3.10. Віруси бактерій. Особливості морфології бактеріофагів. Взаємодія бактерій з клітинами бактерій. Вірулентні та помірні бактеріофаги. Лізогенія та лізогенна конверсія

Віруси-паразити бактерій називаються бактеріофагами. Бактеріофаги виявляються за утворенням "стерильних плям" (бляшок) на суцільному бактеріальному газоні. Нуклеїновою кислотою бактеріофагів є дволанцюгова ДНК або одноланцюгова РНК. Модельними об'єктами служать бактеріофаги Escherichla coli. Дослідження бактеріофагів і різних циклів їх розвитку суттєво допомогло виясненню механізмів передачі генетичного матеріалу від клітини до клітини.

Вірусна частина (віріон) складається з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою. Білкова оболонка називається капсидом. Така одиниця може бути "голою" або оточена оболонкою. Голими нуклеокапсидами є вірус тютюнової мозаїки, аденовірус, вірус поліоми. Додаткова оболонка оточує віруси грипу, герпесу. Капсид у свою чергу складається з субодиниць - капсомерів. Він найчастіше має симетричну будову. Розрізняють два види симетрії — спіральну та кубову.

Як і інші віруси, фати є нерухомими. При змішуванні суспензії вільних фатів із суспензією бактерій фатові частини в результаті випадкових зіткнень прикріплюються до поверхні бактерій (адсорбція) і вводять у клітину свою ДНК (ін'єкція). Через деякий час, який необхідний для процесів синтезу і дозрівання, клітини лізуються і новоутворені фаги виходять назовні

Бактеріофаги, як правило, лізують уражені ними бактерії, і тому їх називають вірулентними. Деякі фаги уражають бактерії, але не розмножуються в них автономно і не викликають лізису. Такі фаги називаються помірними, а бактерії - лізогенними. Розмноження помірних фатів проходить синхронно з розмноженням бактерії. Лише дуже рідко в одній з 10²-10⁵ таких лізогенних бактерій фаг починає спонтанно розмножуватися, і клітина піддається лізису. У цьому випадку, щоб виявити вихід інфекційного фага, як індикатор потрібен інший бактеріальний штам, для якого цей фаг є вірулентним.

Існує два шляхи розвитку інфекції після зараження бактеріальної клітини помірним фагом: літичний цикл, який так само, як і при зараженні бактерії вірулентним фагом, закінчується лізисом клітини й виходом потомства фага в зовнішнє середовище; лізогенізація, коли в результаті біоситетичних процесів у клітині виробляється імунітет до інфікуючого фагу, фагова ДНК вбудовується в ДНК бактерії та в подальшому реплікується разом з нею як складова частина (профаг), а бактерія виживає і стає лізогенною.

4.10. Вплив ультразвуку, ультрафіолетового і радіоактивного випромінювання на мікроорганізми

Ультразвук має бактерицидні властивості, що використовують для стерилізації харчових продуктів, виготовлення вакцин і дезинфекції предметів. Механізм бактерицидної дії ультразвуку полягає в тому, що в цитоплазмі бактерій, які містяться у водному середовищі, утворюється кавітаційна порожнина, що заповнюється парою рідини; у бульбашці виникає тиск до 1 013 250 кПа (10 000 атм), що призводить до руйнування цитоплазматичних структур бактеріальноїклітини. Можливо, що в кавітаційних породнинах, які при цьому утворюються, виникають високореактивні гідрокссильні радикали.

Ультрафіолетове опромінювання спричиняє утворення перекисів, що діють на мікроорганізми як окислювачі, пошкоджує молекули ДНК в результаті появи піримідинових димерів.

Досвід використання короткохвильового випромінювання для дезинфекції палат, знезаражування інфікованого матеріалу, консервування харчових продуктів, приготування вакцин, обробки приміщень операційних, пологових палат і т. д. показав, що воно має дуже високу бактерицидну дію. Під впливом ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 260-300 мкм відбувається швидка інактивація вірусів. При цьому ультрафіолетове випромінювання поглинається нуклеїновою кислотою вірусів.

Віруси порівняно з бактеріями менш стійкі проти дії рентгенівського та альфа-випромінювання; бета-випромінювання має більш виражену віруліцидність. У невеликих дозах альфа-, бета-, гамма-випромінювання сприяє життєдіяльності вірусів, а в великих - має згубну дію. Віруси, патогенні для тварин, інактивуються від дії випромінювання 11 352—72 240 мКл/кг (44000-280000 Р). Високу стійкість проти іонізуючого випромінювання мають тіонові бактерії, які живуть у покладах уранових руд. Деякі види бактерій виявляли у воді атомних реакторів при дозі іонізуючого випромінювання 20000-30 000 грей (Дж/кг).

Іонізуюче випромінювання може бути використане у практиці стерилізації харчових продуктів. Становить інтерес феномен фотореактивації, який поля­гає в тому, що бактерії, попередньо опромінені видимим світлом, стають більш стійкими" проти дії ультрафіолетового проміння. Якщо ж після обробки ультрафіолетовим промінням завись Е. соlі . опромінити видимим світлом, настає значний ріст бактерій при висі­ванні на живильні середовища.