Fágy - bakteriálne vírusy, hlavný portál pre štúdium
Fágy - vírusy, baktérie
Štruktúra buka je zložitejšia ako štruktúra rastlinných a živočíšnych vírusov. dosť zvláštna morfológia buka. Rozlišuje hlavu, ktorá má oválny tvar, niekedy šesťuholníkový, hranolový, niekedy okrúhly. Z hlavy sa kosť pohybuje viac-menej v dlhom dutom vnútri. Buk v porovnaní s kopanom, špendlíkom И ™, pulcom. Pre svoje veľké fágy sa objavuje v stredne veľkých vírusoch. Priemer hlavy je 60-90 nm, dĺžka hrebeňa - 250 nm hrúbka - 10-25 nm. Hodnota bukov je dosť premenlivá. Aj rôzne verzie (typy) rovnakého druhu buka sa môžu značne líšiť vo veľkosti. Molekulová hmotnosť 200 miliónov fágov.
Nucleproteidomová buková častica sa skladá z bielkovín (50 - 60%) a DNA (45 - 50%). Niektoré buky obsahujú malé množstvo lipidov (1,5 - 2%). Proteín vytvára bukovú škrupinu a DNA je vo vnútornom priestore hlavy buka. Proteínový obal sa skladá z veľkého množstva proteínových častíc nazývaných podjednotky.
Niektorí vedci sa domnievajú, že fágová DNA má veľmi malú proteínovú zmes, ktorá sa líši od proteínového obalu fága. DNA sa líši od rôznych fágov a od DNA bakteriálnych buniek, v ktorých žijú. DNA E. coli obsahuje asi 5% a jej fágy lýzujú - asi 45%. DNA E. coli má navyše cytozínovú bázu a jej buk obsahuje inú bázu, ktorá sa vyznačuje mnohonásobným cytozínom.
Fágy parazitujú na baktériách (fágy - požierač). Nachádzajú sa takmer vo všetkých patogénoch ľudí a zvierat a v mnohých nepatogénnych mikrobiálnych baktériách, vrátane mliečnych baktérií Azotobacter, nodulárnych baktérií a mnohých lúčových húb používaných na prípravu antibiotík. V prírode sú rozšírené buky. Sú tam, kde sú baktérie, a aktinomycety. Sú izolované z mlieka, pôdy, vody, ktoré obsahujú veľké množstvo mikróbov. Hlavným zdrojom patogénnych fágových mikróbov sú chorí ľudia a zvieratá, ako aj nosiče bacilov. Fágy sú priradené pri intestinálnych infekciách vo výkaloch pri hnisavých ochoreniach hnisu. Najmä tieto sa dajú ľahko rozlíšiť počas obdobia zotavenia.
Pre bukový materiál, ktorý obsahuje (voda, pôda, výkaly, hnis, atď.), Sa vysieva do tekutého kultivačného média. V strednodobom horizonte baktérie rastú a začnú sa množiť. Kultivovaná kultúra sa filtrovala cez bakteriálny filter. Na filtri zostávajú baktérie a buk do filtrátu vstupuje zreteľne. Ak bol filtrát pridaný k roztoku čerstvej kultúry príslušných baktérií, fágový organizmus a baktérie zničia kultúru Brighten. Na baktériách pevné doštičky na pevnom médiu pozorované priehľadné prázdne kruhové škvrny. Tieto škvrny sa množia v baktériách a častice buka sa lyžovali. Tieto škvrny sa nazývajú plaky alebo negatívne kolónie, bakteriofágy. Ak sú tieto kultúry rákosové platne citlivé na mikróby, stane sa to znova, jav bakteriofágov.
Fágy sú odolnejšie voči fyzikálnym a chemickým faktorom ako nesporogénne baktérie. V uzavretej trubici môže buk pretrvávať roky. Väčšina buka inaktivovaná pri 65-75 ° B. Fágy sú veľmi citlivé na kyseliny a sú rezistentné voči antibiotikám.
Dôležitou vlastnosťou bukov je ich špecifickosť. Každý typ fágu je špecifický pre konkrétny typ baktérie. U druhu je často ešte belšia užšia špecifickosť - typická. Buk špecifický pre tento typ neovplyvňuje všetky kultúry tohto typu baktérií, ale iba niektoré. Takže týfusové baktérie proti fágom týfusu sú rozdelené do 44 typov.
