицах ДНК присутствует в виде линейной двойной цепи. После инъекции вклетку-хозяина двойная цепь может замкнуться в кольцо.

В лизогенных клетках профаг прочно связан с хромосомой хозяина. При конъюгацииклеток профаг вместе с хромосомой хозяина переноситсяиз клетки-донора в клетку-реципиент. Генетические эксперименты показывают, чтофаг X присоединен к хромосоме хозяина в совершенно определенномучастке — между галактозным и биотиновымлокусами. Соединение осуществляется па хромосоме или внутри нее. Сначаласчиталось, что ДНК профага только прикрепляется кхромосоме бактерии в этом участке. Однако в результате составления генетическихкарт фага, а также из опытов по рекомбинации стало ясно, что Фаговая ДНК при лизо^генизации непросто прикрепляется к бактериальной ДНК, а включается в нее. Такоевключение 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 всовершенно определенном месте, следует заключить, что у этих двух нуклеиновыхкислот имеются гомологичные отрезки и что именно здесь происходит сначаланаложение, а затем разрыв и воссоединение. Можно думать, что последовательностиоснований фаговой и бактериальной ДНК в этих участкахкомплементарны.

В интегрированном состоянии Фаговая ДНК реплицируется вместе с бактериальной иподчиняется тем же регуляторным воздействиям, что и удвоение бактериальныххромосом. Информация, содержащаяся в фаговой ДНК, вэто время выражения не находит.

Только в результате перехода профага в вегетативное состояние устанавливается автономия фаговой ДНК и начинается размножение фага. Этот обратныйпереход может происходить спонтанно или в результате индукции (например, при УФ-облучении). Отделение фаговойДНК от бактериальной происходит, вероятно, путем, обратным включению, т. е.через образование петли ДНК и наложение гомологичных отрезков с последующимразрывом и новым замыканием кольца. Как только профагв результате этого отделения перейдет в вегетативное состояние, онвосстанавливает свою автономность; начиная с этого момента он перестаетподчиняться репрессии и теперь уже размножается в бактериальной клетке каквирулентный фаг. Этот процесс приводит к лизису бактерий и выс­вобождениюфага.  Явление лизогениипозволяет сделать вывод о существовании близкого родства между бактериями ибактериофагами. В основе его лежит, в конечном счете, довольно сильновыраженная гомологичность фаговойи бактериальной ДНК. Вирулентные фаги могут рассматриваться под этим углом зоения как продукт дальнейшего развития: они утратили гомологичность в отношении бактериальной ДНК и поэтому немогут более включаться в бактериальную хромосому; именно вследствие этого они иоказываются полностью автономными. На примере лизогенных бактерий видно, чтомногие вирусы могут быть самым тесным образом связаны с генетическим материаломклетки-хозяина и могут на протяжении многих поколений реплицироваться совместнос ним, ничем не обнаруживая своего присутствия.

Модификация фаговой ДНК

Фаги, как правило, проявляютспецифичность в отношении хозяина. Определенный фаг поражает только один штаммбактерий или ограниченное число родственных штаммов, видов или родов; только вих клетках он способен размножаться. Такого рода специфичность обусловливаетсяв первую очередь рецепторными свойствами поверхности бактериальной клетки. I Однако, помимо этого бактерии располагают и еще однойсистемой 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 гликозилированияпиримидиновых или пуриновых колец. Эти процессы происходят уже послеобразования фаговой ДНК в клетке-хозяине.Незначительное изменение ДНК никак не отражается на заключенной в нейгенетической информации. Оно только позволяет клеткам «узнавать» ДНК. Этоозначает, что судьба такой ДНК в клетках разных бактериальных штаммовоказывается различной: в одних клетках эта ДНК разрушается, а в других — неразрушается и может реплицироваться. Разрушение фаговойДНК 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 ФаговаяДНК 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. Ноесли фаг Т2 попадает в клетки дефектного мутанта Е. со/гВ, в которых глюкозилированиеневозможно из-за недостатка УДФ-глюкозы (стр. 212),то при его размножении образуются частицы, несущие неглюкозилированнуюДНК. Такие фаговые частицы (их обозначают через Т2 *)подчиняются рестрикции, т.е. они не могут размножаться в клетках Е. coli В. Вовремя инъекции в клетку их ДНК разрушается нуклеазой, локализованной вцито-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 вклетках Е. coli К. В ДНК этих фагов аминогруппы некоторых остатков аденина и цитозина метилируются. Фаговые частицы,содержащие такую метилированную ДНК, размножаются вклетках двух штаммов Е. coli, а именно Е. coli Ки£. coli В. Частицыже, содержащие неметилированную ДНК, в клетках штаммаразрушаются. 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 партнерамипри конъюгации и трансформации лежат механизмы, сходные с модификацией ирестрикцией.

