По спектру:

●​ Узкий: пенициллин G, ванкомицин.

●​ Широкий: тетрациклины, фторхинолоны.

Методы определения чувствительности

●​ Диско-диффузионный (Кирби–Бауэр) — измерение зоны подавления вокруг дисков. ●​ Серийные разведения — определение МИК, МБК.

●​ E-test — градиентный метод, точное определение МИК. ●​ Автоматизированные системы — VITEK, Phoenix и др.

Показания к антибиотикам

Абсолютные: сепсис, менингит, пневмония, профилактика в хирургии, иммунодефициты.​ Условные: подозрение на бактериальную инфекцию без верификации, инфекции с высоким риском

осложнений.​ Противопоказания: вирусные инфекции без бактериального компонента, аллергия, известная

резистентность.

Селективная деконтаминация - метод для профилактики инфекций в реанимации: подавление патогенов ЖКТ при сохранении нормальной флоры.

●​ Препараты: тобрамицин, полимиксин Е, амфотерицин B. ●​ Местное применение (через рот, зонд, ректально).

●​ Контроль микробиоты, ограниченное применение.

Резистентность

Бывает врождённая (видовая) и приобретённая (мутации, плазмиды).​ Механизмы:

●​ Инактивация антибиотика (β-лактамазы)

●​ Изменение мишени ●​ Нарушение проницаемости

●​ Эффлюкс (выброс антибиотика)

16. Морфологические группы фагов. Ультраструктура, химический состав. Стадии взаимодействия фага с клеткой. Характеристика каждой фазы.

Бактериофаг (фаг) - вирус, инфицирующий бактерии. Геном — ДНК или РНК. Размножается только

внутри клетки-хозяина.

Морфологические группы фагов

Сложноорганизованные (хвостатые) ●​ Myoviridae — сократимый хвост

●​ Siphoviridae — длинный несократимый хвост

●​ Podoviridae — короткий хвост Простые (бесхвостые)

●​ Например, Leviviridae (РНК-фаги)

Ультраструктура и химический состав

●​ Головка — капсид с нуклеиновой кислотой (чаще ДНК)

●​ Хвост — трубка для инъекции ДНК, базальная пластинка, фибриллы ●​ Нуклеиновая кислота — ДНК или РНК (одноили двуцепочечная)

●​ Белки — капсидные, хвостовые, ферментативные (лизоцимы и др.) ●​ Редко содержат липиды

Стадии взаимодействия фага с клеткой (литический цикл)

1 Адсорбция - фибриллы фага связываются с рецепторами на поверхности бактерии (ЛПС, тейхоевые

кислоты).

2 Проникновение - хвостовой канал вводит ДНК в цитоплазму; головка остаётся снаружи.

3 Экспрессия ранних генов - синтез белков, блокирующих функции бактерии, запуск репликации фаговой ДНК.

4 Репликация ДНК и синтез белков - производство новых копий ДНК, капсидов, хвостов, ферментов лизиса.

5 Сборка вирионов - соловка + ДНК → присоединение хвоста → готовый вирион.

6 Лизис и выход фагов - разрушение стенки бактерии, высвобождение фагов для заражения новых клеток.

17. Практическое применение вирулентных и умеренных фагов.

Вирулентные фаги вызывают литический цикл и лизис бактерий, что используется в практике: Фаготерапия - Лечение инфекций (при резистентности к антибиотикам): Staphylococcus aureus,

Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Shigella, Salmonella. Формы: растворы, таблетки,

аэрозоли, мази, суппозитории.

Ветеринария - Профилактика и лечение инфекций у животных (сальмонеллёз, колибактериоз и др.). Пищевая промышленность - Биоконсервирование (контроль Listeria, Salmonella, E. coli). Санитарные цели - Обработка поверхностей в больницах, пищевых цехах.

Экология - Биоконтроль микробных популяций в воде, почве, сточных водах.

Практическое применение умеренных фагов

Умеренные фаги могут переходить в лизогенное состояние и используются в биотехнологиях: Генетическая инженерия - Векторы для клонирования (например, λ-фаг).

Исследования регуляции генов - Модель для изучения промоторов, операторов, регуляции транскрипции.

Фаговая конверсия - Изменение свойств бактерий (напр. Corynebacterium diphtheriae получает способность вырабатывать токсин только при наличии профага).

Трансдукция - Перенос генов с помощью модифицированных фагов (специфическая трансдукция).

18. Фаг лямбда. Специфическая трансдукция. Дефектные фаги. Генерализованная трансдукция. Происхождение трансдуцирующего агента. Фаговая конверсия.

Фаг λ (лямбда-фаг) Умеренный фаг E. coli.

●​ Геном: двуцепочечная ДНК с cos-сайтами.

●​ Встраивается в геном в attB-сайт с помощью интегразы.

●​ Циклы: литический (разрушает клетку) и лизогенный (образует профаг).

Специфическая трансдукция Горизонтальный перенос генов, характерный для умеренных фагов

(λ-фаг).

●​ При ошибочной эксцизии профага вместе с фаговой ДНК захватывается соседний ген (например, gal).

●​ Дефектный фаг переносит этот ген в новую клетку.

Дефектные фаги Фаги с утратой части собственных генов (из-за ошибочной эксцизии). ●​ Не могут завершить литический цикл.

●​ Переносят бактериальные гены (специфическая трансдукция).

Генерализованная трансдукция

Горизонтальный перенос любых участков ДНК.

●​ Вирулентные фаги (напр. P1) случайно упаковывают бактериальную ДНК.

●​ Трансдуцирующий агент переносит этот фрагмент в другую клетку без разрушения её.

Происхождение трансдуцирующего агента

●​ Ошибочная упаковка бактериальной ДНК вместо фаговой.

