در بین پزشکان طرفداران بیشتری پیدا می کند و آنتی بیوتیک ها را به پس زمینه می برد. روزی روزگاری، ظهور آنتی بیوتیک ها طرز فکر پزشکان را در مورد درمان به کلی تغییر داد. بیمارانی که قبلاً ناامید بودند شروع به بهبودی کردند، الگوریتم‌های درمان بسیار ساده‌تر شدند، میزان مرگ و میر به شدت کاهش یافت... معجزه! درمان جادویی! اما نگرش مشتاقانه زیاد دوام نیاورد. مشکلات بسیار زیادی شروع به بوجود آمدن کردند.

دشمن دشمن من دوست من است

اکنون مسائل "لغزنده" آنتی بیوتیک درمانی برای همه شناخته شده است. اثر آنتی بیوتیک ها با موارد زیر همراه است:

تخریب میکرو فلور ضروری و "مفید" روده ها و غشاهای مخاطی؛

رشد فعال سویه های جدید باکتری های مقاوم به آنها؛

اضطرار اثرات جانبیبه واسطه اقدام سیستمیکمواد مخدر

در این راستا، جستجو برای داروهای اساساً متفاوت برای درمان ضروری شده است. عفونت های باکتریایی. و سپس باکتریوفاژها به میدان آمدند.

باکتریوفاژها ویروس هایی هستند که به طور انتخابی سلول های باکتریایی را آلوده می کنند. این ویروس خود را به دیواره سلولی یک باکتری می چسباند و مواد ژنتیکی خود را به سلول تزریق می کند. در نتیجه سنتز ویروس های جدید شروع می شود و سپس لیز اتفاق می افتد سلول باکتریاییو آزاد شدن 200-1000 فاژ جدید که باکتری های دیگر را آلوده می کند. هنگامی که تمام باکتری های سویه بیماری زا از بین می روند، باکتریوفاژها بدون هیچ اثری از بدن حذف می شوند. بسیاری از باکتریوفاژها بسیار اختصاصی هستند و هر گونه از ویروس فقط آلوده می شود نوع خاصیباکتری ها بدون تأثیر بر سایر میکروارگانیسم ها و سلول های بدن. این باعث کاهش قابل توجهی در تعداد عوارض جانبی می شود.

بنابراین، به مزایای بدون شک استفاده از باکتریوفاژهارا می توان نسبت داد:

مشخصات ایمنی بالا، اجازه استفاده از آنها را در بیماران در هر سنی، از نوزادان تا افراد بسیار مسن می دهد.

کاهش خطر ظهور گونه های مقاوم باکتری؛

امکان ترکیب آنها با هر داروی دیگری از جمله آنتی بیوتیک ها.

شاید تنها چیزی که استفاده از باکتریوفاژها را محدود می کند، انتخابی بودن آنها باشد، به همین دلیل، قبل از درمان، لازم است ماهیت پاتوژن و حساسیت آن به آن مشخص شود. انواع مختلفباکتریوفاژها چنین تحلیلی به هیچ وجه در همه جا انجام نمی شود و طول می کشد زمان مشخص، اما بهبود سیستم های تشخیصیبه ما امکان می دهد امیدوار باشیم که این مشکل به زودی حل شود.

از تئوری تا عمل

وجود داشته باشد انواع متفاوتباکتریوفاژها: مونوفاژها با هدف از بین بردن تنها یک نوع باکتری و پلی فاژها که روی چندین گونه به طور همزمان عمل می کنند. باکتری های بیماری زا. از آنجایی که باکتریوفاژها تقریباً در تمام زمینه های پزشکی، از جراحی و زنان گرفته تا نوزادان و گوش و حلق و بینی بسیار مورد تقاضا هستند، برنامه ریزی شده است که باکتریوفاژها در اشکال گوناگون. آنها برای تجویز خوراکی به شکل تنقیه، کاربردها، آبیاری ها، برای ورود به حفره های زخم، واژن، رحم، بینی، سینوس ها و همچنین برای ورود به حفره های تخلیه شده - شکمی، جنب، استفاده می شوند. مثانه, لگن کلیه. مدت دوره بستگی به نشانه های بالینیو می تواند 7-20 روز باشد. باکتریوفاژهای ایمن، موثر و قابل اعتماد دقیقا همان سلاحی هستند که در مبارزه با باکتری های بیماری زا بسیار ضروری هستند.

نه فقط دارو

پیشرفت در زیست شناسی مولکولی و بیوتکنولوژی امکان استفاده از باکتریوفاژها را نه تنها برای درمان، بلکه برای مقاصد دیگر نیز فراهم کرده است. به عنوان مثال، در ایالات متحده، باکتریوفاژها به عنوان نگهدارنده ایمن استفاده می شوند محصولات غذایی. وقتی به غذاها اضافه می شود، باکتریوفاژها از تکثیر باکتری های ناخواسته جلوگیری می کنند.

حقایق جالب

کشف باکتریوفاژها در سال 1894 اتفاق افتاد، زمانی که ارنست هانکین باکتری شناس بریتانیایی متوجه شد که رودخانه های هندی گنگ و جومنا فعالیت ضد باکتریایی قابل توجهی دارند که پس از جوشیدن کاملاً ناپدید شدند. او پیشنهاد کرد که ماده ای در آب وجود دارد که باکتری ها را از بین می برد. این ویروس ها در سال 1917 نام "باکتریوفاژ" ("باکتری خوار") را از دانشمند فرانسوی Felix D'Hérelle دریافت کردند که "یک میکروب نامرئی را کشف کرد که باسیل اسهال خونی را آلوده می کند." روشن شدن ماهیت این "نامرئی" تنها پس از ظهور میکروسکوپ الکترونی امکان پذیر شد.

برای اولین بار، این فرض مطرح شد که باکتریوفاژها ویروس هستند. D. Errel. متعاقبا ویروس های قارچی و غیره کشف و به فاژها معروف شدند.

مورفولوژی فاژ.

