Što je bakteriofages?

Bakteriofagi ili fagi (od dr.-Greška. ᾰᾰᾰᾰᾰγω - "pobožni") - virusi, selektivno utječu na bakterijske stanice. Najčešće bakteriofages umnožavaju unutar bakterija i uzrokuju im lizu. U pravilu, bakteriofag se sastoji od ljuske proteina i genetskog materijala.

Priča

Engleski bakteriolog Frederick Tores u članku 1915. opisao je zaraznu bolest stafilokoka, infektivni agens prolazio je kroz filtre, a može se prenijeti s jedne kolonije u drugu. Bez obzira na Tore Frederick, francusko-kanadski mikrobiolog Felix d`Elell 3. rujna 1917. prijavio je otvaranje bakteriofaga. Uz to, poznato je da je ruski mikrobiolog Nikolai Fyodorovich Gamalei u 1897 prvi promatrao fenomen bakterija lize (štap s kojom se sybiced) pod utjecajem transfektiranog sredstva.

Nakon otvaranja fenomena bakteriofaga, d`Elell razvio doktrinu da bakteriofage patogene bakterije, budući da su njihovi paraziti, igraju veliku ulogu u patogenezi infekcija, osiguravajući oporavak organizma pacijenta, a zatim stvaranje specifičnog imuniteta. Ova situacija privukla je pozornost mnogih istraživača u fenomen bakteriofaga, koji je trebao pronaći važan način borbe protiv najopasnijih zaraznih bolesti čovjeka i životinja u fažu. Također Felix d`Elell iznijela je pretpostavku da bakteriofagi imaju krupnu prirodu. Međutim, tek nakon što je izum elektronskog mikroskopa uspio vidjeti i istražiti ultrastrukturu fuge.

Bakteriofagi u prirodi

Bakteriofagi su nevidljivo prisutni svugdje u našem svijetu - u oceanu, tlo, izvori duboko vode, piće vode i hrane. Oni su najposjećeniji oblik života na zemlji - od 10^trideset do 10³² čestice fage u biosferi - i igraju ključnu ulogu u održavanju ravnoteže svih proučavanih ekosustava. Bakteriofagi su prirodni regulatori i borci s bakterijama i osiguravaju dinamičku ravnotežu u prirodi, uz održavanje relativne stalnosti mikrobnog krajolika u prirodi i ograničavanju rasta populacije bakterija. Bakteriofagi su prisutni čak iu našoj hrani - svakodnevno jede bakteriofage s hranom, u kojima su prirodno prisutni, reguliraju mikrobnu ravnotežu u ljudskom tijelu.

Poznati znanstvenik D, erell predstavio je svijetu bakteriofaga kao prirodne antibakterijske agense i ponudio ih da ih koristi za terapiju - čak i prije otvaranja antibiotika.

Klasifikacija

Dvije skupine bakteriofaga razlikuju: Umjereno i virulentno. Umjereni fagi polako umnožavaju unutar zahvaćene bakterijske stanice, prenose se u bakterijsku koloniju iz stvaranja na stvaranje, povremeno uništavanje mikrobnih stanica. Takav učinak naziva se lizogeni. Vilauble fagi, udarajući mikrob kavez, početi se brzo umnožiti, što dovodi do brze smrti zaražene ćelije. Takav učinak naziva se litička.

Koji problemi rješavaju pripreme bakteriofaga?

jedan.Učinkovita borba s bakterijskim infekcijama

Omogućuju vam da se učinkovito bakterijske infekcije bez rizika od razvoja komplikacija za jetre, bubrega i drugih vitalnih organa podvrgnuti štetnom djelovanju konvencionalnih antibakterijskih sredstava.

2.Jačanje djelovanja antibiotika

Kada se koristi s antibiotikom, učinkovitost potonjeg može poboljšati.

3.Uništite samo zlonamjerne bakterije

Uništiti zlonamjerne bakterije i zadržati vlastite, "korisne" bakterije za nas (crijevna mikroflora, mikroflore genitalnih organa), bez uzrokovanja disbakterioze.

4.Učinkovita zamjena antibiotika

U nedostatku učinka upotrebe antibiotika (sa stabilnošću bakterija na antibiotike) i prisutnost kronične, rekurentne infekcije, bakteriofagi su odličan izbor kao ljekarna terapija.

5. Minimalno kontraindikacije

U prisutnosti kontraindikacija za upotrebu antibiotika (s pripadajućim proljevom s antibioticima, kršenje jetre i bubrega, itd.) - Bakteriofagi su neophodni.

6. Bakteriofagi se mogu koristiti unutar i korišteni za vanjsku uporabu

Bakteriofagi se mogu koristiti i prema unutra i korišteni za vanjsku uporabu, što rješava problem ne samo na razini cijelog tijela, već i lokalno u lokaciji lokalizacije infekcije.

