Бактэрыяфагі

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Структура тыпічнага міавіруса бактэрыяфага

Бактэрыяфагі, або фагі (ад стар.-грэч.: φᾰγω — «паглынаю») — вірусы бактэрый, здольныя пашкоджваць бактэрыяльную клетку, размнажацца ў ёй і выклікаць яе разбурэнне (лізіс). Пашыраны ў глебе, раслінных і жывёльных арганізмах.

Класічны аб'ект даследаванняў у малекулярнай генетыцы. Выкарыстоўваюць для фагапрафілактыкі і фагатэрапіі інфекцыйных хвароб.

Вылучаюць бактэрыяфагі:

  • умераныя, якія не парушаюць жыццядзейнасці пашкоджанай клеткі,
  • вірулентныя, якія выклікаюць гібель клеткі.

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Англійскі бактэрыёлаг Фрэдэрык Туорт у артыкуле 1915 года апісаў інфекцыйную хваробу стафілакокаў, інфіцыравальны агент праходзіў праз фільтры, і яго можна было пераносіць ад адной калоніі да іншай.

Незалежна ад Фрэдэрыка Туорта французска-канадскі мікрабіёлаг Фелікс Д'Эрэль 3 верасня 1917 года паведаміў аб адкрыцці бактэрыяфагаў. Разам з гэтым вядома, што расійскі мікрабіёлаг Мікалай Фёдаравіч Гамалея яшчэ ў 1898 годзе ўпершыню назіраў з'яву лізіса бактэрый (сібіраязвенай палачкі) пад уплывам перавіваемага агента[1][2].

Пасля адкрыцця з'явы бактэрыяфагіі Д'Эрэль развіў вучэнне аб тым, што бактэрыяфагі патагенных бактэрый, будучы іх паразітамі, граюць істотную ролю ў патагенезе інфекцый, забяспечваючы выздараўленне хворага арганізма, а затым стварэння спецыфічнага імунітэту. Гэтае становішча прыцягнула да з'явы бактэрыяфагіі ўвагу многіх даследчыкаў, якія меркавалі знайсці ў фагах важны сродак барацьбы з найбольш небяспечнымі інфекцыйнымі хваробамі чалавека і жывёл.

Таксама Фелікс Д'Эрэль прапанаваў здагадку, што бактэрыяфагі маюць карпускулярную прыроду. Аднак толькі пасля вынаходства электроннага мікраскопа атрымалася ўбачыць і вывучыць ультраструктуру фагаў. Доўгі час прадстаўлення аб марфалогіі і асноўных асаблівасцях фагаў засноўваліся на выніках вывучэння фагаў Т-групы - Т1, Т2, ..., Т7, якія множацца на Е. coli штама B. Аднак з кожным годам з'яўляліся новыя звесткі, якія датычацца марфалогіі і структуры разнастайных фагаў, што абумовіла неабходнасць іх марфалагічнай класіфікацыі.

Роля бактэрыяфагаў у біясферы[правіць | правіць зыходнік]

Бактэрыяфагі ўяўляюць сабой найбольш шматлікую, шырока распаўсюджаную ў біясферы і, як мяркуецца, найбольш эвалюцыйна старажытную групу вірусаў[3][4]. Прыблізны памер папуляцыі фагаў складае больш за 1030 фагавых часціц[5].

У прыродных умовах фагі сустракаюцца ў тых месцах, дзе ёсць адчувальныя да іх бактэрыі. Чым багацей той ці іншы субстрат (глеба, вылучэння чалавека і жывёл, вада і т.д.) мікраарганізмамі, тым у большай колькасці ў ім сустракаюцца адпаведныя фагі. Асабліва багатыя фагамі чарназёмы і глебы, у якія ўносіліся арганічныя ўгнаенні.

Бактэрыяфагі выконваюць важную ролю ў кантролі колькасці мікробных папуляцый, у аўталізе старэючых клетак, у пераносе бактэрыяльных генаў, выступаючы ў якасці вектарных «сістэм»[6].

Будова бактэрыяфагаў[правіць | правіць зыходнік]

1 — галоўка, 2 — хвост, 3 — нуклеінавая кіслота, 4 — капсід, 5 — «каўнерык», 6 — бялковы чахол хваста, 7 — фібрыла хваста, 8 — шыпы, 9 — базальная пласцінка

Бактэрыяфагі адрозніваюцца па хімічнай структуры, тыпу нуклеінавай кіслаты, марфалогіі і характару ўзаемадзеяння з бактэрыямі. Па памеры бактэрыяльныя вірусы ў сотні і тысячы разоў менш мікробных клетак.