ابعاد - 20 - 200 نانومتر. اکثر فاژها به شکل قورباغه هستند. پیچیده ترین فاژها شامل یک سر چند وجهی است که اسید نوکلئیک در آن قرار دارد، یک گردن و فرآیندها. در پایان فرآیند یک صفحه پایه وجود دارد که نخ ها و دندان ها از آن بیرون می آیند. این نخ ها و دندان ها برای اتصال فاژ به غشای باکتری ها عمل می کنند. در پیچیده ترین فاژها، قسمت انتهایی فرآیند حاوی آنزیم است - لیزوزیم. این آنزیم باعث انحلال غشای باکتری در حین نفوذ فاژ NK به سیتوپلاسم می شود. در بسیاری از فاژها، این فرآیند توسط یک غلاف احاطه شده است که در برخی از فاژها می تواند منقبض شود.

5 گروه مورفولوژیکی وجود دارد

1. باکتریوفاژها با فرآیند طولانی و غلاف انقباضی
2. فاژها با فرآیند طولانی اما بدون غلاف انقباضی
3. فاژهای شاخه کوتاه
4. فاژها با آنالوگ فرآیند
5. فاژهای رشته ای

ترکیب شیمیایی.

فاژها از اسید نوکلئیکو پروتئین ها اکثر آنها حاوی DNA 2 رشته ای هستند که در یک حلقه بسته شده اند. برخی از فاژها حاوی یک رشته DNA یا RNA هستند.

پوسته فاژ - کپسید، از زیر واحدهای پروتئینی مرتب شده - کپسومرها تشکیل شده است.

در پیچیده ترین فاژها، قسمت انتهایی فرآیند حاوی آنزیم است - لیزوزیم. این آنزیم باعث انحلال غشای باکتری در حین نفوذ فاژ NK به داخل سیتوپلاسم می شود.

فاژها انجماد، گرم شدن تا 70 و خشک شدن را به خوبی تحمل می کنند. به اسیدها، اشعه ماوراء بنفش و جوش حساس است. فاژها با تعامل با گیرنده های سلولی خاص، باکتری های کاملاً مشخص را آلوده می کنند.

با توجه به ویژگی تعامل -

پلی فاژها - در تعامل با چندین گونه باکتری مرتبط

مونوفاژها - فاژهای خاص گونه - با یک نوع باکتری تعامل دارند

نوع فاژها - با انواع مختلف باکتری در یک گونه تعامل دارند.

با توجه به عملکرد فاژهای معمولی، گونه ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد سری فاژ. تعامل فاژها با باکتری ها می تواند از طریق انجام شود نوع مولد، مولد و یکپارچه.

نوع تولیدی- نتاج فاژ تشکیل می شود و سلول لیز می شود

با مولد- سلول به وجود خود ادامه می دهد، روند تعامل در مرحله اولیه قطع می شود

نوع یکپارچه- ژنوم فاژ در کروموزوم باکتریایی ادغام می شود و با آن همزیستی می کند.

بسته به انواع تعامل، آنها را متمایز می کنند فاژهای بدخیم و معتدل

ویروسیبا باکتری ها به شیوه ای مولد تعامل دارند. ابتدا جذب فاژ روی غشای باکتریایی به دلیل تعامل گیرنده های خاص اتفاق می افتد. نفوذ یا نفوذ اسید نوکلئیک ویروسی به سیتوپلاسم باکتری وجود دارد. تحت تأثیر لیزوزیم، سوراخ کوچکی در پوسته باکتری ایجاد می شود، غلاف فاژ منقبض می شود و NK تزریق می شود. پوسته فاژ خارج از باکتری. بعد، سنتز پروتئین های اولیه اتفاق می افتد. آنها سنتز پروتئین های ساختاری فاژ، تکثیر اسید نوکلئیک فاژ و سرکوب فعالیت کروموزوم های باکتریایی را تضمین می کنند.

پس از این، سنتز رخ می دهد اجزای ساختاریفاژها و تکثیر اسید نوکلئیک از این عناصر، نسل جدیدی از ذرات فاژ جمع آوری می شود. این مجموعه مورفوژنز نامیده می شود، ذرات جدید، که 10-100 می تواند در یک باکتری تشکیل شود. مرحله بعدی لیز باکتری ها و رهاسازی نسل جدیدی از فاژها در محیط خارجی است.

باکتریوفاژهای معتدلبه شیوه ای سازنده یا یکپارچه تعامل داشته باشند. چرخه تولید به همین ترتیب پیش می رود. با برهمکنش یکپارچه، DNA یک فاژ معتدل، پس از ورود به سیتوپلاسم، در کروموزوم ادغام می شود. منطقه معینو در طی تقسیم سلولی به طور همزمان با DNA باکتری تکثیر می شود و این ساختارها به سلول های دختر منتقل می شود. چنین DNA فاژی داخلی - پیشگوییو به یک باکتری حاوی پروفاژ لیزوژنیک می گویند و این پدیده است لیزوژنی

خود به خود یا تحت تأثیر یک سری از عوامل خارجیپروفاژ را می توان از کروموزوم جدا کرد، یعنی. به حالت آزاد منتقل می شود، خواص یک فاژ بدخیم را نشان می دهد، که منجر به تشکیل نسل جدیدی از اجسام باکتریایی می شود - القای پروفاژ.

