10. Бактериофаги. Природа и особенности взаимодействия с бактериальной клеткой.

Бактериофаги – «пожиратели бактерий», вирусы бактерий. Большинство имеет сперматозоидную форму. Состоят из головки, содержащей нуклеиновую кислоту, и отростка. Большинство фагов являются ДНКовыми. Процесс взаимодействия фага с клеткой протекает по типу продуктивной инфекции и обычно заканчивается лизисом бактериальной культуры. Но возможна и абортивная инфекция, при которой фаговое потомство не образуется, а бактериальные клетки сохраняют свою жизнедеятельность. Наконец, нередко наблюдается лизогенизация бактериальных клеток фагом, в результате чего возникает состояние лизогении, характеризующееся интеграцией генома фага в геном бактериальной клетки.

Стадии взаимодействия вирулентного фага с бактериальной клеткой:

1. Адсорбция. Происходит на рецепторах клеточной стенки. Некоторые – на половых ворсинках. На процесс влияют условия среды: pH, t˚, наличие кофакторов адсорбции.

2. Проникновение. Проникновение НК в клетку, белки остаются снаружи.

3. Биосинтез фаговой НК и белков капсида.

4. Морфогенез фага. Сборка зрелых вирионов.

5. Выход фаговых частиц из клетки.

Также происходит лизис бактерий.

Существуют вирулентные и умеренные бактериофаги. Вирулентные фаги вызывают продуктивную инфекцию, заканчивающуюся образованием новых фаговых частиц и лизисом бактериальных клеток. Умеренные фаги вызывают интегративную инфекцию, не приводящую к лизису зараженных ими клеток; при взаимодействии с бактериальной клеткой переходят в неинфекционную форму – профаг – геном вируса, ассоциированный с бактериальной хромосомой. Профаг воспроизводится как часть бактериальной ДНК и вместе с ней реплицируется. Это явление называется лизогенией.

В практической работе фаги применяют для:

1) фаготипирования бактерий (определения фаготипа по лизису штаммов бактерий одного и того же вида типоспецифическими фагами, что важно для маркировки исследуемых бактерий при эпидемиологическом анализе)

2) фагоидентификации бактериальных культур с целью установления их видовой принадлежности

3) фагодиагностика (выделение фага из организма больного, что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих бактерий)

4) фагопрофилактика – предупреждение некоторых заболеваний (н-р, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге

5) фаготерапии – лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных шигеллами, протеем, стафилококком

11. Особенности катаболизма у разных групп микробов. Виды энергетического обмена. Классификация микробов в зависимости от особенностей энергообмена.

Для синтеза структурных компонентов микробной клетки и поддержания процессов жизнедеятельности наряду с питательными веществами требуется достаточное количество энергии. Эта потребность удовлетворяется за счёт биологического окисления, в результате которого происходит синтез макроэргических соединений – молекул АТФ, представляющих собой универсальный источник энергии.

Метаболизм – совокупность всех химических превращений происходящих в клетках:

- катаболизм (диссимиляция, или энергетических метаболизм)

- анаболизм (ассимиляция, конструктивный метаболизм)

Классификация микробов:

1.Аэробы – для получения энергии нуждаются в свободном доступе кислорода

строгие – не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кислорода

2.Анаэробы – получают энергию без доступа кислорода путём расщепления питательных веществ

облигатные (строгие) – не переносят присутствия даже следов кислорода, который для них является ядом (напр., патогенные клостридии)

факультативные – могут расти и размножаться как в присутствии кислорода воздуха, так и без него

Молекулы АТФ образуются двумя метаболическими путями:

1.Субстратное фосфорилирование

•Гликолитический путь – присущ облигатным и факультативным анаэробам, бродильный метаболизм

Молочнокислое брожение (роды Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium)

Муравьинокислое брожение (сем. Enterobacteriaceae)

Маслянокислое брожение (род Clostridium)

•Гексозомонофосфатный путь – характерен для большинства микроорганизмов

•Кетодезоксифосфоглюконатный путь – в основном у аэробов (род Pseudomonas), окислительный метаболизм

2.Окислительное фосфорилирование – аэробы и факультативные анаэробы