Классификация и систематика. 3 страница

Культуральные свойства данного вида микроорганизмов - это:

1)условия, необходимые для размножения, и 2)характер роста на питательных средах. Культуральные свойства - это одна из харак­теристик, которые учитываются при идентификации (определения ви­да) микроорганизмов.

Питательные среды должны соответствовать определенным тре­бованиям. Они должны содержать все питательные вещества, необхо­димые для размножения данного вида микробов. Одни патогенные микроорганизмы растут на простых питательных средах, другие для своего размножения нуждаются в добавлении крови, сыворотки кро­ви, витаминов.

В питательных средах должны быть созданы определенные усло­вия путем добавления хлорида натрия или буферных растворов. Для большинства бактерий изотоничной является питательная среда, со­держащая 0,5% хлорида натрия. Реакция питательной среды, благоп­риятная для большей части патогенных бактерий - слабощелочная, что соответствует pH=7,2-7,4. Холерный вибрион растет при pH=7,8-8,5, грибы - при pH=5-5,5. Питательные среды должны быть влажными, то есть содержать достаточное количество воды, быть по возможности прозрачными и абсолютно стерильными, то есть до по­сева не содержать микробов.

По составу и происхождению питательные среды бывают естест­венные, искусственные и синтетические. Естественные питательные

среды - это натуральный продукт, например, картофель, другие

овощи. Искусственные питательные среды готовят по определенной

прописи из продуктов с добавлением органических и неорганических

соединений. Синтетические среды содержат определенные химические

соединения в известных концентрациях.

По консистенции питательные среды бывают жидкие, полужид­кие, плотные. В качестве уплотнителя обычно применяют агар - по­лисахарид, выделенный из морских водорослей. Агар не использует­ся микроорганизмами в качестве питательного вещества, образует в воде гель, плавящийся при 100^оС и застывающий при 45^оС. Для по­лучения плотной питательной среды агар добавляют в концентрации 1,5-2%, для полужидкой - 0,5%.

По целевому назначению питательные среды могут быть разде­лены на обычные (простые), специальные, элективные, дифференци­ально-диагностические.

Обычные (простые) питательные среды применяют для культиви­рования большинства микроорганизмов, это мясопептонный бульон (МПБ), мясопептонный агар (МПА).

Специальные питательные среды применяют для культивирования микроорганизмов которые не растут на простых средах. Например, кровяной агар и сахарный бульон для стрептококка, сывороточный агар для менингококка и гонококка.

Элективные питательные среды используют для выделения одно­го какого-либо вида из смеси различных бактерий. Данный вид бак­терий растет на этой среде быстрее и лучше других, опережая их в своем росте; рост других бактерий задерживается на этой среде. Например, свернутая сыворотка для палочки дифтерии, щелочная пептонная вода для холерного вибриона, желчный бульон для палоч­ки брюшного тифа, солевые среды для стафилококка.

Дифференциально-диагностические питательные среды применя­ются для отличия одних видов бактерий от других по их фермента­тивной активности (см. соответствующий раздел).

Культивирование и выделение чистых культур бактерий.

Для культивирования микроорганизмов необходимы определенные условия: температура, аэробные или анаэробные условия.

Температура должна быть оптимальной для данного вида. Боль­шинство патогенных бактерий размножаются при 37 ^оС. Однако для

некоторых видов оптимальной является более низкая температура,

что связано с особенностями их экологии. Так, для палочки чумы,

естественным местом обитания которой являются грызуны в период

зимней спячки, оптимум температуры составляет 28^оС, как и для

лептоспир, для палочки ботулизма - 28^оС-35^оС.

Кроме оптимальной температуры, для культивирования микроор­ганизмов, в зависимости от вида, необходима аэробность или анаэ­робность среды.

Для того, чтобы изучить морфологию, культуральные, биохими­ческие и другие свойства микробов, необходимо получить чистую культуру. Обычно культурой микробов называют скопление их на пи­тательной среде в виде помутнения в жидкой среде или колоний на плотной среде. Отдельная колония образуется из одной микробной клетки. Чистая культура - это культура микробов одного вида, по­лученная из одной колонии. В лабораториях для различных исследо­ваний применяют определенные известные штаммы микробов. Штамм - это чистая культура микробов, полученная из определенного источ­ника, в определенное время, обладающая известными свойствами. Как правило, штаммы микробов обозначают определенным номером. Например, штамм Staphylococcus aureus 209P применяется для опре­деления активности пенициллина.

