Šta su bakteriofagi?

Bakteriofagi ili fagi (od dr.-Grech. ᾰᾰᾰω - "pobožni") - virusi, selektivno utječu na bakterijske ćelije. Najčešće se bakteriofati pomnožuju unutar bakterija i uzrokuju ih lizom. U pravilu, bakteriofag se sastoji od proteinskih školjki i genetskih materijala.

Prič

Engleski bakteriolog Frederick Tores u članku 1915. opisalo je zaraznu bolest stafilokoka, infektivni agent prošao kroz filtre, a moglo bi se prenijeti iz jedne kolonije u drugu. Bez obzira na Frederick Tore, francusko-kanadski mikrobiolog Felix d`Elell 3. septembra 1917. izvijestio je o otvaranju bakteriofaga. Poznato je da je ruski mikrobiolog Nikolaj Fyodorovich Gamalei 1897. prvi put primijetio fenomen bakterije lize (sybed štap) pod utjecajem prestičenog agenta.

Nakon otvaranja pojava bakteriofage, D`Elell je razvio doktrinu da su bakteriofi patogenih bakterija, budući da su njihovi paraziti, igraju veliku ulogu u patogenezi infekcija, a zatim stvaranje specifičnog imuniteta. Ova situacija privukla je pažnju mnogih istraživača na fenomen bakteriofara, koji je trebao pronaći važno sredstvo za borbu protiv najopasnijih zaraznih bolesti čovjeka i životinja u fage. Takođe Felix d`Elell izneti pretpostavku da bakteriofagi imaju korpuskularnu prirodu. Međutim, tek nakon izuma elektrona mikroskopa uspio je vidjeti i istražiti ultrastrukturu fuga.

Bakteriofagi u prirodi

Bakteriofici su nevidljivo prisutni svuda u našem svijetu - u okeanu, tlu, izvorima duboke vode, pitkom vodom i hranom. Oni su najnovije u obliku života na zemlji - od 10^trideset do 10³² čestice faga u biosferi - i igraju ključnu ulogu u održavanju ravnoteže svih studiranih ekosustava. Bakteriofapi su prirodni regulatori i borci s bakterijama i pružaju dinamičnu ravnotežu u prirodi, uz održavanje relativne konstantnosti mikrobnog krajolika u prirodi i ograničavajući rast populacije bakterija. Bakteriofapi su prisutni čak i u našoj hrani - svakodnevno jesti bakteriophage s hranom, u kojoj su prirodno prisutni, reguliše ravnotežu mikrobnog tijela u ljudskom tijelu.

Poznati naučnik D, Erell predstavio je svijetu bakteriofaga kao prirodni antibakterijski agensi i ponudio ih za upotrebu za terapiju - čak i prije otvaranja antibiotika.

Klasifikacija

Dvije grupe bakteriofaga razlikuju: Umjeren i virulentan. Umjereno se polako pomnožavaju unutar pogođene bakterijske ćelije, prenose se unutar bakterijske kolonije od generacije do generacije, periodično uništavajući mikrobne ćelije. Takav efekat se naziva lizogenom. Villauble fagos, udarajući u kavezu mikrobe, počnite brzo pomnožiti, što dovodi do brze smrti zaražene ćelije. Takav efekat se naziva litičnim.

Koje probleme rješavaju pripreme bakteriofaza?

jedan.Efektivna borba sa bakterijskim infekcijama

Dopustite vam da se efikasno bavite bakterijskim infekcijama bez rizika od razvoja komplikacija za jetru, bubrega i druge vitalne organe izložene štetnom akciju konvencionalnih antibakterijskih sredstava.

2.Jačanje akcije antibiotika

Kada se koristi sa antibiotikom, efikasnost potonjeg može poboljšati.

3.Uništiti samo zlonamjerne bakterije

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

4.Učinkovita zamjena antibiotika

U nedostatku efekta iz upotrebe antibiotika (sa stabilnošću bakterija u antibiotike) i prisustvo hronične, ponavljajuće infekcije, bakteriofage su odličan izbor kao apotekarska terapija.

5. Minimum kontraindikacija

U prisustvu kontraindikata na korištenju antibiotika (sa antibioticima pridruženim proljevom, kršenjem jetre i bubrega itd.) - Bakteriofapi su neophodne.

6. Bakteriofiji se mogu koristiti i iznutra i koristiti za vanjsku upotrebu

Bakteriofi mogu se koristiti i prema unutra i koriste se za upotrebu na otvorenom, što rješava problem ne samo na nivou cijelog tijela, već i lokalno na lokalnoj lokaciji infekcije.