لیزوژنز باکتری ها زمینه ساز تبدیل فاژ (لیزوژنیک) است. این به عنوان تغییر در ویژگی ها یا خواص در باکتری های لیزوژن در مقایسه با باکتری های غیر لیزوژنیک همان گونه درک می شود. مشروط به تغییر خواص مختلف- مورفولوژیکی، آنتی ژنی و غیره

فاژهای معتدل ممکن است معیوب باشند - قادر به تشکیل نتاج فاژی نیستند شرایط طبیعیو در القاء

Virion یک ذره ویروسی کامل است که از NK و یک پوسته پروتئینی تشکیل شده است

کاربرد عملی فاژها -

1. کاربرد در تشخیص در رابطه با تعدادی از گونه های باکتریایی، مونوفاژها در واکنش فاگولیزاسیون به عنوان یکی از معیارهای شناسایی یک کشت باکتریایی برای فاگوتایپ کردن و برای تمایز درون گونه ای باکتری ها استفاده می شوند. برای اهداف اپیدمیولوژیک، برای تعیین منبع عفونت و راه های از بین بردن آن انجام می شود
2. برای درمان و پیشگیری از تعدادی از عفونت های باکتریایی - نوع شکمیعفونت های استافیلوکوک و استرپتوکوک (قرص های مقاوم به اسید)
3. از باکتریوفاژهای معتدل استفاده می شود مهندسی ژنتیکبه عنوان یک ناقل قادر به وارد کردن مواد ژنتیکی به یک سلول زنده است.

ژنتیک باکتری ها

ژنوم باکتری از عناصر ژنتیکی تشکیل شده است که قادر به تولید مثل خود هستند - replicon ها Replicon ها کروموزوم ها و پلاسمیدهای باکتریایی هستند. کروموزوم باکتری یک نوکلوئید تشکیل می دهد، حلقه بسته ای که با پروتئین ها مرتبط نیست و حامل مجموعه هاپلوئیدی از ژن ها است.

پلاسمید نیز حلقه بسته مولکول DNA است، اما اندازه آن بسیار کوچکتر از کروموزوم است. وجود پلاسمیدها در سیتوپلاسم باکتری ها ضروری نیست، اما مزیتی در محیط ایجاد می کنند. پلاسمیدهای بزرگ با کروموزوم کاهش می یابند و تعداد آنها در سلول کم است. و تعداد پلاسمیدهای کوچک می تواند به چندین ده برسد. برخی از پلاسمیدها قادر به ادغام برگشت پذیر در کروموزوم باکتری در یک منطقه خاص هستند و به عنوان یک replicon منفرد عمل می کنند. این گونه پلاسمیدها یکپارچه نامیده می شوند. برخی از پلاسمیدها می توانند از طریق تماس مستقیم - پلاسمیدهای مزدوج - از یک باکتری به باکتری دیگر منتقل شوند. آنها حاوی ژن هایی هستند که مسئول تشکیل شمع های F هستند که پل مزدوجی را برای انتقال مواد ژنتیکی تشکیل می دهند.

انواع اصلی پلاسمیدها عبارتند از

F - پلاسمید همگرای یکپارچه. فاکتور جنسیت توانایی باکتری ها را برای اهدا کننده در طول کونژوگه تعیین می کند

R - پلاسمیدها. مقاوم. حاوی ژن هایی است که سنتز عوامل تخریب کننده را تعیین می کند داروهای ضد باکتری. باکتری های دارای چنین پلاسمیدهایی به بسیاری از داروها حساس نیستند. بنابراین عوامل مقاوم به دارو شکل می گیرد.

سم پلاسمید - عوامل تعیین کننده بیماری زایی -

Ent - پلاسمیدها - حاوی ژنی برای تولید انتروتوکسین است.

Hly - گلبول های قرمز را از بین می برد.

عناصر ژنتیکی متحرک اینها شامل درج - عناصر درج. نام عمومی پذیرفته شده Is است. اینها بخش هایی از DNA هستند که می توانند هم در داخل رپلیکون و هم بین آنها حرکت کنند. آنها فقط حاوی ژن های لازم برای حرکت خود هستند.

ترانسپوزون ها- ساختارهای بزرگتر که خواص مشابه Is دارند، اما علاوه بر آن حاوی ژن های ساختاری هستند که سنتز را تعیین می کنند. مواد بیولوژیکیمانند سموم عناصر ژنتیکی متحرک می توانند باعث غیرفعال شدن ژن، آسیب به مواد ژنتیکی، همجوشی شبیه سازی و انتشار ژن ها در سراسر جمعیت باکتریایی شوند.

تنوع در باکتری ها

همه انواع تنوع به 2 گروه تقسیم می شوند - غیر ارثی (فنوتیپی، اصلاح شده) و ارثی (ژنوتیپی).

اصلاحات- تغییرات فنوتیپی غیر ارثی در صفات یا خواص. تغییرات روی ژنوتیپ تاثیری ندارد و بنابراین ارثی نیستند. آنها واکنش های تطبیقی ​​به تغییرات در شرایط محیطی خاص هستند. به عنوان یک قاعده، آنها در نسل اول، پس از پایان فاکتور از بین می روند.

تنوع ژنوتیپیبر ژنوتیپ ارگانیسم تأثیر می گذارد و بنابراین می تواند به فرزندان منتقل شود. تنوع ژنوتیپی به جهش و نوترکیبی تقسیم می شود.

جهش ها- تغییرات پایدار و ارثی در خصوصیات یا خواص یک موجود زنده. اساس جهش ها کیفی یا تغییر کمیتوالی نوکلئوتیدها در یک مولکول DNA جهش ها می توانند تقریباً هر ویژگی را تغییر دهند.

از نظر منشأ، جهش ها خود به خود و القا می شوند.

جهش های خودبخودیدر شرایط طبیعی وجود ارگانیسم رخ می دهد و القاء شدهدر نتیجه عمل هدایت شده یک عامل جهش زا ایجاد می شود. بر اساس ماهیت تغییرات در ساختار اولیه DNA در باکتری ها، جهش های ژنی یا نقطه ای و ناهنجاری های کروموزومی متمایز می شوند.

جهش های ژنیدرون یک ژن اتفاق می افتد و حداقل شامل یک نوکلئوتید است. این نوع جهش می تواند در نتیجه جایگزینی یک نوکلئوتید با نوکلئوتید دیگر، از دست دادن یک نوکلئوتید یا قرار دادن یک نوکلئوتید اضافی باشد.

کروموزومی- ممکن است چندین کروموزوم را تحت تاثیر قرار دهد.