Культивирование бактериофагов

По способу существования«вирусы» являются облигатными внутриклеточными паразитами. В естественныхусловиях они могут репродуцироваться только о клетках восприимчивых организмов.Внесенные на питательные бактериологические среды, вирусы не проявляют никакихпризнаков жизнедеятельности. Это свойство нередко рассматривалось как свидетельствонеживой их природы. Допускалось, что и в клетке вирусы накапливаются не врезультате собственных репродуктивных потенций, а аисключительно за счет синтетической деятельности клетки, нескольковидоизмененной под влиянием привнесенного вируса. Отсюда делался вывод, чтонакопление вируса есть результат метаболической работы всей клетки, а сам онявляется лишь одним из конечных продуктов клеточного обмена веществ.

Бактериофаги культивируются в клетках восприимчивыхбактерий. При литическом действии бактериофагакультура его поддерживается путем заражения фаголизатомновых бактериальных засевов. В тех случаях, когда восприимчивые бактерии вответ на заражение бактериофагом легко переходят в лизогенное состояние и такжелегко 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 полезнымвирусом для лечения и профилактики многих инфекционных заболеваний человека иживотных, вызываемых бактериями. После работ д'Эрреляфаг стал широко применяться для этих целей. Хорошие результаты были полученыпри лечении гнойных ранений, газовой гангрены и других заболевании во времяВеликой Отечественной войны. Но затем с появлением антибиотиков применение фагасократилось, так как лечение антибиотиками оказалось более эффективным идействие их lie имеет такой узкой специфичности.

При помощи заведомо известногофага, 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 установитьисточник инфекционных заболевании, что важно для принятия противоэпидемическихмер. Нал и ч и е фага кишечной палочки и тем более фагов возбудителей кишечныхинфекций в питьевой воде сигнализирует о                    неблагополучии                     санитарно-эпидемиологического                    состояния                    водоисточников,

бактериальном их загрязнении. Нофаги нередко приносят большой вред в производствах, основанных нажизнедеятельности микробов — бактерий или актиномицетов, а именно: в сырномпроизводстве, в производстве антибиотиков, вакцин, бактериальных удобрений. Наэтих производствах па оборудовании, во внешней среде, в заводских помещениях, всырье всегда в огромном количестве имеются соответствующие микробы.

Если производственные культуры,например, молочный стрептококк в производстве сыра или лучистый гриб впроизводстве стрептомицина, будут заражены соответствующим фагом, то,производство сыра пли антибиотика не сможет идти нормально. Поражение фагомпроизводственных культур ведет к ослаблению производственного процесса вплотьдо 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 нихсоответствующего фага. Необходимо пользоваться фагоустойчивыми культурами.

В почве клубеньковые бактерии иазотобактер могут быть заражены фагами. Значительная концентрация этих фагов впочве задерживает развитие клубеньков на корнях бобовых растений и азотобактерав 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 идр. Микробиология для Агротехнологов М-Инфра 2005 «Высшее Образование» ISBN5-16-002422-0 237 с

3. Шлегель Г. ОбщаяМикробиология М: «Мир» 1987 576 с

еще рефераты
Еще работы по биологии