Выделение чистых культур аэробов занимает три дня и произ­водится по следующей схеме:

1-й день - микроскопия мазка из исследуемого материала, ок­рашенного (обычно по Граму) - для предварительного ознакомления с микрофлорой, затем посев материала на поверхность застывшего питательного агара для получения изолированных колоний. Рассев можно произвести по методу Дригальского на три чашки Петри с пи­тательной средой. Каплю материала наносят на первую чашку и распределяют шпателем по всей чашке. Затем этим же шпателем распределяют оставшуюся на нем культуру на второй чашке и таким же образом - на третьей. Наибольшее количество колоний вырастет на первой чашке, наименьшее - на третьей. В зависимости от того, сколько было микробных клеток в исследуемом материале, на одной из чашек вырастут изолированные колонии.

Такого же результата можно достигнуть, произведя рассев на одной чашке. Для этого делят чашку на четыре сектора. Исследуе­мый материал засевают бактериологической петлей штрихами на пер­вом секторе, затем, прокалив и остудив петлю, распределяют посев

из первого сектора во второй и таким же образом последовательно

в третий и четвертый сектор. Из отдельных микробных клеток после

суточного инкубирования в термостате образуются изолированные

колонии.

2-й день - изучение колоний, выросших на чашках, описание их. Колонии могут быть прозрачными, полупрозрачными или непроз­рачными, они имеют различные размеры, округлые правильные или неправильные очертания, выпуклую или плоскую форму, гладкую или шероховатую поверхность, ровные или волнистые, изрезанные края. Они могут быть бесцветными или иметь белый, золотистый, красный, желтый цвет.

Отбирают изолированную колонию, готовят мазок для микроско­пического исследования с целью проверки однородности микробов в колонии. Из этой же колонии производят посев в пробирку со ско­шенным питательным агаром.

3-й день - проверка чистоты культуры, выросшей на скошенном агаре путем микроскопии мазка. При однородности исследуемых бактерий выделение чистой культуры можно считать законченным.

Для идентификации выделенных бактерий изучаются культураль­ные признаки, то есть характер роста на жидких и плотных пита­тельных средах. Например, стрептококки на сахарном бульоне обра­зуют придонный и пристеночный осадок, на кровяном агаре - мел­кие, точечные колонии; холерный вибрион образует пленку на по­верхности щелочной пептонной воды, а на щелочном агаре - проз­рачные колонии; палочка чумы на питательном агаре образует ко­лонии в виде "кружевных платочков" с плотным центром и тонкими волнистыми краями, а в жидкой питательной среде - пленку на по­верхности, а затем - нити, отходящие от нее в виде "сталакти­тов".

Культивирование и получение чистых культур анаэробов.

Методы культивирования анаэробов.

Для культивирования анаэробов необходимо понизить окисли­тельно-восстановительный потенциал среды, создать анаэробиоз пу­тем удаления кислорода физическими, химическими или биологичес­кими методами.

Физические методы основаны на выращивании анаэробов в среде без воздуха.

1) Механическое удаление воздуха с помощью насоса из анаэ­ростата, в котором помещают чашки с посевами. Одновременно можно заменить воздух индифферентным газом: азотом, водородом, угле­кислым газом.

2) Выращивание в среде, содержащей редуцирующие вещества. Среда Китта-Тароцци - это сахарный бульон с кусочками печени или мяса. Глюкоза и кусочки органов обладают редуцирующей способ­ностью. Среду заливают сверху слоем вазелинового масла, чтобы преградить доступ кислорода воздуха.

3) Наиболее простой, но менее надежный способ - посев уко­лом в высокий столбик сахарного агара.

Химические методы заключаются в том, что чашки с посевами анаэробов ставят в герметически закрытый эксикатор, куда помеща­ют химические вещества, например, пирогаллол и щелочь, реакция между которыми идет с поглощением кислорода.