ممکن است یک حذف وجود داشته باشد - از بین رفتن بخشی از یک کروموزوم، یا یک تکرار - دو برابر شدن یک بخش از یک کروموزوم. چرخش یک بخش از کروموزوم به اندازه 180 درجه یک وارونگی است.

هر جهش تحت تأثیر یک عامل جهش زا خاص رخ می دهد. ذاتاً جهش زاها فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی هستند. اشعه یونیزان، اشعه ایکس، اشعه ماوراء بنفش. جهش زاهای شیمیایی شامل آنالوگ های بازهای نیتروژن دار، خود اسید نیتروژن و حتی برخی داروهاسیتواستاتیک بیولوژیکی - برخی از ویروس ها و ترانسفاسون ها

نوترکیبی- تبادل مقاطع کروموزومی

انتقال - انتقال مواد ژنتیکی با استفاده از باکتریوفاژ

ترمیم مواد ژنتیکی -ترمیم آسیب ناشی از جهش

چندین نوع جبران وجود دارد

1. فعال سازی نوری - این فرآیند توسط یک آنزیم خاص که در حضور فعال می شود تضمین می شود نور مرئی. این آنزیم در طول رشته DNA حرکت می کند و آسیب را ترمیم می کند. تایمرهایی را که تحت تأثیر UV تشکیل می شوند ترکیب می کند. نتایج ترمیم تاریکی قابل توجه تر است. به نور بستگی ندارد و توسط چندین آنزیم تامین می شود - ابتدا نوکلئازها بخش آسیب دیده زنجیره DNA را قطع می کنند، سپس DNA پلیمراز، روی ماتریکس زنجیره مکمل حفظ شده، یک پچ را سنتز می کند و لیگازها پچ را به داخل می دوزند. منطقه آسیب دیده

غرامت مشمول جهش های ژنی، اما کروموزومی ها معمولا اینطور نیستند

1. نوترکیبی ژنتیکی در باکتری ها آنها با نفوذ مواد ژنتیکی از باکتری اهدا کننده به باکتری گیرنده با تشکیل ژنوم دختر حاوی ژن های هر دو فرد اصلی مشخص می شوند.

ادغام یک قطعه DNA دهنده در گیرنده با عبور از روی آن صورت می گیرد

سه نوع انتقال -

1. دگرگونی- فرآیندی که در آن قطعه ای از DNA دهنده جدا شده منتقل می شود. بستگی به صلاحیت گیرنده و وضعیت DNA دهنده دارد. صلاحیت- توانایی جذب DNA بستگی به حضور در غشای سلولیگیرنده پروتئین های خاصو در دوره های خاصی از رشد باکتری ها تشکیل می شود. DNA دهنده باید دو رشته ای باشد و اندازه آن خیلی بزرگ نباشد. DNA دهنده به غشای باکتری نفوذ می کند و یکی از زنجیره ها از بین می رود و دیگری در DNA گیرنده ادغام می شود.
2. ترانسدوشن- با کمک باکتریوفاژها انجام می شود. انتقال عمومی و ترانسداکشن اختصاصی.

عمومی -با مشارکت عوامل حدت رخ می دهد. در طول مونتاژ ذرات فاژ، سر فاژ ممکن است به اشتباه شامل DNA فاژ نباشد، بلکه قطعه ای از کروموزوم باکتریایی را شامل شود. چنین فاژهایی فاژهای معیوب هستند.

خاص- توسط فاژهای معتدل انجام می شود. هنگام برش، برش آن به شدت در امتداد مرز انجام می شود. آنها بین ژن های خاصی ساخته می شوند و آنها را منتقل می کنند.

1. صرف- انتقال مواد ژنتیکی از باکتری دهنده به گیرنده، در صورت تماس مستقیم با آنها. شرط لازم- وجود یک پلاسمید محرک در سلول دهنده. در حین کونژوگه، یک پل کونژوگاسیون به دلیل پیلی تشکیل می شود که از طریق آن ماده ژنتیکی از اهدا کننده به بیمار منتقل می شود.

تشخیص ژن

مجموعه ای از روش هایی که شناسایی ژنوم یک میکروارگانیسم یا قطعه آن را در ماده مورد مطالعه ممکن می سازد. روش هیبریداسیون NC اولین روشی بود که پیشنهاد شد. بر اساس استفاده از اصل مکملیت. این روش به شما امکان می دهد با استفاده از پروب های مولکولی وجود قطعات DNA نشانگر پاتوژن را در ماده ژنتیکی تشخیص دهید. پروب های مولکولی زنجیره های DNA کوتاهی هستند که مکمل ناحیه نشانگر هستند. یک برچسب فلورسنت به پروب اضافه می شود، ایزوتوپ رادیواکتیو، آنزیم مواد مورد مطالعه تحت درمان خاصی قرار می گیرند که به آن اجازه می دهد میکروارگانیسم ها را از بین ببرد، DNA را آزاد کند و آن را به قطعات تک رشته ای تقسیم کند. پس از این، مواد ثابت می شود. سپس فعالیت تگ شناسایی می شود. این روش خیلی حساس نیست. شناسایی پاتوژن تنها در صورتی امکان پذیر است که مقدار آن به اندازه کافی زیاد باشد. 10 تا 4 میکروارگانیسم از نظر فنی کاملاً پیچیده است و نیاز دارد مقدار زیادکاوشگرها بطور گستردهدر عمل او آن را پیدا نکرد. توسعه داده شد روش جدید - پلیمراز واکنش زنجیره ای- PCR