Складаюцца з бялковай абалонкі (капсіда) і ўнутранага змесціва — нуклеінавай кіслаты (ДНК або РНК). Маюць форму сперматазоіда або ніткападобную ці шматгранную. Да вызначанай клеткі прымацоўваюцца з дапамогай хваставых нітак-адросткаў.

Сістэматыка бактэрыяфагаў[правіць | правіць зыходнік]

Вялікая колькасць вылучаных і вывучаных бактэрыяфагаў вызначае неабходнасць іх сістэматызацыі. Класіфікацыя вірусаў бактэрый перажывала змены: грунтавалася на характарыстыцы гаспадара віруса, улічваліся сералагічныя, марфалагічныя ўласцівасці, а затым будова і фізіка-хімічны склад вірыёна[7].

У цяперашні час згодна з Міжнароднай класіфікацыі і наменклатуры вірусаў бактэрыяфагі, у залежнасці ад тыпу нуклеінавай кіслаты падзяляюць на ДНК-і РНК-змяшчальныя.

Па марфалагічных характарыстыках ДНК-змяшчальныя фагі выдзелены ў наступныя сямейства: Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Lipothrixviridae, Plasmaviridae, Corticoviridae, Fuselloviridae, Tectiviridae, Microviridae, Inoviridae Plectovirus і Inoviridae Inovirus.

РНК-змяшчальныя: Cystoviridae, Leviviridae[8].

Выкарыстанне[правіць | правіць зыходнік]

У медыцыне[правіць | правіць зыходнік]

Адной з абласцей выкарыстання бактэрыяфагаў з'яўляецца антыбактэрыйная тэрапія, альтэрнатыўная прыёму антыбіётыкаў. Напрыклад, прымяняюцца бактэрыяфагі: стрэптакокавы, стафілакокавы, клебсіелёзны, дызентэрыйны полівалентны, піабактэрыяфаг, колі, пратэйны і коліпратэйны і іншыя.

Бактэрыяфагі прымяняюцца таксама ў геннай інжынерыі ў якасці вектараў, якія пераносяць участкі ДНК, магчыма таксама натуральная перадача генаў паміж бактэрыямі з дапамогай некаторых фагаў (трансдукцыя)[9].

У біялогіі[правіць | правіць зыходнік]

Бактэрыяфагі M13, фаг Т4, T7 і фаг λ выкарыстоўваюць для вывучэння бялок-бялковых, бялок-пептыўных і ДНК-бялковых узаемадзеянняў метадам фагавага дысплея.

Паколькі размнажэнне бактэрыяфагаў магчыма толькі ў жывых клетках, бактэрыяфагі могуць быць выкарыстаны для вызначэння жыццяздольнасці бактэрый. Дадзены кірунак мае вялікія перспектывы, паколькі, адным з асноўных пытанняў пры розных біятэхналагічных працэсах з'яўляецца вызначэнне жыццяздольнасці выкарыстоўваюцца культур. З дапамогай метаду элктрааптычнага аналізу клеткавых суспензій была паказана магчымасць вывучэння этапаў узаемадзеяння фаг-мікробная клетка[10].

У літаратуры[правіць | правіць зыходнік]

У 1925 годзе ў рамане лаўрэата Пулітцэраўскай прэміі Arrowsmith Сінклера Льюіса выдуманы доктар Arrowsmith робіць адкрыццё бактэрыяфагаў і прымяняе іх у якасці тэрапеўтычнага сродку.

Зноскі

  1. Вірусы бактэрый
  2. Бактэрыяфаг
  3. Ackermann H.-W. // Res. Microbiol., 2003. — V. 154. — P. 245—251
  4. Hendrix R.W. // Theor. Popul. Biol., 2002. — V. 61. — P. 471—480
  5. Suttle C.A. (September 2005), Vuiruses in the sea. Nature 437:356-361.
  6. Шестаков С. В. Как происходит и чем лимитируется горизонтальный перенос генов у бактерий. Экологическая генетика 2007. — Т. 5. — № 2. — C. 12-24.
  7. Русалеев В. С., Таксономия вирусов бактерий / В. С. Русалеев // Ветеринария. — 1990. — № 12. — C. 25-28.
  8. Virus Taxonomy. Classification and Nomenclature of Viruses. Seventh Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses / Edited by M.H.V. van Regenmontel et al. — San Diego: Academic Press, 2000. — P. 43-53, 64-129.
  9. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия / С. Н. Щелкунов. — Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2004. — 496 с.
  10. Guliy O.I., Bunin V.D., O’Neil D., Ivnitski D., Ignatov O.V. A new electro-optical approach to rapid assay of cell viability // Biosensors and Bioelectronics. 2007. V. 23. P. 583—587.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т.2: Аршыца — Беларусцы / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн.: БелЭн, 1996. — 480 с. іл.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]