Ale špecifickosť buka je relatívna. Fág môže byť adaptovaný (hostený) na druhý ako parazitická baktéria viacerými pasážami z jedného typu bakteriálnej bunky. Napríklad fág brušného týfusu je možné prispôsobiť na dyzentrickú tyčinku s dedičnými stratovými vlastnosťami. Niektoré bunky, ktoré sú citlivé na bukovú kultúru, môžu získať odolnosť voči deštruktívnemu pôsobeniu buka na prevod tejto vlastnosti dedením. K bukovej rezistencii bakteriálnych kultúr dochádza často v dôsledku mutácií.
Fágy sú rovnaké štyri stupne vývoja ako vírusy. Buk sa pripája k mobilnému rastu, nie k hlave. Na konci procesu sú dlhé (130 nm), ale sú to veľmi tenké vlákna (2 nm) proteínu, ktoré zachytávajú baktérie v prostredí. Na konci procesu sa buk pripája k bakteriálnej bunke pomocou špeciálnych prísaviek.
Príloha obsahuje fágový lyzozým a vysokoenergetickú molekulu enzýmu ATP. Enzým oslabuje bunky bakteriálneho obalu, hrot je stlačený v dôsledku energie ATP a ako mikrostriekačka sa do bunky vstrekuje fágová nukleová kyselina. Proteínový obal je ponechaný na vonkajších bakteriálnych bunkách a ďalšia účasť na vývoji fágov nie je akceptovaná.
V ďalšom štádiu, v prvej polovici, nukleová kyselina vstúpila do bakteriálnych buniek, nie je detekovaná. V tejto dobe sa zdá, že je súčasťou genetického aparátu bunky a bunka upravuje mechanizmy syntézy, čo vedie k produkcii kyselín a proteínov jadier bakteriálnych fágov. Počas dozrievania fágov počas tohto obdobia sa stal známym výsledok štúdie ultrazvukových rezov bakteriálnych buniek infikovaných fágmi, pretože celé bunky sa ukázali byť veľmi hrubými na prezeranie vnútorných štruktúr, vrátane fágov na elektrónový mikroskop. Pri tenkom ultrazvuku sa zistilo, že prvou v rôznych častiach protoplazmy buniek je tvorba nukleovej kyseliny, proteínov a hlavy prístroja. Potom sa akoby podrobnosti na konci stupňov spoja a vyprodukuje sa zrelý buk.
Bakteriálne bunky mierne vyrastali z tvaru vo vnútri svojich fágov, ktoré náhle explodovali a emitovali do prostredia až niekoľko stoviek mladých fágov. Kompletný adsorpčný cyklus na produkciu potomkov fága v bunke zaberá rôznym druhom nerovnomerných bakteriofágov čas - od 13 minút do 2 hodín.
Uvoľňované z mladých bakteriálnych buniek sa fágy ešte len začínajú zavádzať do ďalších bakteriálnych buniek. Tento proces prebieha za priaznivých podmienok, napríklad in vitro kultivácia s citlivými baktériami, pokiaľ baktérie nie sú všetky mikrobiálne bunky lýzované, prebiehajú až v stacionárnej fáze kultúry.
Použitím metódy značenia ukázal, že častice potomstva buka sú vyrobené z rodičovského fágového materiálu, bakteriálnych buniek a kultivačného média, ktorým boli rastúce bakteriálne bunky. Teda v zostupných fágových časticiach obsahoval 35% fosforu z dusíka materského fága - 80% z živného média a 20% z bakteriálnych buniek.
Nie vždy to končí poslednou fázou deštrukcie bakteriálnych buniek fágmi. V interakcii fágov a buniek je možné pozorovať rôzne zmeny v bakteriálnych bunkách, ktoré nevedú k jeho zničeniu. Zmena morfológie, virulencie, biochémie, získanie rezistencie na fágy a ďalšie. Fágy sa ľahko menia pod vplyvom vonkajších podmienok. Môžu meniť svoje antigénne morfologické vlastnosti: tvoria krvné doštičky na pevnom médiu, prispôsobujú sa iným typom a typom baktérií. Buk je citlivý na mutačnú variabilitu.