این روش بر اساس توانایی DNA و RNA ویروسی برای تکثیر است، یعنی. به بازتولید خود ماهیت بیمار کپی مکرر است - تقویت در شرایط آزمایشگاهی یک قطعه DNA، که نشانگری برای یک میکروارگانیسم داده شده است. از آنجایی که این فرآیند به اندازه کافی انجام می شود دمای بالا 70-90، این روش پس از جداسازی DNA پلیمراز مقاوم در برابر حرارت از باکتری های گرمادوست امکان پذیر شد. مکانیسم تقویت به گونه‌ای است که کپی کردن زنجیره‌های DNA در هیچ نقطه‌ای آغاز نمی‌شود، بلکه فقط از بلوک‌های شروع خاصی شروع می‌شود که برای ایجاد آن‌ها به اصطلاح از پرایمرها استفاده می‌شود. پرایمرها توالی های پلی نوکلئوتیدی هستند که مکمل توالی های انتهایی قطعه کپی شده از DNA مورد نظر هستند و پرایمرها نه تنها تقویت را آغاز می کنند، بلکه آن را محدود می کنند. اکنون چندین گزینه PCR وجود دارد که با 3 مرحله مشخص می شود -

1. دناتوره شدن DNA (تقسیم به 1 قطعه زنجیره ای)
2. چسباندن پرایمر.
3. افزودن مکمل رشته های DNA به دو رشته

این چرخه 1.5-2 دقیقه طول می کشد. در نتیجه تعداد مولکول های DNA 20-40 برابر می شود. نتیجه 10 به توان 8 کپی است. پس از تقویت، الکتروفورز انجام شده و به صورت نواری جداسازی می شود. در برگزار می شود دستگاه خاصکه به آن تقویت کننده می گویند.

مزایای PCR

1. بدون جداسازی یک کشت خالص، نشانه های مستقیمی از وجود یک پاتوژن در ماده آزمایشی ارائه می دهد.
2. حساسیت بسیار بالا. از نظر تئوری، می توان 1 را تشخیص داد.
3. مواد مورد نیاز برای تحقیق را می توان بلافاصله پس از جمع آوری ضد عفونی کرد.
4. 100٪ ویژگی
5. نتایج سریع تحلیل کامل- 4-5 ساعت روش اکسپرس

به طور گسترده ای برای تشخیص استفاده می شود بیماری های عفونی، که عوامل ایجاد کننده آن غیرقابل کشت و یا به سختی قابل کشت هستند. کلامیدیا، مایکوپلاسما، بسیاری از ویروس ها - هپاتیت، تبخال. سیستم های تست برای تعیین توسعه یافته اند سیاه زخم، بیماری سل.

تحلیل محدودیت- با کمک آنزیم ها، مولکول DNA بر اساس توالی های نوکلوئیدی خاص جدا شده و قطعات بر اساس ترکیب آن ها تجزیه و تحلیل می شوند. به این ترتیب می توانید مناطق منحصر به فرد را پیدا کنید.

بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک

بیوتکنولوژی علمی است که بر اساس مطالعه فرآیندهای حیاتی موجودات زنده، از این فرآیندهای زیستی و همچنین خود اشیاء بیولوژیکی برای تولید صنعتی محصولات ضروری برای انسان استفاده می کند تا اثرات زیستی را بازتولید کند که به صورت غیر طبیعی ظاهر نمی شوند. شرایط میکروارگانیسم های تک سلولی و همچنین سلول های حیوانات و گیاهان اغلب به عنوان اشیاء بیولوژیکی استفاده می شوند. سلول ها خیلی سریع تکثیر می شوند که این امکان را فراهم می کند مدت کوتاهیافزایش زیست توده تولید کننده در حال حاضر، بیوسنتز مواد پیچیده، مانند پروتئین ها، آنتی بیوتیک ها، مقرون به صرفه تر و از نظر فناوری در دسترس تر از سایر انواع مواد خام است.

بیوتکنولوژی از خود سلول ها به عنوان منبع محصول هدف و همچنین از مولکول های بزرگ سنتز شده توسط سلول، آنزیم ها، سموم، آنتی بادی ها و متابولیت های اولیه و ثانویه - اسیدهای آمینه، ویتامین ها، هورمون ها استفاده می کند. فن آوری برای به دست آوردن محصولات سنتز میکروبی و سلولی به چندین مرحله معمولی - انتخاب یا ایجاد یک ستاد تولیدی کاهش می یابد. انتخاب محیط غذایی بهینه، کشت. جداسازی محصول هدف، تصفیه آن، استانداردسازی، دادن فرم دوز. مهندسی ژنتیکبه ایجاد محصولات هدف ضروری برای انسان می رسد. ژن هدف به دست آمده به یک ناقل ذوب می شود و ناقل می تواند یک پلاسمید باشد و به سلول گیرنده وارد می شود. گیرنده - باکتری - coli، مخمر. محصولات هدف سنتز شده توسط نوترکیب ها جدا، خالص شده و در عمل مورد استفاده قرار می گیرند.

انسولین و اینترفرون انسانی. اریتروپویتین، هورمون رشد، آنتی بادی های مونوکلونال. واکسن هپاتیت B

آماده سازی فاژ برای درمان و پیشگیری از بیماری های عفونی و همچنین در تشخیص - برای تعیین حساسیت فاژ و نوع فاژ در شناسایی میکروارگانیسم ها استفاده می شود. عملکرد فاژها بر اساس ویژگی دقیق آنها است. اثر درمانی و پیشگیرانه فاژها با فعالیت لیتیک خود فاژ و همچنین خاصیت ایمن سازی اجزا (آنتی ژن) سلول های میکروبی تخریب شده موجود در فاگولیزات ها مشخص می شود، به ویژه در مورد استفاده مکرر. هنگام به دست آوردن آماده سازی فاژ، از سویه های تولید ثابت شده فاژها و بر این اساس، کشت های معمولی میکروارگانیسم ها استفاده می شود. یک کشت باکتریایی در یک محیط غذایی مایع، که در فاز لگاریتمی تولید مثل است، با یک سوسپانسیون رحمی فاژ آلوده می شود.

