Материал: Бактериофаги

Рисунок 6 - Эрнст Руска (1906-1988 гг.).

В 1986 г. Э. Руска за разработку электронного микроскопа был удостоен Нобелевской премии. Первые электронные микрофотографии бактериофагов получил брат Э. Руска - Г. Руска (рисунок 7).

Рисунок 7 - Гельмут Руска (1908-1973 гг.) и сделанная им электронная фотография кишечной палочки, инфицированной бактериофагом.

Бактериофаги широко распространены в природе - их выделяют из воды, 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 показателями 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.

8

Классификация бактериофагов

Вирусы бактерий объединены в класс Bacteriophagae. При классификации бактериофагов учитывают морфологию фаговых частиц, спектр действия, физикохимический состав, антигенную структуру и другие свойства. В настоящее время согласно Международной классификации и номенклатуре вирусов в зависимости от типа нуклеиновой кислоты бактериофаги подразделяются на ДНК- и РНКсодержащие. 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 1).

Таблица 1 – Семейства бактериофагов

По форме бактериофаги подразделяются на следующие морфологические группы или типы (рисунок 8):

-нитевидные фаги;

-мелкие фаги без отростка;

9

-кубические фаги с аналогом (рудиментом) отростка;

-фаги с коротким отростком (хвостом);

-фаги с длинным отростком и несокращающимся чехлом;

-фаги с длинным отростком и сокращающимся чехлом.

Морфологические типы бактериофагов

Рисунок 8 – Распределение бактериофагов на морфологические типы.

Каждый бактериофаг вызывает лизис (растворение) определенного вида бактерий. Поэтому бактериофаги обозначают буквами латинского или русского алфавита с цифровым индексом, перед которыми указывают название вида бактерий (например, фаги E. coli Т2). Фаги, лизирующие дизентерийные бактерии, называются дизентерийными бактериофагами, лизирующие сальмонеллы - сальмонеллезными бактериофагами, лизирующие дифтерийные бактерии - дифтерийными бактериофагами и т. д. Бактериофаги не способны инфицировать эукариотические клетки.

По спектру литического действия выделяют следующие группы бактериофагов:

-типовые (типоспецифические) бактериофаги (Т-фаги) взаимодействуют с отдельными типами (вариантами) бактерий внутри одного вида;

-моновалентные бактериофаги (монофаги) взаимодействуют с бактериями одного вида;

-поливалентные бактериофаги (полифаги) взаимодействуют с бактериями нескольких родственных видов.

По механизму взаимодействия с клетками бактериофаги подразделяются на вирулентные и умеренные. Вирулентные бактериофаги (литические бактериофаги) проникают в бактерии, размножаются в них и выходят из бактериальной клетки, вызывая ее лизис. Умеренные бактериофаги после проникновения в клетку встраивают свою нуклеиновую кислоту в геном бактерии и не вызывают ее лизиса.

10

Строение и химический состав бактериофагов

Строение бактериофагов изучают с помощью электронной микроскопии. При этом для контрастирования образцы напыляют металлами или фосфорновольфрамовой кислотой. Особенности строения бактериофагов разных семейств представлены на рисунке 9.

ДНК-содержащие фаги

Рисунок 9 – Особенности строения ДНК- и РНК-содержащих фагов.

Бактериофаги разных морфологических типов и семейств значительно отличаются друг от друга по своему строению. Бактериофаги первого морфологического типа представляют собой палочковидные или нитевидные структуры (рисунок 10).