V bunke však existuje ďalší zvláštny typ vzťahu buk. Pretože patogény môžu niekedy spôsobiť nielen premenlivú závažnosť ochorenia, ale aj skryté, latentný priebeh ochorenia a fágy, ktoré po dlhú dobu nespôsobujú bunkovú smrť, existujú v sú v latentnom (skrytom) stave. Takéto fágy sa nazývajú stredne závažné alebo neinfekčné. Interakcia mierneho fága pri lyzogenizácii bakteriálnych buniek vyjadrená v bakteriálnej kultúre. Pri lyzogénnych kultúrach existuje druh symbiózy bakteriálnych buniek s bukom, v ktorej je možné konzervovať a bakteriálne bunky a buk. Fág nezabráni výmenným reakciám a reprodukcii bakteriálnych buniek v kultúre. Dve bakteriálne fágové bunky tiež vstupujú do dvoch nových buniek. To všetko sa deje za mnoho generácií. Fágy úzko súvisia s bunkou, ale sú v neaktívnom, neinfekčnom stave. Takýto fág A. Ľvov sa nazýval prorok. Nedá sa zistiť ani pomocou elektrónového mikroskopu.
Pretože bakteriálna bunka preniká iba do DNA, hlavne do fága, je zrejmé, že mierny fág je vo forme, ktorá je vo forme fágovej DNA, ktorá je spojená s jadrovým aparátom bunky - chromozómom, byť akoby jeho podjednotkou.
Vonkajšie sa bakteriálna kultúra - šírenie skrytých médií - nelíši od normálnej a nie je infikovaná bukovou kultúrou. Ale ak sa filtrovaná lyzogénna kultúra a filtrát pridajú k citlivej kultúre nelizogennoy, bude sa táto lyžovať. Zistilo sa, že v jednotlivých bunkách lyzogénna kultúra v jednej z tisícov alebo desiatok tisíc buniek, ale neustále dochádza k transformácii profága na zrelý fág. Preto za normálnych podmienok nedochádza k významnej zmene lyzogénnych vonkajších kultúr.
Prophage má genetickú informáciu potrebnú na syntézu úplných častíc tohto typu fágu. Táto vlastnosť proroka sa prejaví, akonáhle sa baktérie dostanú do nepriaznivých podmienok. Zistilo sa, že pod vplyvom takzvaných indukčných faktorov - UV alebo röntgenového žiarenia alebo vystavenia chemikáliám - dochádza k hromadnej transformácii profága na aktívne fágy a bunky majú boli ošetrené rovnako ako pri vystavení infekčnému buku. Pravdepodobne faktory, ktoré indukujú súvislosť medzi genetickým aparátom baktérií a proroka a aktivujú proroka.
Lyzogenéza je v prírode veľmi rozšírená. V stafylokokoch, týfusových baktériách a mnohých ďalších je takmer každý kmeň lyzogénny. Väčšina čerstvo izolovaných plodín zo zvierat, rastlín a pôdy je už lyzogénna.
Latentné, skryté, vírusové infekcie sa vyskytujú nielen v baktériách, ale aj v rastlinách, zvieratách a ľuďoch. Zdá sa, že asymptomatické vírusové infekcie sa v prírode vyskytujú častejšie, ako je zrejmé. Bez výnimky sú všetky rastliny zemiakov Korol Eduard infikované latentným vírusom, ktorý nespôsobuje žiadne príznaky choroby z odrôd zemiakov, ale výrazne sa prejavuje u iných odrôd. Polyhydrosis - vírusové ochorenia červov - zdá sa, že to nemôže prebiehať po celý život červa, ale zmena prostredia, teploty, výkonu atď. uvoľnenie zrelej formy vírusu je ľahké vidieť. Herpes vírus u infikovaných ľudí v ranom detstve. Ale prejaví sa to až po prechladnutí, alebo po prestupovej chrípke a pod. V známej vezikulárnej forme okolo úst a nosných krídel je priehľadná tekutina obsahujúca vírus.