کشت فاژ لیز شده (معمولاً روز بعد) از طریق فیلترهای باکتریایی فیلتر شده و محلول کینوزول به عنوان نگهدارنده به فیلتر حاوی فاژ اضافه می شود.
آماده سازی فاژ تمام شده است مایع شفاف رنگ مایل به زرد. برای نگهداری طولانی تر، برخی از فاژها به صورت خشک (در قرص) در دسترس هستند. در درمان و پیشگیری عفونت های روده ایاز فاژها به طور همزمان با محلول بی کربنات سدیم استفاده می شود، زیرا محتویات اسیدی معده فاژ را از بین می برد. فاژ به مدت طولانی (5-7 روز) در بدن باقی نمی ماند، بنابراین توصیه می شود که مجدداً از آن استفاده کنید.

در اتحاد جماهیر شوروی تولید می شود داروهای زیربرای درمان و پیشگیری از بیماری ها استفاده می شود: تیفوئید، سالمونلا، اسهال خونی، کلیفاژ، فاژ استافیلوکوکو استرپتوکوک در حال حاضر از فاژها برای درمان و پیشگیری در ترکیب با آنتی بیوتیک ها استفاده می شود. این اپلیکیشن موارد بیشتری دارد اقدام موثربرای انواع باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک

باکتریوفاژهای تشخیصی به طور گسترده ای برای شناسایی باکتری های جدا شده از بیمار یا اشیاء محیطی آلوده استفاده می شوند. با کمک باکتریوفاژها به دلیل ویژگی بالای آنها می توان انواع باکتری ها را با دقت بیشتری تعیین کرد. انواع فردیباکتری های جدا شده در حال حاضر، تشخیص فاژ و تایپ فاژی باکتری های جنس سالمونلا، ویبریو و استافیلوکوک توسعه یافته است. تایپ فاژ به تعیین منبع عفونت، مطالعه روابط اپیدمیولوژیک و تشخیص موارد پراکنده بیماری ها از موارد اپیدمی کمک می کند.
تشخیص فاژ و تایپ فاژ بر اساس اصل کشت مشترک یک میکروارگانیسم جدا شده با گونه ها یا نوع فاژهای مربوطه است. نتیجه مثبتدر نظر گرفته شده است که لیز به خوبی تعریف شده از فرهنگ مورد مطالعه با گونه فاژ، و سپس با یکی از فاژهای معمولی وجود دارد.

خواص متمایز باکتریوفاژها به عنوان نمایندگان پادشاهی ویرا. فاژهای ویروسی، مراحل برهمکنش با یک سلول باکتریایی. کاربرد عملی باکتریوفاژها

فاژهای ویروسی باعث می شوند عفونت مولد، که در آن تولید مثل فاژ و لیز سلولی باکتریایی رخ می دهد.

مکانیسم برهمکنش یک فاژ بدخیم با یک سلول میکروبی:

1. جذب فاژ بر روی یک سلول حساسدر حضور گیرنده های مکمل در دیواره سلولی باکتری و در انتهای رشته های فرآیند فاژ رخ می دهد. فاژ ابتدا توسط رشته ها متصل می شود و سپس با استفاده از دندان های صفحه پیش پا افتاده به دیواره سلولی محکم می چسبد.

2. نفوذ DNA فاژ به سلول باکتری. با کمک لیزوزیم، واقع در صفحه پیش پا افتاده، بخشی از دیواره سلولی هیدرولیز می شود، غلاف فرآیند منقبض می شود و میله داخلی غشای سلولی را سوراخ می کند. مولکول DNA فاژ از طریق کانال میله ای به داخل سلول نفوذ می کند.

3. رشد داخل سلولی فاژ. فاز DNA اطلاعات ژنتیکی را به سلول باکتری وارد می کند. بیوسنتز اجزای لازم برای تولید مثل رخ می دهد. بر مراحل اولیه"پروتئین های اولیه" سنتز می شوند - آنزیم هایی که تکثیر DNA فاژ را انجام می دهند تا بسیاری از نسخه های آن را تشکیل دهند. سپس "پروتئین های دیررس" ساختاری روی ریبوزوم های سلولی تشکیل می شوند

4. مورفوژنز فاژ. بلوغ فاژ در امتداد سه شاخه مستقل رخ می دهد مناطق مختلفسلول ها یک فرآیند قطع ارتباط است. سر فاژها به طور جداگانه تشکیل می شوند - یک کپسید در اطراف مولکول DNA ساخته شده است. فرآیند به طور مستقل ساخته می شود. رشته های فرآیند به طور جداگانه سنتز می شوند. سپس تمام قسمت های تشکیل دهنده فاژ با هم ترکیب می شوند و ویریون ها را تشکیل می دهند.

5. لیز سلولی باکتریایی و آزادسازی فاژ.لیز تحت تأثیر لیزوزیم رخ می دهد. با جوانه زدن خارج شوید.

ویژگی دقیق باکتریوفاژها اجازه می دهد تا آنها را برای تایپ فاژ و تمایز کشت های باکتریایی، و همچنین برای نشان دادن آنها در محیط خارجی، به عنوان مثال، در آب استفاده شود.

روش تایپ فاژی باکتری ها به طور گسترده در عمل میکروبیولوژیکی استفاده می شود. این اجازه می دهد تا نه تنها گونه های فرهنگ مورد مطالعه، بلکه همچنین فاگوتیپ آن (فاگووار) را تعیین کنید. این به دلیل این واقعیت است که باکتری های همان گونه دارای گیرنده هایی هستند که فاژهای کاملاً خاصی را جذب می کنند و سپس باعث لیز آنها می شوند. استفاده از مجموعه هایی از این نوع فاژهای خاص، امکان تایپ فاژی کشت های مورد مطالعه را به منظور تجزیه و تحلیل اپیدمیولوژیک بیماری های عفونی فراهم می کند: (تعیین منبع عفونت و راه های انتقال آن)

II. فاژها برای پیشگیری و درمان بیماری های عفونی استفاده می شوند:

آ) پروفیلاکسی فاژ- روشی برای جلوگیری از ایجاد عفونت های باکتریایی خاص با مصرف یک باکتریوفاژ خاص. برای پیشگیری از وبا، اسهال خونی، تب حصبهو غیره.

