Литусов Н.В. Общая микробиология

191

сыворотки составляет 2-30%. Поддерживающие среды применяются для сохранения монослоя клеток после заражения их вирусами. Оптимальное значение рН (7,2-7,6) при культивировании вирусов поддерживают с помощью бикарбонатного буфера. В качестве индикатора используют феноловый красный, который становится оранжево-желтым при закислении и малиновым при защелачивании среды.

6.10.Вопросы для контроля усвоения материала

1.Какую форму имеют вирионы?

2.Какими методами изучают размеры и форму вирионов?

3.Каковы особенности строения вирусов бактерий?

4.На какие типы подразделяются вирионы по своей структуре?

5.Охарактеризуйте строение просто устроенных вирусов.

6.Каково строение сложно устроенных вирусов?

7.Назовите типы симметрии вирусов.

8.Каковы функции нуклеиновых кислот вирусов?

9.В чем отличие позитивных и негативных вирусных РНК?

10.Назовите виды вирусных белков.

11.Каковы функции вирусных белков?

12.Какие вирусные ферменты Вы знаете?

13.Дайте характеристику липидов, входящих в состав вирионов.

14.Охарактеризуйте углеводы, входящие в состав вирионов.

15.Что такое жизненный цикл вирусов?

16.Назовите этапы жизненного цикла вирусов.

17.Расскажите о репродукции ДНК-содержащих вирусов.

18.Расскажите о репродукции плюс-РНК-содержащих вирусов.

19.Расскажите о репродукции минус-РНК-содержащих вирусов.

20.Какими способами дочерние вирионы выходят из клетки?

21.Назовите методы культивирования вирусов.

22.Какие эффекты наблюдаются при репродукции вирусов в организме лабораторных животных?

23.Как проявляется репродукция вирусов в РКЭ?

24.Какие эффекты наблюдаются при репродукции вирусов в культуре

клеток?

6.11.Тренировочные тесты

1.Приоритет открытия вирусов принадлежит:

-А. Левенгуку

-Р. Коху

-И.И. Мечникову + Д.И. Ивановскому

-Л. Пастеру

192

2.Уникальными свойствами вирусов являются: + облигатный внутриклеточный паразитизм

- наличие двух типов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК)

+ наличие только одного типа нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) + дизъюнктивный способ репродукции - рост на сложных питательных средах

3.Химический состав вирусов представлен:

- пептидогликаном

+белками

+нуклеиновыми кислотами

+углеводами

+липидами

4.Структурными компонентами вирусов являются: - ядро + капсид

- клеточная стенка + геном + суперкапсид

5.Морфологическими субъединицами капсида вирусов являются: - нуклеиновые кислоты + капсомеры - тейхоевые кислоты - пили

- полисахариды

6.Типы симметрии вирусов:

- круговой + спиральный

- сегментированный

+кубический

+комбинированный

7.Молекулярную массу вирусов определяют с помощью: - аналитических весов - фильтрации через бактериальные фильтры

- электронной микроскопии + ультрацентрифугирования - световой микроскопии

8.Оболочечные вирусы чувствительны к:

- антибиотикам

+эфиру

+хлороформу

193

-сульфаниламидам

-желчным кислотам

9.В основу современной классификации вирусов заложены следующие критерии: + тип нуклеиновой кислоты + тип симметрии

+ наличие или отсутствие суперкапсида + облигатный внутриклеточный паразитизм + круг восприимчивых хозяев

10.Размеры вирусов выражаются в:

-метрах

-сантиметрах

-микрометрах + нанометрах

-миллиметрах

11.По форме вирусы подразделяются на: - кубические + сферические + пулевидные

+ палочковидные - цилиндрические

12.Вирусы размножаются:

-спорами

-митозом

-бинарным делением

+ дизъюнктивной репродукцией - почкованием

13. Процесс репродукции вирусов начинается со стадии:

-проникновения вируса в клетку + адсорбции на клетке

-синтеза нуклеиновой кислоты

-синтеза белка

-депротеинизации

14.В состав сложных вирусов входит: + геном (ДНК или РНК)

- аппарат Гольджи - рибосомы + капсид

+ суперкапсид

15.Вирусный геном, выполняющий в процессе репродукции функцию иРНК,

194

называется:

-репродуктивным

-вирулентным

+ плюс-нитевой РНК

-рекомбинантным

-минус-нитевой РНК

16. Характерными свойствами вирусов являются:

+наличие одного типа нуклеиновой кислоты - способность синтезировать токсины

+отсутствие белоксинтезирующего аппарата

+дизъюнктивный тип репродукции

- способность к росту на сложных питательных средах

17.В состав простых вирусов входят: + нуклеиновая кислота + капсид - суперкапсид

- матриксный белок - аппарат Гольджи

18.В состав сложных вирусов входят: + геном - мезосомы

+ суперкапсид + матриксный белок - лизосомы

19.Выход дочерней вирусной популяции из инфицированной клетки происходит путем:

- эндоцитоза + почкования

+ лизиса клетки - деления клетки

- образования цист

20.Сборка дочерних вирионов протекает:

-во внеклеточном пространстве

-в клеточной стенке

-в рибосомах

+ в цитоплазме клеток - в митохондриях

21. Культивирование вирусов осуществляют:

-в жидкой питательной среде

-на плотной питательной среде

195

+в РКЭ

+в организме лабораторных животных

+в культуре клеток

22. Вирусы - это:

-грамположительные микроорганизмы

-грамотрицательные микроорганизмы + неклеточные формы жизни

-продуценты интерферона

-продуценты антител

23.Репродукция вирусов может происходить: + в клеточных культурах - в мясо-пептонном бульоне - на кровяном агаре - в среде 199

+ в организме лабораторных животных

24.Сущность научного открытия Ивановского Д.И.: - создание первого микроскопа + открытие вирусов - открытие явления фагоцитоза

- получение антирабической вакцины - открытие явления трансформации

25.Характерное свойство вирусов:

- наличие митохондрий + наличие одного типа нуклеиновой кислоты

-наличие ядерной оболочки

-наличие белоксинтезирующих систем

-способность к бинарному делению

26.Обратная транскриптаза содержится в составе вириона: - парамиксовирусов + ретровирусов - аденовирусов - энтеровирусов

- ортомиксовирусов

27.Характерными свойствами вирусов являются:

+наличие одного типа нуклеиновой кислоты - способность синтезировать экзотоксины

+дизъюнктивный способ репродукции

-способность синтезировать экзоферменты

-способность образовывать капсулу

196

28.Вирусы культивируют: + в куриных эмбрионах

- в жидкой питательной среде - на плотной питательной среде

- в полужидкой питательной среде + в культурах клеток

29.Признаки размножения вирусов на лабораторных животных: - цветная проба - образование бляшек

+ характерная клиника + гибель животных - реакция гемадсорбции

30.Признаки размножения вирусов в культуре клеток:

+цветная проба

+образование бляшек - характерная клиника - гибель животных

+реакция гемадсорбции

Примечание: знаком + отмечены правильные ответы.

197

7. Строение и свойства бактериофагов

7.1. Введение

Бактериофаги (греч. phagos - пожирающий, лат. bacteriophaga -

разрушающий бактерии) - это вирусы бактерий, обладающие способностью специфически проникать в бактериальные клетки, репродуцироваться в них и при выходе потомства вызывать в большинстве случаев разрушение (лизис) бактерий.

Впервые о явлении бактериофагии сообщил в 1896 г. британский бактериолог Эрнест Ханкин (1865-1939 гг.). Он отметил, что вода рек Индии обладает бактерицидными свойствами в отношении холерных вибрионов. При исследовании воды он выявил наличие в ней факторов, проникающих через бактериальный фильтр и вызывающих лизис возбудителя холеры.

В 1898 г. явление бактериофагии наблюдал русский ученый Н.Ф. Гамалея (рисунок 7.1) на примере спонтанного лизиса сибиреязвенных бактерий.

Рисунок 7.1 - Николай Федорович Гамалея (1859-1949 гг.).

Н.Ф. Гамалея обнаружил, что мутная суспензия клеток возбудителя сибирской язвы иногда может просветляться, а образующаяся прозрачная жидкость в течение 6-12 часов способна вызывать разрушение свежих культур сибиреязвенного микроба. Это явление он назвал перевиваемым лизисом бактерий. Вещества, способные разрушать бактерии, автор назвал “бактериолизинами”.

В 1915 г. английский бактериолог Ф. Туорт (рисунок 7.2) описал феномен “стекловидного перерождения” колоний стафилококков. Он отметил, что некоторые штаммы стафилококка образовывали колонии, которые со временем изменяли свою типичную форму и становились прозрачными. Клетки из измененных колоний теряли способность к пересевам, а внесение их в свежие культуры стафилококков приводило к лизису бактерий. При микроскопическом исследовании прозрачных колоний стафилококков обнаруживались разрушенные бактериальные клетки. Ф. Туорт объяснял это явление существованием бактериолитического фактора, вырабатываемого самими бактериями.

