39. Плазмиды и их роль в деятельности бактерий. Строение и функции вирусного генома.

Помимо основной ДНК бактерии обычно содержат большое количество очень маленьких кольцевых молекул ДНК длиной несколько тысяч пар, так называемых плазмид, участвующих в обмене генетическим материалом между бактериями.

Главной функциональной особенностью плазмид является то, что в них содержатся особые гены, отвечающие за улучшение показателей приспособленности бактерий к внешним воздействиям и раздражителям.

посредством молекул плазмид может передаваться генетическая информация организму, не являющемуся потомком “материнского”. такой механизм передачи генов используется в генной инженерии.

Ещё одной особенностью плазмид является стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения, а также тяжёлых металлов и антибиотиков. Поэтому нередко бактерии с плазмидами оказываются патогенными для организма человека.

Вирусы - мельчайшие формы жизни, имеющие неклеточное строение.Вирусная частица называется вирионом. 

Строение (морфология) вирусов. 1.Геном вирусов образуют нуклеиновые кислоты, представленные одноцепочечными молекулами РНК (у большинства РНК- вирусов) или двухцепочечными молекулами ДНК (у большинства ДНК- вирусов). 2. Капсид — белковая оболочка, в которую упакована геномная нуклеиновая кислота.

41. Жизнь и деятельность бактериофага.

Бактериофаги (фаги)- вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис (растворение). Как правило, бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала одноцепочечной или двуцепочечной нуклеиновой кислоты (ДНК или, реже, РНК).

Строение фагов:

1 — головка, 2 — хвост, 3 — нуклеиновая кислота, 4 — капсид, 5 — «воротничок», 6 — белковый чехол хвоста, 7 — фибрилла хвоста, 8 — шипы, 9 — базальная пластинка.

В головке содержится генетический материал — одноцепочечная или двуцепочечная РНК или ДНК с ферментом транскриптазой в неактивном состоянии, окруженная белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом, сохраняющим геном вне клетки.

Хвост представляет собой белковую трубку — продолжение белковой оболочки головки, в основании хвоста имеется АТФ, которая регенерирует энергию для инъекции генетического материала.

Жизненный цикл фагов.

1. Адсорбция бактериофага на фагоспецифических рецепторах клетки.

2. Инъекция фаговой нуклеиновой кислоты в клетку хозяина.

3. Совместная репликация фаговой и бактериальной нуклеиновой кислоты.

4. Деление клетки.

5. Далее бактериофаг может развиваться по двум моделям: лизогенный путь (Умеренные бактериофаги после деления клетки находятся в состоянии профага - латентная форма взаимодействия фага и бактерии, при котором не происходит лизис клетки) или литический путь.

Вирулентные бактериофаги развиваются по литической модели:

• Нуклеиновая кислота фага направляет синтез ферментов фага. Фаг инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага «подчиняет» себе клеточный аппарат синтеза белка.

• Нуклеиновая кислота фага реплицируется, и направляет синтез новых белков оболочки. Образуются новые частицы фага в результате спонтанной самосборки белковой оболочки (капсид) вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.

• Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200—1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.

Применение фагов.

В медицине

Одной из областей использования бактериофагов является антибактериальная терапия. Благодаря фагам можно не только вылечить, но и обеспечить надежную профилактику инфекций.

Лабораторная диагностика с использованием фагов.

• Фаготипирование — определение принадлежности выделенного бактериального штамма к тому или иному фаготипу (совокупность бактериальных штаммов, характеризующихся одинаковой чувствительностью к типовому набору бактериофагов); применяется в интересах эпидемиологического анализа.

• Фагодиагностика— диагностика инфекционных болезней, основанная на применении стандартных препаратов бактериофагов для идентификации видовой принадлежности бактерий, выделенных из организма больного.