ب) فاژ درمانی روشی برای درمان عفونت های باکتریایی با مصرف یک فاژ خاص است.(تیفوئید، سالمونلا، اسهال خونی، پروتئوس، سودوموناس، استافیلوکوک، استرپتوکوک، کلیفاژ و داروهای ترکیبی. آنها در درمان بیماری های عفونی ناشی از میکروارگانیسم های فوق و همچنین در درمان زخم ها و عفونت های بی هوازی استفاده می شوند.)

تنوع ژنوتیپی

بیماری زایی -

چسبندگی

تهاجم

پرخاشگری.

4. ساختار دستگاه ژنتیکی پروکاریوت ها. تنوع فنوتیپی و ژنوتیپی. پایه ژنتیکیبیماری زایی باکتری ها

دستگاه ژنتیکپروکاریوت- غشای هسته ای ندارد و توسط یک مولکول DNA دایره ای که یک کروموزوم است نشان داده می شود. در سیتوپلاسم قرار دارد و حاوی پروتئین هیستون نیست. ناتوان از میتوز

تنوع فنوتیپی -تغییرات (تغییر در بیش از یک یا چند ویژگی) - بر ژنوتیپ تأثیر نمی گذارد. تغییرات فنوتیپی تحت تأثیر عوامل محیطی رخ می دهد. آنها ارثی نیستند و با گذشت زمان محو می شوند، یعنی به فنوتیپ اولیه باز می گردند.

تنوع ژنوتیپی- تغییر خواص باکتری ها، تأثیر بر ژنوتیپ آنها. ارثی است و ماندگاری بالایی دارد. در نتیجه جهش یا تبادل ژنتیکی (تبدیل، کونژوگاسیون یا انتقال) ایجاد می شود.

بیماری زایی -یک صفت گونه ای که ارثی است، در ژنوم یک میکروارگانیسم تثبیت می شود، یعنی یک صفت ژنوتیپی است که نشان دهنده توانایی بالقوه یک میکروارگانیسم برای نفوذ به یک ماکرو ارگانیسم و ​​تکثیر در آن (تهاجمی) است، که باعث ایجاد یک پیچیده می شود. فرآیندهای پاتولوژیکناشی از بیماری

عوامل بیماری زایی شامل توانایی میکروارگانیسم ها برای اتصال به سلول ها (چسبندگی)، قرار گرفتن در سطح آنها (کلونیزاسیون)، نفوذ به سلول ها (تهاجم) و مقاومت در برابر عوامل دفاعی بدن (تهاجم) است.

برخی از آنها مستقیماً توسط ژن های نوکلوئیدی رمزگذاری می شوند (به عنوان مثال، کپسول و آنزیم در برخی گونه ها). بخش دیگر توسط فاکتورهای وراثتی خارج کروموزومی - پلاسمیدها و اپیزوم ها - رمزگذاری می شود. ژن های پلاسمید معمولاً برهمکنش پاتوژن ها با اپیتلیوم را تعیین می کنند و ژن های کروموزومی وجود و تکثیر باکتری ها را به صورت خارج سلولی در اندام ها و بافت ها تعیین می کنند.

چسبندگیساختارهایی که مسئول اتصال میکروارگانیسم به سلول هستند، چسبان نامیده می شوند و روی سطح آن قرار دارند. باکتری های گرم منفی̆ چسبندگی به دلیل پیلی I و انواع عمومی. در باکتری های گرم مثبت، آدهزین ها پروتئین ها و اسیدهای تیکوئیک دیواره سلولی هستند. در سایر میکروارگانیسم ها، این عملکرد توسط ساختارهای مختلف سیستم سلولی انجام می شود: پروتئین های سطحی، لیپوپلی ساکاریدها و غیره.

تهاجمآنزیم هیالورونیداز تجزیه می شود اسید هیالورونیککه بخشی از ماده بین سلولی است و در نتیجه نفوذپذیری غشاهای مخاطی و بافت همبند را افزایش می دهد. نورآمینیداز اسید نورآمینیک را که بخشی از گیرنده های سطحی سلول های غشای مخاطی است، تجزیه می کند و نفوذ پاتوژن را به بافت ها تسهیل می کند.

پرخاشگریعوامل پرخاشگری عبارتند از: پروتئازها - آنزیم هایی که ایمونوگلوبولین ها را از بین می برند. کواگولاز آنزیمی است که پلاسمای خون را لخته می کند. فیبرینولیزین - حل کردن لخته فیبرین؛ لسیتیناز - آنزیمی که روی فسفولیپیدهای غشایی اثر می کند فیبرهای عضلانی، گلبول های قرمز و سایر سلول ها .

باکتریوفاژها، کاربرد در پزشکی.

باکتریوفاژها کاربرد در عمل پزشکی.

باکتریوفاژها ویروس های باکتریایی هستند که می توانند به طور خاص به سلول های باکتریایی نفوذ کنند، آنها را تولید مثل کنند و باعث لیز شوند.

آنها در هر جایی که باکتری ها وجود داشته باشند یافت می شوند - در خاک، آب، دستگاه رودهشخص همه فاژها وجود دارند ویژگی های بیولوژیکی، که مشخصه ویروس ها هستند.

مورفولوژی فاژها:

فاژها از نظر شکل متفاوت هستند - رشته ای، کروی، مکعبی، فاژها با سر و دم (شبیه یک اسپرم).

بر اساس اندازه - کوچک، متوسط ​​و بزرگ.

پیچیده ترین ساختارها فاژهای بزرگ هستند که از یک سر و یک دم تشکیل شده اند. سر به شکل ایکو وجهی است. سر با استفاده از یک یقه و یک چتر به فرآیند متصل می شود. در داخل فرآیند یک میله استوانه ای توخالی وجود دارد که از بیرون با سر ارتباط برقرار می کند، فرآیند دارای یک غلاف پروتئینی است که قادر به انقباض است. . صفحه و خارها حاوی لیزوزیم هستند. این فرآیند دارای 6 پرز است که اتصال محکم فاژ به سلول باکتری را تضمین می کند. ممکن است فاژهایی با غلاف غیر انقباضی، فاژهایی با فرآیندهای کوتاه، فاژهایی با فرآیند مشابه و فاژهایی بدون فرآیند وجود داشته باشند.