Úspechy v oblasti virológie nachádzajú veľa podobností medzi vírusmi a fágmi, najmä na jednej strane, a onkogénnymi vírusmi na druhej strane. Definitívne údaje o príčinách rakoviny zatiaľ nie sú k dispozícii. Rakovinu chemickú teóriu spôsobujú takzvané karcinogénne látky - väčšinou produkty neúplného spaľovania horľavých materiálov (uhlie, ropa, slín, dym, tabak atď.). V posledných rokoch čoraz viac rozpoznáva vírusovú teóriu. Existuje viac ako 30 ľudských a zvieracích nádorov, ktoré sú spôsobené vírusmi (kurací sarkóm, zajačí papilóm atď.) A počet týchto nádorov neustále rastie. (Vtáky s leukémiou polyoma are ™ oarece, И ™ oareci atď.). Vírusy neničia tumorigénne bunky a menia ich na nádorové bunky, čo je charakteristický znak, ktorým je nekonečné množenie.
Na prekonanie potreby rakoviny nájsť základný mechanizmus transformácie normálnej bunky na malígny nádor. Tento mechanizmus súvisí s porušením syntézy proteínov a v dôsledku toho so zmenami v štruktúre a funkcii nukleovej kyseliny.
Fágové lyzogénne kultúry môžu mať zásadný vplyv na biológiu baktérií pri určovaní ich vlastností. Zistilo sa teda, že niektoré fágy sa izolovali z kultúr toxigénnej lyzogénnej záškrtu, keď sa zaviedol neogénny benígny záškrt prevedený na toxigénny, t. J. E. Produkcia toxínu záškrtu, záškrt volajte osobu (lyzogénna konverzia). A táto nová funkcia je už zdedená. Výroba niektorých bičíkových baktérií môže spôsobiť tvorbu fixných bičíkových baktérií. Tento jav sa nazýva transdukcia.
Praktický význam buku
Fágový vírus sa ukázal ako veľmi užitočný na liečenie a prevenciu mnohých ľudí a zvierat spôsobených baktériami infekčných chorôb. Po práci d'Errelya sa na tieto účely široko používal buk. Dobré výsledky boli dosiahnuté pri liečbe hnisavých rán, plynovej gangrény a iných chorôb počas druhej svetovej vojny. Potom s príchodom používania nízkofágových antibiotík, pretože liečba antibiotikami sa ukázala ako účinnejšia a jej účinok nie je taký konkrétny.
Použitím známeho buku, ktorý je vždy k dispozícii v laboratóriu, sa určuje typ bakteriálnych kultúr izolovaných od pacienta alebo z vonkajšieho prostredia, čo je pre diagnostiku veľmi dôležité. Okrem toho definícia izolovaných kultúr prostredníctvom štandardných úzkych fágov môže identifikovať zdroj infekčných chorôb, je dôležité prijať kontrolné opatrenia. Prítomnosť fágov E. coli a patogénnejších fágov črevných infekcií v pitnej vode naznačuje poruchy epidemiologického zdravia vodných zdrojov, bakteriálnu kontamináciu.
Ale buky často spôsobujú veľké škody na produkcii založenej na životnej aktivite mikróbov - baktérií alebo aktinomycetov, a to pri výrobe syrov, pri výrobe antibiotík, vakcín, hnojív. ™ Bakteriálne klamstvá.
V týchto zariadeniach sú odvetvia vonkajšieho prostredia, vo vnútri továrne, v surovinách vždy príslušné mikróby vo veľkom množstve.
Ak bude rastlinná výroba, ako napríklad mliečny streptokok pri výrobe syra alebo ožarovanie húb pri výrobe streptomycínu, infikovaná fágmi, výroba syra alebo antibiotika nebude byť schopný normálne chodiť. Porážka plodín na produkciu buka vedie k oslabeniu výrobného procesu, kým sa nezastaví.
Kontrola fágov môže byť v týchto prípadoch veľmi vážna. starostlivá dezinfekcia celého výrobného procesu. U úrodnej plodiny sa musí vždy skontrolovať, či neobsahuje vhodný buk. Je potrebné použiť odolné bukové plodiny.
V pôde môžu byť bakteriálne uzliny И ™ a Azotobacter infikované fágmi. Významná koncentrácia týchto fágov v pôde spomalila vývoj uzlíkov na koreňoch strukovín a Azotobacter v pôde, čo v niektorých prípadoch ovplyvňuje plodinu.