Биологический метод основан на одновременном выращивании анаэробов и аэробов на плотных питательных средах в чашках Пет­ри, герметически закрытых после посева. Вначале кислород погло­щается растущими аэробами, а затем начинается рост анаэробов.

Выделение чистой культуры анаэробов начинают с накопления анаэробных бактерий путем посева на среду Китта-Тароцци. В даль­нейшем получают изолированные колонии одним из двух способов:

1) Посев материала производят путем смешивания с расплав­ленным теплым сахарным агаром в стеклянных трубках. После засты­вания агара в глубине его вырастают изолированные колонии, кото­рые извлекают путем распила трубки и пересевают на среду Кит­та-Тароцци.

2) Посев материала производят на чашки с питательной средой и инкубируют в анаэростате. Выросшие на чашке изолированные ко­лонии пересевают на среду Китта-Тароцци.

Культивирование микоплазм.

Микоплазмы культивируются на питательных средах с добавле­нием сыворотки и углеводов. Поскольку микоплазмы лишены клеточ­ной стенки, они растут только в изотонических или гипертоничес­ких средах. На плотных питательных средах в течение нескольких суток образуются очень мелкие колонии, напоминающие яичницу-гла­зунью - с выпуклым центром и плоской полупрозрачной периферией.

Микоплазмы можно выращивать также на курином эмбрионе или куль­туре клеток.

Культивирование грибов.

Для культивирования грибов применяют плотные и жидкие пита­тельные среды: чаще всего среду Сабуро, а также среды, содержа­щие пивное сусло. Грибы растут медленнее, чем бактерии, они об­разуют видимый рост в течение нескольких суток. Температура культивирования ниже, чем у бактерий, - 22-30^оС.

Культивирование спирохет и простейших.

Среди спирохет наиболее легко выращивать лептоспиры, пита­тельной средой для которых может служить вода с примесью сыво­ротки крови кролика. Боррелии и трепонемы культивируют в анаэ­робных условиях на более сложных питательных средах, содержащих сыворотку, кусочки тканей животных.

Среди простейших культивируются на питательных средах ди­зентерийная амеба, лямблии, трихомонады, лейшмании, трипаносомы, балантидии.

Токсоплазмы культивируют в куриных эмбрионах и культурах тканей.

Методы культивирования малярийных плазмодиев разрабатывают­ся.

Риккетсии - облигатные внутриклеточные паразиты. Для их культивирования используют культуры клеток, куриный эмбрион и заражение животных.

Методы изучения ферментативной активности (биохимических свойств)

В микробиологической практике изучение ферментативной ак­тивности используют для идентификации микроорганизмов, поскольку каждый микробный вид обладает определенным набором ферментов.

Для определения протеолитической активности микробы засева­ют уколом в столбик желатина и после 3-5 суток инкубирования при комнатной температуре отмечают характер разжижения желатина: в виде воронки, гвоздя, чулка или в виде опрокинутой елки. Протео-

литическую активность определяют также по образованию продуктов

разложения белка: индола, сероводорода, аммиака. Для их опреде­ления засевают микроорганизмы в мясо-пептонный бульон, и между горлышком пробирки и ватной пробкой помещают индикаторные бумаж­ки. При образовании индола бумага, пропитанная насыщенным раст­вором щавелевой кислоты, приобретает розовый цвет; в присутствии сероводорода бумага, пропитанная ацетатом свинца, чернеет; при образовании аммиака красная лакмусовая бумажка синеет.

Для определения сахаролитических свойств микробов применяют дифференциально-диагностические среды такие, как среда Гисса, среда Олькеницкого, среда Эндо, среда Левина, среда Плоскирева.

Среды Эндо, Левина, Плоскирева в чашках Петри применяются для дифференцировки бактерий кишечной группы по их способности сбраживать лактозу. Эти среды содержат питательный агар, лактозу и индикатор, изменяющий свой цвет в кислой среде - индикатор pH. Если посеять на такую среду бактерии, которые сбраживают лакто­зу, например кишечную палочку, то в результате сбраживания лак­тозы образуется кислота, и индикатор изменит свой цвет в кислой среде. Поэтому колонии кишечной палочки на таких средах будут окрашенными соответственно цвету индикатора: на среде Эндо и среде Плоскирева - в красный цвет, на среде Левина - в черно-си­ний. Колонии бактерий, не сбраживающих лактозу, таких как саль­монеллы и палочки дизентерии, будут бесцветными.