ترکیب شیمیایی:

مقاومت فاژی: فاژها دمای 50-60 درجه سانتیگراد را تحمل می کنند. آنها می توانند یخ زدگی را تحمل کنند و در دمای 70 درجه سانتیگراد می میرند. آنها تحت تأثیر سمومی مانند سیانید، فلوراید و همچنین کلروفرم و فنل نیستند. فاژها در آمپول های مهر و موم شده به خوبی حفظ می شوند، اما می توانند با جوشاندن، قرار گرفتن در معرض اسیدها یا تابش اشعه ماوراء بنفش از بین بروند.

مکانیسم تعامل فاژها با یک سلول میکروبی:

بر اساس برهمکنش آنها، فاژهای بدخیم و معتدل متمایز می شوند.

فاژهای ویروسی - آنها به سلول باکتری نفوذ می کنند، تولید مثل می کنند و باعث لیز باکتری می شوند.

فاژها با فرآیند و غلاف منقبض دارای تعدادی ویژگی هستند:

این فاژها با استفاده از فیبرهای فرآیند در حضور گیرنده های مناسب بر روی سطح سلول باکتری جذب می شوند. سپس آنزیم ATPase فعال می شود که منجر به انقباض غلاف فرآیند دمی و وارد شدن یک میله توخالی به داخل سلول می شود. آنزیمی به نام لیزوزیم در فرآیند سوراخ کردن دیواره سلولی نقش دارد.

DNA فاژ از شفت توخالی زائده عبور کرده و به داخل سلول تزریق می شود. کپسید و فرآیند روی سطح سلول باقی می مانند. سپس پروتئین فاژ و اسید نوکلئیک در داخل سلول تکثیر می شوند. مرحله بعدی مونتاژ و تشکیل ذرات فاژ بالغ است. مرحله نهایی: لیز سلولی و آزادسازی ذرات فاژ بالغ از آن. لیز می تواند هر دو از داخل رخ دهد - دیواره سلولی پاره می شود و فاژهای بالغ از داخل خارج می شوند محیط خارجیو از بیرون - فاژها سوراخ های زیادی در دیواره سلولی ایجاد می کنند که از طریق آن محتویات سلول به بیرون جریان می یابد و با چنین لیزی، فاژ تکثیر نمی شود.

فاژهای متوسط ​​همه سلول های جمعیت را لیز نمی کنند، آنها وارد همزیستی با برخی از سلول ها می شوند که در نتیجه DNA فاژ در کروموزوم سلولی ادغام می شود. در این حالت ژنوم فاژ پروفاژ نامیده می شود.

پروفاژ به بخشی از کروموزوم سلول تبدیل می شود و در طول تولیدمثل، به طور همزمان با ژنوم سلول تکثیر می شود، بدون اینکه باعث لیز آن شود و به فرزندان منتقل می شود.

پدیده همزیستی سلول میکروبیبا یک پروفاژ، لیزوژنی نامیده می شود.

و کشت باکتری های حاوی پروفاژ لیزوژنیک است، این نام نشان دهنده توانایی پروفاژ خود به خود یا تحت تأثیر عوامل است. محیطوارد سیتوپلاسم می شود و مانند یک فاژ خطرناک رفتار می کند که باکتری ها را لیز می کند. هنگامی که یک فاژ معتدل در حال انتقال به شکل بیماریزا است، می‌تواند بخشی از کروموزوم یک سلول باکتری را بگیرد و پس از لیز، آن را به دیگری منتقل کند.

فاژها بر اساس طیف عملشان تقسیم می شوند:

1. باکتری های مرتبط با لیز چند ظرفیتی (فاژ سالمونلا فقط سالمونلا را لیز می کند).

2. گونه ها (مونوفاژها) - باکتری های تنها یک گونه را لیز می کند.

3. نوع خاص - انواع مختلف باکتری ها را در یک گونه به طور انتخابی لیز کنید (استافیلوکوک پاتوژن - 33 مجموعه).

استفاده عملی:

آماده سازی فاژ برای درمان و پیشگیری از عفونت ها و تشخیص آنها استفاده می شود. عمل فاژها بر اساس ویژگی های صنعتی دقیق آنها است و از کشت های باکتریایی مربوطه برای به دست آوردن آماده سازی فاژ استفاده می شود.

اشکال انتشار: مایع، خشک، قرص، آئروسل، شیاف. آنها به صورت تزریقی، روده ای و موضعی وارد بدن می شوند. مورد استفاده دارویی - برای اهداف پیشگیرانهدر بیماری های مختلف(اسهال خونی، وبا، انواع بیماری های چرکی-التهابی).

تشخیص فاژ: اصل تشخیصی مبتنی بر کشت همزمان کشت های آزمایشی با فاژهای شناخته شده و ناشناخته است. لیز را می توان روی مایع و جامد مشاهده کرد رسانه های مغذی. در محیط های غذایی مایع، پاکسازی سوسپانسیون باکتریایی ظاهر می شود و در محیط های متراکم، نواحی فاقد رشد شکل می گیرد.

فاگوتایپینگ: تعریف نسخه استانداردگونه هایی با استفاده از مجموعه ای از فاژهای معمولی. فاژهای تیفوئید، فاژهای تشخیص وبا، فاژهای سالمونلا و فاژهای اسهال خونی تولید می شوند. تایپ فاژ هنگام انجام تجزیه و تحلیل اپیدمیولوژیک بیماری و به منظور تعیین منبع و راه های انتقال ضروری است. با تشخیص فاژ، محتوای میکروارگانیسم های مربوطه قضاوت می شود.