●​ Связано с дефектами распознавания упаковочных сигналов (pac).

Фаговая конверсия Изменение свойств бактерии за счёт профага:

●​ C. diphtheriae → продукция дифтерийного токсина (фаг β). ●​ C. botulinum → ботулотоксин.

●​ S. pyogenes → эритрогенный токсин.

Механизм: профаг несёт гены вирулентности, ранее отсутствовавшие у бактерии.

19. Генетические аспекты лизогении у бактерий. Лизогенизация клетки и ее генетическая регуляция. Репрессор. Операторы и промоторы ранних и поздних генов. Индукция фага. Зиготная индукция.

Лизогения — это состояние, когда фаговая ДНК (профаг) встроена в геном бактерии и не вызывает её лизиса.​ Лизогенизация — процесс интеграции фаговой ДНК в хромосому бактерии.

Генетическая регуляция лизогении (на примере λ-фага)

Репрессор CI — главный белок, подавляющий литические гены, поддерживает лизогению.​ Cro — белок, который блокирует синтез CI и запускает литический цикл.

Промоторы:

●​ PR, PL — включают литические гены. ●​ PRM — поддерживает синтез CI.

●​ PRE — активирует начальный синтез CI после заражения. Операторы:

●​ OR, OL — участки ДНК, где связываются CI и Cro. Когда CI активен → лизогения.

Когда CI разрушен или активен Cro → литический цикл.

Индукция профага Переход из лизогенного в литический цикл под действием стресса (УФ, антибиотики, повреждение ДНК).

●​ RecA активирует SOS-ответ → расщепление CI → включение литических генов → лизис клетки.

Зиготная индукция

Это запуск литического цикла профага в новой клетке после конъюгации, если туда передалась ДНК без гена cIили без репрессора.​

Итог — фаг немедленно активируется → лизис клетки-реципиента.

Значение зиготной индукции:

●​ Доказательство роли CI в подавлении литического цикла. ●​ Модель для изучения регуляции генов.

20. Спонтанные мутации у бактерий, их частота и механизм. Тест Лурия и Дельбрюка.

Спонтанные мутации у бактерий - случайные изменения в ДНК, возникающие без внешних

мутагенов. Основной источник естественной изменчивости и приспособления (включая антибиотикорезистентность).

Механизмы спонтанных мутаций

●​ Ошибки репликации ДНК — случайная вставка неверного нуклеотида.

●​ Тавтомерные сдвиги — изменение формы основания → неправильное спаривание →

транзиции/трансверсии.

●​ Дезаминирование — например, цитозин → урацил → замена пар оснований.

●​ Вставки/выпадения нуклеотидов — сдвиг рамки считывания. ●​ Рекомбинационные ошибки — делеции, дупликации.

Частота

●​ 10 – 10 на ген на поколение.

●​ Зависит от гена, условий, систем репарации.

Тест Лурия и Дельбрюка

Цель: выяснить, мутации возникают до или в ответ на селективный фактор.​ Суть:

●​ Отдельные культуры E. coli высеяли на питательную среду с фагом T1.

●​ Если бы мутации были индуцированы фагом → число выживших колоний примерно одинаковое.

●​ Реальность: количество колоний сильно различалось (флуктуации). Вывод:

●​ Мутации спонтанны, возникают до контакта с селективным фактором.

●​ Подтверждает действие естественного отбора у бактерий.

Значение:

●​ Объясняет происхождение устойчивости, генетического разнообразия.

●​ Эксперимент стал основой молекулярной генетики бактерий (Нобелевская премия, 1969).

21. История открытия трансформации. Природа и размер трансформирующего начала. Эффективность трансформации и компетентность реципиента. Механизм интеграции ДНК при трансформации.

История открытия трансформации

1928, Ф. Гриффит — обнаружил, что убитые вирулентные S. pneumoniae могут передать свой признак живым непатогенным клеткам (эффект трансформации).​

1944, Эйвери, Маклеод, Маккарти — доказали, что трансформирующим началом является ДНК.

Природа и размер трансформирующего начала

●​ Двухцепочечная фрагментированная ДНК.

●​ Обычно захватывается одна цепь, вторая разрушается нуклеазами.

●​ Размер фрагмента: ~5–15 тыс. пар оснований (для рекомбинации достаточно ~1–2 тыс. п.о. гомологии).

Эффективность трансформации и компетентность

●​ Компетентность — способность клетки захватывать ДНК.

●​ Бывает естественная (S. pneumoniae, B. subtilis, N. gonorrhoeae) или индуцированная (Ca² ,

электропорация).

●​ Эффективность низкая, зависит от:​  • стадии роста,​  • структуры ДНК,​

 • степени гомологии.

Механизм интеграции ДНК

1 Связывание и захват ДНК (специальные белки поверхности).​ 2 Внутрь поступает одна цепь.​

3 Гомологичная рекомбинация (RecA + рекомбиназные белки):​

 • поиск гомологичного участка,​

 • инвазия цепи,​

 • образование гетеродуплекса,​

 • резольвация и сшивание.​ 4 Закрепление новой информации при репликации.

Гомологичная рекомбинация: обмен фрагментами ДНК с высокой степенью идентичности, ключевой процесс для трансформации и репарации.

22. История открытия конъюгации у бактерий. Свойства F+ и Hfr-штаммов. Скрещивания типа

F+ х F -, Hfr х F -, F х F-.

История открытия конъюгации

1946 год — Ледерберг и Тейтум​

Провели опыт с двумя мутантными штаммами E. coli, каждый из которых не мог расти на минимальной среде.​

После совместного выращивания появились рекомбинантные колонии — доказательство обмена

генами.