Среды Гисса пестрого ряда готовятся на основе пептонной во­ды или полужидкого мясо-пептонного агара. Содержат какой-либо углевод и индикатор. При росте на среде Гисса микроба, сбражива­ющего данный углевод с образованием кислоты и газа, среда изме­нит цвет, в полужидкой среде появятся пузырьки и разрывы в толще агара, в жидкой среде - пузырек газа в стеклянном поплавке. При сбраживании углевода только до кислоты происходит только измене­ние цвета среды.

Применяются также комбинированные среды, содержащие не один углевод, а два или три, например, среда Олькеницкого. Одна про­бирка этой среды заменяет скошенный агар и среды Гисса с лакто­зой, глюкозой и сахарозой. После стерилизации в расплавленном виде среду в пробирке скашивают так, чтобы получился столбик и скошенная часть. Посев производится штрихом по скошенной части и уколом в столбик. При сбраживании лактозы или сахарозы изменяет­ся цвет всей среды, при сбраживании только глюкозы изменяется

цвет только столбика. Образование газа определяется по наличию

пузырьков в столбике агара. При выделении микробами аммиака цвет

среды не меняется. Образование сероводорода определяется по по­чернению в столбике агара.

Для экспресс-метода определения ферментативной активности бактерий применяются микротест-системы и система индикаторная бумажная (СИБ).

Микротест-система представляет собой контейнер из прозрач­ного полистирола, состоящий из нескольких ячеек. Ячейки содержат высушенные питательные среды с углеводами и индикаторами pH. В каждую ячейку засевают взвесь культуры бактерий определенной густоты. В контрольные ячейки наливают физраствор. Результат учитывают после 3-х-4-х-часовой инкубации в термостате по изме­нению цвета индикатора.

Системы индикаторные бумажные (СИБ) для идентификации се­мейства энтеробактерий представляет собой диски или полоски хро­матографической бумаги, покрытые защитной пленкой и содержащие определенный субстрат и индикатор. В пробирки с физиологическим или буферным раствором вносят исследуемую культуру, затем поме­щают диски. В контрольные пробирки культуру бактерий не вносят. Результат учитывают по изменению цвета индикатора. Для определе­ния сероводорода диск помещают на поверхность МПА, засеянного уколом, что позволяет одновременно определить подвижность.

Во всех пробирках учитывают предварительный результат в тот же день и окончательный - на следующий день.

Оксидазная активность определяется путем растирания культу­ры на индикаторной бумажке через минуту.

ГЛАВА 6. ОБЩАЯ ВИРУСОЛОГИЯ.

Общая характеристика вирусов, морфология и структура вирионов.

Первооткрывателем вирусов, основоположником вирусологии яв­ляется русский ученый Дмитрий Иванович Ивановский, открывший и описавший в 1892 году вирус табачной мозаики (ВТМ).

Вирусы настолько отличаются от микроорганизмов, что выделе­ны в особое царство - царство Vira.

Особенности вирусов, отличающие их от всех других живых су-

ществ:

1)наличие только одного типа нуклеиновой кислоты - ДНК или РНК, в то время как клетки всех остальных живых существ содержат ДНК и РНК, взаимодействие которых необходимо для биосинтеза бел­ков;

2)отсутствие белоксинтезирующих систем и клеточного строе­ния;

3)внутриклеточный паразитизм на молекулярном (генетическом) уровне.

Внеклеточная форма вируса - вирион и вирус, находящийся внутри клетки хозяина - это две разные формы вируса.

Вирионы разных вирусов имеют размеры от 15 до 400 наномет­ров. Нанометр - это 10^-9 метра (Рис. 6).

Наиболее мелкие вирусы - вирусы полиомиелита - имеют разме­ры 17-25 нм, средние - вирус гриппа - 80-120 нм, крупные - вирус оспы - 300-400 нм.