198

Рисунок 7.2 - Фредерик Туорт (Frederick Twort, 1877-1950 гг.).

В 1917 г. канадский микробиолог Ф. д'Эрелль (рисунок 7.3) при изучении возбудителя дизентерии наблюдал лизис бактериальной культуры при внесении в нее фильтрата испражнений больных людей. Добавление даже одной капли фильтрата испражнений к мутной бульонной культуре дизентерийных бактерий приводило к полному просветлению жидкости. Лизирующее действие агента не только сохранялось, но и значительно усиливалось после многократного пассирования на культуре дизентерийных бактерий.

Рисунок 7.3 - Феликс Хьюберт д'Эрелль (Felix Hubert d׳Herelle, 1873-1949 гг.),

Подобный эффект Ф. д'Эрелль наблюдал на плотных питательных средах, засеянных смесью литического агента и дизентерийных бактерий. При этом на фоне сплошного бактериального роста появлялись участки округлой формы, на которых рост культуры отсутствовал – так называемые стерильные пятна, участки лизиса бактерий, негативные колонии, бляшки. На основании своих опытов Ф. д' Эрелль сделал заключение о том, что литический агент является паразитом бактерий, проходящим через фильтры. Этот литический агент Ф. д'Эрелль назвал бактериофагом (“пожирателем” бактерий), а литическое действие бактериофага - бактериофагией. В последующем это явление было названо феноменом Туорта - д'Эрелля (разрушение бактерий в результате инфицирования их бактериальными вирусами).

Кроме того Ф. д'Эрелль высказал предположение, что бактериофаг

199

размножается внутри микробных клеток, в результате чего в окружающую среду поступают многочисленное дочернее потомство. Размножение бактериофага в микробных клетках на плотной питательной среде проявляется формированием стерильных пятен или негативных колоний. В жидкой питательной среде размножение бактериофага приводит к просветлению среды. Позднее было установлено, что бактериофаги размножаются только внутри бактерий определенных видов. Это наблюдение позволило использовать бактериофаги в лечебных целях. Ф. д'Эрелль впервые применил бактериофаги для лечения бубонной чумы в Египте и холеры в Индии.

В 1934-1937 гг. Ф. д'Эрелль работал в Тбилиси, где участвовал в создании НИИ бактериофагов, микробиологии и вирусологии им. Г. Элиава (рисунок 7.4).

Рисунок 7.4 - Феликс д'Эрелль и Григорий Элиава в Тбилиси.

В последующие годы бактериофаги были обнаружены более чем у 100 видов патогенных и непатогенных бактерий. Однако изучение ультраструктуры бактериофагов стало возможным после изобретения электронного микроскопа. Первый просвечивающий электронный микроскоп сконструировали в 1931 г. немецкие инженеры-электронщики М. Кнолл и Э. Руска. Первые электронные микрофотографии бактериофагов получил брат Э. Руска - Г. Руска (рисунок 7.5).

Рисунок 7.5 - Гельмут Руска (Helmuth Ruska, 1908-1973 гг.) и сделанная им электронная фотография кишечной палочки, инфицированной бактериофагом.

Бактериофаги широко распространены в природе - их выделяют из воды,

200

почвы, кишечника человека, животных и птиц, из продуктов питания, то есть из тех объектов, в которых обитают микроорганизмы. Во внешнюю среду бактериофаги могут попадать с выделениями больных, реконвалесцентов и носителей. В связи с этим бактериофаги кишечных бактерий являются показателем фекального загрязнения почвы и воды.

Бактериофаги находят широкое практическое применение. В 1921 г. Ричард Брайонг и Джозеф Мэйсин впервые описали способ лечения стафилококковых поражений кожи с помощью бактериофагов. С тех пор бактериофаги находят широкое применение для диагностики, профилактики и лечения инфекционных заболеваний.

7.2. Классификация бактериофагов

Вирусы бактерий объединены в класс Bacteriophagae. При классификации бактериофагов учитывают морфологию фаговых частиц, спектр действия, физикохимический состав, антигенную структуру и другие свойства. Согласно Международной классификации и номенклатуре вирусов в зависимости от типа нуклеиновой кислоты бактериофаги подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие. Большинство фагов относится к ДНК-содержащим вирусам с нуклеокапсидом, организованным по принципу смешанной симметрии. В состав бактериофагов может входить как одноцепочечные, так и двуцепочечные молекулы ДНК или РНК. По морфологии фаговых частиц и типу нуклеиновой кислоты бактериофаги распределены на семейства (таблица 6.1).

Таблица 7.1 – Семейства бактериофагов