Mehanizam akcioniranje bakteriofaza

Virus prodire u ćeliju patogene bakterije, uvedenu u njegov genom i počne množi se. Nakon nakupljanja unutar bakterijske ćelije određenog broja novih virusnih čestica (virusa), ćelija se uništava, virusi nadmašuju i zaraze nove bakterijske ćelije.

Životni ciklus bakteriofaza

1. FAG prilazi bakterijama, a repne niti su povezane sa prepircima na površini bakterijske ćelije.
2. Kombi za rep su savijene i "tijela" i bazalna ploča na površini ćelijskog kućišta je smanjena, prisiljavajući šuplje šipku da uđe u ćeliju koja će se olakšati enzim Lizomim, koji je u bazalnoj ploči, nukleinsku kiselinu (DNK ili RNA) uvodi se unutar ćelije.
3. Nukleinska faga kiselina kodira sintezu faga enzima pomoću šefa domaćina za ovo.
4. Phag inaktivira DNK i RNA vlasnika, a fage enzime u potpunosti podijeljene njezine fage RNA podređuju mobilni aparat.
5. Nukleinska faga je replicirana i kodira sintezu novih proteina školjki.
6. Nove fagos čestice formirane kao rezultat spontane samozakonike proteinske ljuske oko fage nukleinske kiseline, pod kontrolom FAGE-a RNA sintetizovana lizozim.
7. Lisace ćelije: Stanica koja se pukla pod utjecajem Lysozymym- puštena je oko 200-1000 novih faga faza zaraženih ostalim bakterijama.
8. Faze 1-7 u vremenu zauzimaju oko 30 minuta - ovaj period se naziva latentnim periodom.

Dvije strane medalje

Prednosti

Bakterije gube osjetljivost na djelovanje antibiotika. Farmaceutska industrija neumorno sintetizira druge. Međutim, poznato je da su mogućnosti sinteze antibiotika ograničene. Za djelovanje bakteriofaga Antibiotike se vrlo teško prilagođavaju i, prema riječima stručnjaka, mikrobi ne mogu razviti otpor na kompleks nekoliko bakteriofaga;. Pored toga, bakteriofici praktički nemaju nuspojave, alergijske pojave su manje uobičajene, mogu se kombinovati sa bilo kojim lijekovima. Bakteriofici su se trenutno dokazali u liječenju uroloških bolesti, gnojnih procesa u operaciji, kao i u liječenju crevnih zaraznih bolesti u novorođenčadi.

Nedostaci

1. Nažalost, nedostaci medicinskih bakteriofapa takođe puno. Najvažniji problem proizlazi iz dostojanstva - visoke specifičnosti fage. Svaki bakteriofag inficira strogo definiranu vrstu bakterija, čak ni taksonomski izgled, već broj uže sorte, soje. S obzirom na to kako ako je hodaoggy pas počeo lajati samo na crnim kabanima, rast od dva metra u crnim kabanima, te tinejdžer koji se penje u kuću ni na koji način ne reagiraju. Stoga su za trenutne pripreme na fage, postoje slučajevi neefikasnih aplikacija. Lijek izrađen od određenog skupa sojeva i savršeno pohađajući streptokoknu anginu u Smolensku može biti nemoćna protiv svih znakova iste angine u Kemerovu. Bolest je ista, uzrokovana istim mikrobama, a pojavljuju se sojevi streptokoka u različitim regijama različite.

Za najefikasniju upotrebu bakteriofage potrebna je tačna dijagnoza patogenog mikroba, do naprezanja. Najčešća metoda dijagnostike - kulturna sjetva - traje puno vremena i potrebna tačnost ne daje. Brze metode - tipkanje sa lančanom reakcijom polimeraze ili masovne spektrometrije - uvode se polako zbog visokih troškova opreme i viših kvalifikacija za laboratorijske tehničare. U idealnom slučaju, odabir faznih komponenti lijeka mogao bi se izvršiti protiv infekcije svakog određenog pacijenta, ali je skupo i u praksi neprihvatljivo.