Mehanizam djelovanja bakteriofaga

Virus prodire u ćeliju patogene bakterije, uveden u svoj genom i počinje se umnožavati. Nakon akumuliranja unutar bakterijske stanice određenog broja novih virusnih čestica (viriona), stanica je uništena, virusi nadmašuju i zaraze nove bakterijske stanice.

Životni ciklus bakteriofaga

1. Fag pristupa bakterije, a repne niti povezane su s receptorskim područjima na površini bakterijske stanice.
2. Rep niti su savijeni i "tjelesni" šiljci, a bazalna ploča na površini staničnog kućišta je smanjena, prisiljavajući šuplje šipku da uđe u ćeliju da se olakša u lizomim enzima, koji je u bazalnoj ploči, nukleinskoj kiselini, nukleinskoj kiselini. (DNA ili RNA) se uvodi unutar ćelije.
3. Nukleična kiselina faga kodira sintezu enzima faga pomoću šefa domaćina za to.
4. Fag inaktivira DNK i RNA vlasnika, a enzimi faga potpuno podijeli svoj fag RNA podređuje stanični uređaj.
5. Nukleična kiselina faga se replicira i kodira sintezu novih proteina ljuske.
6. Novi čestice fage formirane kao rezultat spontanog samostalnog montaže proteinske ljuske oko nukleinske kiseline u fazi, pod kontrolom RNA faga sintetiziranog lizozima.
7. Lisace stanice: stanična stanica pod utjecajem Lysozym- je oslobođena oko 200-1000 novih faza faza zaraze drugih bakterija.
8. Faze 1-7 u vremenu zauzimaju oko 30 minuta - to se razdoblje naziva latentno razdoblje.

Dvije strane medalje

Prednosti

Bakterije gube osjetljivost na djelovanje antibiotika. Farmaceutska industrija neumorno sintetizira druge. Međutim, zna se da su mogućnosti sinteze antibiotika ograničene. Na djelovanje bakteriofaga antibiotika se vrlo teško prilagoditi, a prema stručnjacima, mikrobi ne mogu razviti otpornost na kompleks od nekoliko bakteriofaga;. Osim toga, bakteriofaci praktično nemaju nuspojave, alergični fenomeni su rjeđi, mogu se kombinirati s bilo kojim lijekovima. Bakteriofagi u ovom trenutku dokazali su se u liječenju uroloških bolesti, gnojni procesi u kirurgiji, kao iu liječenju crijevnih zaraznih bolesti u novorođenčadi.

nedostaci

1. Nažalost, nedostaci medicinskih bakteriofaga također puno. Najvažniji problem proizlazi iz dostojanstva - visoke specifičnosti fagova. Svaki bakteriofag inficira strogo definiranu vrstu bakterija, čak ni taksonomski izgled, već broj užika, sojeva. S obzirom na to kako je psa WatchDoggy počeo lajati samo na crnim kabanicama, rast dva metra u crnim kabanicama, a tinejdžer koji se penje u kuću ni na koji način nije reagirao. Stoga, za sadašnje pripreme faga postoje slučajevi neučinkovitih primjena. Lijek je napravljen protiv određenog skupa sojeva i savršeno pohađanje streptokokalne angine u Smolensku može biti nemoćna protiv svih znakova iste angine u Kemerovu. Bolest je ista, uzrokovana istim mikrobom, a sojevi streptokoka u različitim regijama pokazuju se da su različiti.

Za najučinkovitiju uporabu bakteriofaga potrebna je točna dijagnoza patogenog mikroba, do naprezanja. Najčešća metoda dijagnostike - kultura sjetve - traje puno vremena, a potrebna točnost ne daje. Brze metode - tipkanje s polimerazom lančane reakcije ili masene spektrometrije - polako se uvode zbog visokih troškova opreme i više kvalifikacija za laboratorijske tehničare. U idealnom slučaju, izbor phas komponenti lijeka može se napraviti protiv infekcije svakog pojedinog pacijenta, ali je skupo iu praksi neprihvatljivo.

