Фазы взаимодействия фага с бактериальной клеткой.

^ Взаимодействие фагов с бактериальной клеткой характеризу­ется определенной степенью специфичности. По специфичнос­ти действия различают поливалентные фаги, способные взаимодействовать с родственными видами бактерий, моновалентные фаги, взаимодействующие с бактериями определенного вида, и типовые фаги, взаимодействующие с отдельными вариантами (типами) данного вида бактерий.

Лизогения и ее значение. Профаг. Дефектные фаги. Фаговая конверсия.

В некоторых случаях вирулентных свойств фага оказывается недостаточно для разрушения бактерии. Подобные вирусы — умеренные фаги — претерпевают любопытные превращения, известные как редукция фага. При этом процессе ДНК вируса не вызывает образования вирусспецифических белков и нуклеиновых кислот, но включается в бактериальную хромосому. С практической точки зрения бактерия приобретает новый набор генов (встроенного вируса), а также становится «иммунной» к повторному заражению (интерференция вирусов).

Подобный феномен известен как лизогения, а популяции бактерий — как лизогенные культуры. ДНК умеренного вируса реплицирует синхронно с размножением лизогенной бактерии, н иногда (примерно в одной из 102-105 подобных бактерий) фаг начинает спонтанно размножаться, а клетка подвергается лизису. Некоторые умеренные фаги (например, участвующие в про цессах трансдукции бактерий) не способны образовывать дочерние популяции, то есть являются дефектными вирусами. Дефектные фаги используют как векторы в генной инженерии. Вирусная ДНК может длительно сохраняться в бактериальном потомстве. Такие латентные бактериофаги известны как провирусы, или профаги.

• Сохранение способности к инфицированию у умеренного фага зависит от низкомолекулярного белкового репрессора, кодируемого вирусной ДНК и «выключающего» все вирулентны функции бактериофага.

• Переход умеренного фага на литический цикл развития происходит при нарушениях синтез белкового репрессора. При этом встроенный в геном бактерии вирус проявляет все свои вирулентные свойства, репродуцируется и лизирует клетки, а также может инфицировать другие бактерии. Переход умеренного бактериофага в литический invitro можно вызвать воздействиет на бактерии ряда факторов. Например, если лизогенные культуры подвергнуть УФ-облученик действию Н202 или создать в среде избыток некоторых питательных веществ и витаминов, так происходит немедленная стимуляция вирулентных свойств фага — индукция фага.

Ассоциация фаговой ДНК с геномом бактерии способна качественно изменять свойства бак термиальной клетки. Например, известны различные бактерии, вирулентные свойства которых (обычно в виде экзотоксинов или адгезинов) кодируются лизогенными фагами. Иными словами лизогенная бактерия будет вирулентной, тогда как её нелизогенный двойник останется безвредным. У других бактерий присутствие профага вызывает изменение морфологии или антигенных свойств. Такое изменение генетических свойств, вызванное вирусной ДНК, обозначают терми нами «инфекционная наследственность» или «лизогенная (фаговая) конверсия».

При лизогении происходит изменение наследственных свойств не только бактериальной клетки, н и фага; размножаясь в клетке, он способен захватывать некоторые гены бактерии и, инфицируя другую клетку, передаёт приобретённые гены новому хозяину. Подобная передача (трансдукция) во многом аналогична генетической рекомбинации у высших растений и животных.

Распространение фагов в природе. Применение фагов в микробиологии и медицине(использование для идентификации и типирования бактерий (понятие о фаговаре), в расследовании вспышек внутрибольничных инфекций, в терапии и профилактике инфекционных болезней. Фаги как показатели бактериального загрязнения объектов окружающей среды.)

аги широко распространены в природе.

Выделить их можно из различных субстратов, в которых имеются микробы — хозяева фагов. Кишечные фаги можно выделить из сточных вод, почвы, испражнений, стафилококковые фаги — из слизи носа, зева, с кожных покровов, из отделяемого ран. В настоящее время известны фаги почти у всех патогенных и многих непатогенных микроорганизмов: у бактерий семейства кишечных, коринебактерий, микобактерий, стрептококков, споровых микроорганизмов, актиномицетов. Фаги и подобные им агенты не обнаружены у простейших, большинства дрожжей, плесневых грибов, спирохет, водорослей.

Выделение бактериофага из исследуемого материала и объектов внешней среды производят обычно в тех случаях, когда не удается выделить культуру микроорганизма. Для выделения фага производят посев фильтрата исследуемого материала на плотные или жидкие питательные среды одновременно с культурой микробов, на которых происходит размножение искомого фага (тест-культура). О наличии фага судят по отсутствию роста тест-культуры. Постановку опыта всегда сопровождают контрольным посевом тест-культуры бактерий на питательные среды. В контрольной пробирке должен наблюдаться рост микробов, т. е. помутнение среды. На плотных питательных средах фаги обнаруживают методами Отто или Грациа, которые можно использовать также для подсчета количества фаговых корпускул в исследуемом материале. После выявления фага в исследуемом материале определяют его количественное содержание, или титр фага.