1. Još jedan važan nedostatak fage - njihova biološka priroda. Pored činjenice da bakteriofi za održavanje zaraznosti zahtijevaju posebne uvjete za skladištenje i transport, takva metoda tretmana otvara prostor za razne spekulacije na temu "Strana DNK u čovjeku". Iako je poznato da bakteriofag u principu ne može zaraziti ljudsku ćeliju i uvesti svoju DNK u nju, da bi se teško promijenio javno mišljenje.
2. Biološke prirode i prilično veliko, u usporedbi s niskim molekularnim lijekovima (istim antibioticima), veličina teče treće ograničenje - problem isporuke bakteriofage u tijelo. Ako se tamo razvija mikrobna infekcija, gdje se bakteriofag može primijeniti izravno u obliku kapljica, spreja ili klistiranja, - na koži, otvorenim ranama, opekotinama, nazofarmalnim omotama, očima, očima i velikim crevima - onda postoje nema problema.
3. Ali ako se infekcija dogodi u unutrašnjim organima, situacija je teža. Poznati su slučajevi uspješnog liječenja bubrežnih ili slezinskih infekcija s običnom usmenom primjenom pripreme bakteriofaza. Ali sam mehanizam prodora relativno je veliki (100 nm) čestica iz stomaka u krvotoku i u unutrašnjim organima loše se razumiju slabo i jako će od pacijenta jako puno razmotriti. Bakteriofagi su nemoćni i protiv tih mikroba koji se razvijaju u ćelijama, poput tuberkuloze i lepresy. Kroz zid ljudske ćelije, bakteriofag ne može dobiti.

Treba napomenuti da se ne treba suprotstaviti korištenju bakteriofaga i antibiotika za medicinske potrebe. Svojim zajedničkim djelovanjem opaženo je međusobno povećanje antibakterijskog učinka. To omogućava, na primjer, smanjiti dozu antibiotika na vrijednosti koje ne uzrokuju izražene nuspojave. Prema tome, mehanizam razvoja bakterija stabilnosti za obje komponente kombiniranog lijeka gotovo je nemoguć.

Širenje arsenala antimikrobnih lijekova daje više stupnjeva slobode u izboru tehnike liječenja. Dakle, naučno zasnovan razvoj koncepta upotrebe bakteriofaga u antimikrobnoj terapiji je perspektivni smjer. Bakteriofapi nisu toliko alternative kao dodatak i poboljšanje u borbi protiv infekcija.

Primjena

U medicini

Jedna od područja korištenja bakteriofaga je antibakterijska terapija, alternativni prijem antibiotika. Na primjer, koriste se bakteriofi: streptokokna, stafilokokna, pebesiloza, dizenterijski polivalentni, piobakteriofag, ako, protein i quiprotane i drugi. Trenutno se koriste za liječenje bakterijskih infekcija koje nisu osjetljive na tradicionalni tretman antibioticima, posebno u Republici Gruziji. Obično se upotreba bakteriofaga prati velikim od antibiotika, tamo, gdje su prisutne biološke membrane, prekrivene polisaharidima, kroz koji antibiotici obično ne prodire. Trenutno terapijska upotreba bakteriofaga nije dobila odobrenje na zapadu, iako se fage primjenjuju za uništavanje bakterija koje uzrokuju trovanje hranom, poput licenci. U dugogodišnjim iskustvom u količini velikih gradskih i ruralnih područja dokazano je neuobičajeno visoka terapijska i preventivna efikasnost dizenteričke bakteriofage.

U biologiji

Bakteriofiji se koriste u genetskom inženjerstvu kao vektori koji nose DNK dijelove i prirodni prijenos mjenjača između bakterija kroz neke fage (transukcija) također je moguće.

Prilagođači faga obično se stvaraju na temelju umjerenog bakteriofaga λ, koji sadrže dvostrana linearna molekula DNK. Lijevi i desni ramena faga imaju sve gene potrebne za litički ciklus (replikacija, reprodukcija). Srednji dio genoma bakteriofage λ (sadrži gene koji kontroliraju zakupe, odnosno njegova integracija u DNK bakterijske ćelije) nije bitna za njegovu reprodukciju i iznosi oko 25 hiljada parova nukleotida. Ovaj se dio može zamijeniti stranim fragmentom DNK. Takve modificirane fage prolaze bibliotečki ciklus, ali zakupi se ne pojavljuju. Vektori zasnovani na bakteriofažom λ koriste se za kloniranje fragmenata DNK eukariote (odnosno veći geni) do 23 hiljade pari nukleotida (t. Str. N.). A fage bez umetaka su manje od 38 tona. Str. N. ili, naprotiv, sa prevelikim umetcima - više od 52 tone. Str. N. ne razvijajte se i ne utiču na bakterije.

Budući da je reprodukcija bakteriofaga moguća samo u živim ćelijama, bakteriofapi se mogu koristiti za određivanje održivosti bakterija. Ovo područje ima velike perspektive, jer je jedna od glavnih pitanja u različitim biotehnološkim procesima utvrđivanje održivosti korištenih kultura. Koristeći metodu elektro-optičke analize ćelijskih suspenzije, mogućnost proučavanja faza interakcije intekcije fage mikrobne ćelije.