1. Još jedan važan nedostatak fagova - njihova biološka priroda. Osim činjenice da bakteriofagi za održavanje infektivnosti zahtijevaju posebne uvjete za skladištenje i transport, takav način liječenja otvara prostor za razne spekulacije na temu "Strana DNA u čovjeku". I iako je poznato da bakteriofag u načelu ne mogu zaraziti ljudsku ćeliju i uvesti svoju DNK, da bi se teško promijenio javno mišljenje.
2. Biološke prirode i prilično velik, u usporedbi s lijekovima s niskim molekularnim težinom (isti antibiotici), veličina teče treće ograničenje - problem isporuke bakteriofaga tijelu. Ako se mikrobna infekcija razvija tamo, gdje se bakteriofag može primijeniti izravno u obliku kapljica, sprej ili klistira, - na koži, otvorene rane, opekline, nazofarmalne korice, uši, oči i veliki crijevo - onda postoje nema problema.
3. Ali ako se infekcija dogodi u unutarnjim organima, situacija je teža. Poznati su slučajevi uspješnog lijeka infekcija bubrega ili slezene s uobičajenom oralnom primjenom pripreme bakteriofaga. Ali sam mehanizam penetracije je relativno veliki (100 nm) čestice fage iz želuca u krvotoku, au unutarnjim organima slabo se shvaćaju i vrlo će od pacijenta do pacijenta. Bakteriofagi su nemoćni i protiv tih mikroba koji se razvijaju unutar stanica, kao što je tuberkuloza i guba. Kroz zid ljudske ćelije, bakteriofag ne može dobiti.

Treba napomenuti da se ne bi trebalo suprotstaviti uporabi bakteriofaga i antibiotika u medicinske svrhe. Svojom zajedničkom djelovanjem, uzajamno povećanje antobakterijskog učinka se promatra. To omogućuje, na primjer, kako bi se smanjila doza antibiotika na vrijednosti koje ne uzrokuju izražene nuspojave. Prema tome, mehanizam razvoja bakterija stabilnosti na obje komponente kombiniranog lijeka je gotovo nemoguć.

Proširenje arsenala antimikrobnih lijekova daje više stupnjeva slobode u izboru tehnike liječenja. Dakle, znanstveno utemeljen razvoj koncepta korištenja bakteriofaga u antimikrobnoj terapiji je perspektivni smjer. Bakteriofagi nisu toliko alternativa kao dodatak i poboljšanje u borbi protiv infekcija.

Primjena

U medicini

Jedno od područja uporabe bakteriofaga je antibakterijska terapija, alternativni prijem antibiotika. Na primjer, koriste se bakteriofagi: streptokoknu, stafilokokna, pebesieloza, dizenterični polivalent, piobakteriofag, ako, protein i kiprotane i drugi. Trenutno se koriste za liječenje bakterijskih infekcija koje nisu osjetljive na tradicionalno liječenje antibioticima, posebno u Republici Gruziji. Obično je uporaba bakteriofaga popraćena velikim od antibiotika, uspjeh tamo, gdje su prisutne biološke membrane, prekrivene polisaharidima, kroz koje antibiotici obično ne prodiruju. Trenutno, terapeutska uporaba bakteriofaga nije primila odobrenje na Zapadu, iako se fazi primjenjuju na uništavanje bakterija koje uzrokuju trovanje hranom, kao što su licence. Tijekom dugogodišnjeg iskustva u volumenu velikih gradskih i ruralnih područja dokazano je neobično visoka terapeutska i preventivna učinkovitost disenterskog bakteriofaga.

U biologiji

Bakteriofagi se koriste u genetskom inženjeringu kao vektori koji nose DNA dijelove, a također je moguć prirodni prijenos prijenosa između bakterija kroz neke fage (transdukcija).

Vektori faga se obično stvaraju na temelju umjerenog bakteriofaga λ, koji sadrže dvolančanu linearnu molekulu DNA. Lijevi i desni ramena faga imaju sve gene potrebne za litički ciklus (replikacija, reprodukcija). Srednji dio genoma bakteriofaga λ (sadrži najmove gena koji kontroliraju gene, to jest, njegova integracija u DNA bakterijske stanice) nije neophodna za njegovu reprodukciju i iznosi oko 25 tisuća parova nukleotida. Ovaj dio može biti zamijenjen stranim fragmentom DNA. Takvi modificirani fazi prolaze knjižnični ciklus, ali najmovi se ne događaju. Vektori na temelju bakteriofaga λ koriste se za kloniranje fragmenata DNA eukariota (to jest, veći geni) do 23 tisuće parova nukleotida (t. P. N.). I fage bez umetke su manje od 38 tona. P. N. ili, naprotiv, s prevelim umetcima - više od 52 tona. P. N. ne razvijajte i ne utječu na bakterije.

Budući da je reprodukcija bakteriofaga moguća samo u živim ćelijama, bakteriofagi se mogu koristiti za određivanje održivosti bakterija. Ovo područje ima sjajne perspektive, jer je jedno od glavnih pitanja u različitim biotehnološkim procesima određivanje održivosti korištenih kultura. Koristeći metodu elektro-optičke analize stanica suspenzija, mogućnost proučavanja faza interakcije mikrobne stanice faga.