В центре вириона располагается его геном. Это нуклеиновая кислота - ДНК или РНК, однонитевая или двунитевая. Плюс-однони­тевая РНК несет две функции: наследственную и информационную, например у вируса полиомиелита. Минус-однонитевая РНК, как, нап­ример, у вируса гриппа, несет только наследственную функцию, и только в процессе репродукции вируса к ней достраивается плюс-нить иРНК.

Вокруг нуклеиновой кислоты симметрично располагаются белко­вые молекулы - капсомеры, составляющие капсид (лат. capsa - ко­робка). Различают спиральный тип симметрии, когда капсомеры уло­жены по всей длине молекулы нуклеиновой кислоты, и кубический, когда капсомеры располагаются в виде двадцатигранника (икосаэд­ра).

Вирусы, содержащие только нуклеиновую кислоту и белок, сос­тавляют нуклеокапсид. Это простые вирусы, например, ВТМ, вирус полиомиелита.

У сложноорганизованных вирусов имеется еще поверхностная оболочка - суперкапсид, содержащий, кроме белков, также углево­ды, липиды, компоненты клетки хозяина.

Вследствие малых размеров вирусы не видны в световом мик­роскопе. Только наиболее крупный из них - вирус оспы - можно наблюдать в виде мелких точечных образований - элементарных те­лец Пашена.

Размножаясь в чувствительных клетках организма, вирусы ос­пы, бешенства, гриппа образуют в них внутриклеточные включения. Их можно обнаружить в световом микроскопе или в люминесцентном микроскопе. Обнаружение внутриклеточных включений используется для диагностики. Например, включения Негри в нервных клетках об­наруживаются при бешенстве.

Морфологию вирусов изучают в электронном микроскопе. Вирусы имеют разные формы: сферическую, нитевидную, палочковидную.

По типу нуклеиновой кислоты, содержащейся в вирусах, их де­лят на два подцарства: рибовирусы и дезоксирибовирусы, далее по структуре вирионов, по месту размножения и по другим признакам проводится деление на семейства и роды.

Репродукция вирусов

Вирусы не способны размножаться на питательных средах, это строгие внутриклеточные паразиты. Более того, в отличие от рик­кетсий и хламидий, вирусы в клетке хозяина не растут и не разм­ножаются путем деления. Составные части вируса - нуклеиновые кислоты и белковые молекулы синтезируются в клетке хозяина раз­дельно, в разных частях клетки - в ядре и в цитоплазме. При этом клеточные белоксинтезирующие системы подчиняются вирусному гено­му, его НК.

Репродукция вируса в клетке происходит в несколько фаз (Рис.7 ):

- Первая фаза - адсорбция вируса на поверхности клетки, чувствительной к данному вирусу.

- Вторая фаза - проникновение вируса в клетку хозяина.

- Третья фаза - "раздевание" вирионов, освобождение нуклеи­новой кислоты вируса от суперкапсида и капсида.

- Четвертая фаза - синтез компонентов вириона. Нуклеиновая кислота вируса образуется путем репликации. На рибосомы клетки транслируется информация вирусной иРНК, и в них синтезируется вирусспецифический белок.

- Пятая фаза - сборка вириона. Путем самосборки образуются нуклеокапсиды.

- Шестая фаза - выход вирионов из клетки. Простые вирусы, например, вирус полиомиелита, при выходе из клетки разрушают ее. Сложноорганизованные вирусы, например, вирус гриппа, выходят из

клетки путем почкования. Внешняя оболочка вируса (суперкапсид)

формируется в процессе выхода вируса из клетки. Клетка при таком

процессе на какое-то время остается живой.

Описанные типы взаимодействия вируса с клеткой называются продуктивными, так как приводят к продукции зрелых вирионов.

