Основные свойства вирусов бактерий-бактериофагов(фагов)

Изменяться могут морфологические, антигенные и другие свойства.В целом, умеренные бактериофаги являются интересным явлением в биологии бактерий, и изучение их механизмов инфекции и взаимодействия с хозяином может привести к развитию новых методов контроля бактериальных инфекций и улучшения понимания эволюции микроорганизмов.Рисунок 5. Бактериофаги на поверхности бактерии. 4. Фаговая конверсияФаговая конверсия — один из видов изменчивости бактерий, обусловленный геномом бактериофага, внедрившимся в полинуклеотидную последовательность ДНК бактериальной клетки. Приобретение клеткой нового фенотипического признака в результате фаговой конверсии не связано с нарушением имеющейся в ней генетической информации, а является следствием добавления к геному бактерий генов бактериофага. Первоначально эта форма изменчивости была описана у лизогенных бактерий, поэтому она получила название лизогенной конверсии. Позже было установлено, что конверсию могут обусловливать и вирулентные (то есть убивающие бактериальную клетку) мутанты конвертирующих фагов, поэтому это явление было переименовано в фаговую конверсию. Гены, ответственные за фаговую конверсию, расположены в составе генома бактериофага аналогично генам, обеспечивающим специфическую трансдукцию.Рисунок 6. Лизогения.Фенотипические проявления фаговой конверсии очень разнообразны. Ею обусловлена способность к синтезу токсинов у Clostridiumbotulinum, Clostridiumtetani, Corynebacteriumdiphtheriaeи Corynebacteriumulcerans, изменение фаготипов и продукция гемолизинов у Staphylococcusaureus, синтез новых компонентов антигенов у различных групп Salmonella.Наиболее ярким примером фаговой конверсии, имеющей медицинское значение, является конверсия нетоксигенных штаммов С. diphtheriae в токсигенные. Фаговая конверсия происходит либо вследствие лизогенизации бактерий умеренными дифтерийными фагами, либо в результате литического (то есть приводящего к лизису) цикла в ходе фаговой инфекции. Установлено, что способность вызывать конверсию детерминирована геном tox, входящим в состав фагового генома. При утрате бактериями профага их способность продуцировать токсин исчезает. Особенностью фаговой инфекции С. diphtheriae является то, что образование токсина идет наиболее активно при росте бактерий в среде с ограниченным содержанием ионов железа.Другим примером фаговой инфекции является возникновение у бактерий лекарственной устойчивости. Установлено, что способность бактериофагов сообщать бактериям устойчивость к действию антибиотиков и других лекарственных средств обусловлена присутствием в геномах бактериофагов генетических элементов, способных к транспозиции (то есть изменению своей локализации в геноме бактерий) и называемых транспозонами. Они могут сообщать бактериям не только устойчивость к каким-либо лекарственным средствам, но и не свойственную им ранее способность утилизировать некоторые углеводы либо синтезировать энтеротоксины.Рисунок 7. Схема альтернатив развития фаговой инфекции в популяции бактерий. Отличительной особенностью фаговой инфекции, обусловленной транспозонами, является способность последних перемещаться из фагового генома в генетические структуры бактерии. В этом случае изменение фенотипа бактерий может сохраниться даже после их «излечивания» от генома бактериофага.Медико-биологическое значение фаговой инфекции определяется важностью признаков, возникающих в результате фаговой инфекции (токсигенность, лекарственная устойчивость, изменение антигенного состава и др.), для профилактики инфекционных болезней. ЗаключениеВ заключение, следует подчеркнуть, что бактериофаги – это уникальные вирусы, способные инфицировать и уничтожать бактерии. Они обладают рядом основных свойств, которые являются ключевыми для их функционирования.Во-первых, бактериофаги могут быть вирулентными или умеренными. Вирулентные бактериофаги вызывают немедленную гибель бактерий, к которым они прикрепляются, в результате чего происходит распад и высвобождение новых фагов. Умеренные бактериофаги могут по-разному воздействовать на свои бактерии – либо немедленно уничтожать, также как и вирулентные, либо встраиваться в их геном и находиться в режиме латентности.Во-вторых, конвертирующие бактериофаги обладают способностью изменять фенотип своих бактериальных хозяев. Они могут передавать гены, кодирующие определенные признаки, такие как антибиотикорезистентность или биологические свойства, от одной бактерии к другой. Этот процесс называется горизонтальным переносом генов и является важным механизмом для эволюции микроорганизмов.Таким образом, бактериофаги – это сложные вирусы, которые обладают различными свойствами и взаимодействиями с бактериями. Использование бактериофагов в медицине и биотехнологии может иметь огромный потенциал для контроля бактериальных инфекций и получения новых технологий. Однако, для дальнейшего исследования и использования необходимо проведение дополнительных исследований и экспериментов.Список литературы1. Лобова О.И. Бактериофаги: свойства, классификация, использование. Научно-практический журнал «Микробиология и антимикробная химиотерапия», 2020, № 1, с. 44-52.2. Петров В.А., Семянов В.В., Мальцев Р.А. Бактериофаги в лечении множественной лекарственной устойчивости бактерий. InfectiousDiseases, 2018, № 3, с. 108-115.3. Величкина З.Б., Гуров В.В., Зверков Е.Г. Бактериофаги как альтернатива антибиотикам в лечении инфекций. Медицинский альманах, 2017, Т. 2, № 48, с. 24-29.4. Данилин А.К., Молчанова О.В. Бактериофаги: классификация, свойства, применение в медицине. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии, 2016, № 6, с. 81-89.5. Большаков Д.В., Сергиенко О.В., Прудникова О.С. Бактериофаги: природа, классификация, применение. Фундаментальные исследования, 2015, № 2, с. 314-318.6. Шаркова Т.В., Шилова М.А., Головко О.А. Бактериофаги: свойства, структура, особенности применения. Медицинский вестник, 2014, № 4, с. 40-44.7. Трофимова О.В., Чернуха М.Ю. Бактериофаги как биологическая альтернатива антибиотикам. Молодой ученый, 2013, № 8, с. 491-494.8. Фетисова О.В., Тарасова Е.О., Хуснутдинов Р.А. Конвертирующие бактериофаги: характеристика и применение в медицине. Фундаментальные исследования, 2012, Т. 1, № 2, с. 144-148.