Иной путь - интегративный - заключается в том, что после проникновения вируса в клетку и "раздевания" вирусная нуклеино­вая кислота интегрирует в клеточный геном, то есть встраивается в определенном месте в хромосому клетки и затем в виде так назы­ваемого провируса реплицируется вместе с ней. Для ДНК- и РНК-со­держащих вирусов этот процесс совершается по-разному. В первом случае вирусная ДНК интегрирует в клеточный геном. В случае РНК-содержащих вирусов вначале происходит обратная транскрипция: на матрице вирусной РНК при участии фермента "обратной транс­криптазы" образуется ДНК, которая встраивается в клеточный ге­ном. Провирус несет дополнительную генетическую информацию, поэ­тому клетка приобретает новые свойства. Вирусы, способные осу­ществить такой тип взаимодействия с клеткой, называются интегра­тивными. К интегративным вирусам относятся некоторые онкогенные вирусы, вирус гепатита В, вирус герпеса, вирус иммунодефицита человека, умеренные бактериофаги.

Кроме обычных вирусов, существуют прионы - белковые инфек­ционные частицы, не содержащие нуклеиновую кислоту. Они имеют вид фибрилл, размером до 200 нм. Вызывают у человека и у живот­ных медленные инфекции с поражением мозга: болезнь Крейтцфель­да-Якоба, куру, скрепи и другие.

Методы культивирования вирусов

Вирусы - строгие внутриклеточные паразиты, поэтому их можно выращивать только в живых клетках. Для культивирования вирусов используют лабораторных животных, развивающиеся куриные эмбрионы и культуры клеток.

Лабораторные животные: белые мыши (для вирусов гриппа, Кок­саки), кролики (вирус бешенства). Индикацию, то есть обнаружение вируса, проводят на основании развития типичных признаков забо­левания и изменений органов животного.

Куриные эмбрионы 5-19-дневной инкубации пригодны для куль­тивирования большинства вирусов. Преимущества метода: стериль-

ность и отсутствие скрытых вирусных инфекций, возможность полу­чения вирусов в больших количествах, простота техники работы. В зависимости от цели и от вида вируса материал вносят на хори­он-аллантоисную оболочку, в аллантоисную полость, желточный ме­шок, амниотическую полость. Индикацию вирусов проводят по харак­теру колоний вируса на хорион-аллантоисной оболочке. В алланто­исной жидкости вирусы обнаруживают по реакции гемагглютинации. Эта реакция основана на способности вируса гриппа и некоторых других вирусов агглютинировать (склеивать) куриные эритроциты.

Культура клеток - это клетки из органа животного или чело­века, которые живут и размножаются вне организма в питательном растворе (в среде 199 или в среде Хенкса). Культивирование в культуре клеток - один из наиболее распространенных методов в вирусологии. Чаще всего применяются однослойные культуры клеток, прикрепленные к стенкам пробирок или плоских флаконов. Различают несколько типов культур.

1)Первично-трипсинизированные, которые получают, обрабаты­вая трипсином исходную ткань, например, почки обезьян, или эмб­риональную ткань человека. Культура клеток используется однок­ратно.

2)Перевиваемые культуры клеток способны размножаться при многократных посевах на свежие питательные среды. Они могут под­держиваться в лаборатории путем постоянных пересевов в течение десятков лет. Во многих лабораториях применяются перевиваемые культуры, полученные из раковой ткани человека: HeLa HEp-2.

3)Полуперевиваемые культуры клеток - это, например, дипло­идные клетки из фибробластов человеческого эмбриона, способные размножаться в течение 40-50 пассажей (пересевов), сохраняя ис­ходный диплоидный набор хромосом.

Обнаружение вирусов в культуре клеток. Вирусы в культуре клеток обнаруживаются по цитопатическому действию (ЦПД), которое вызывают многие вирусы, например, вирус полиомиелита. ЦПД прояв­ляется в дегенерации и разрушении клеток, или в формировании многоядерных клеток.

ЦПД можно обнаружить по цветной пробе. Для этого используют клетки, помещенные в питательную среду с индикатором, например, метиловым красным. При размножении незараженных клеток образуют­ся кислые продукты метаболизма, и индикатор меняет цвет на жел­тый. Если клетки заражены вирусом, происходит нарушение нормаль-

ного метаболизма клеток, и цвет среды не меняется.

Репродукцию вируса в клетке можно обнаружить по образованию внутриклеточных включений.

Для подсчета количества вирионов используют метод бляшек. Клеточный монослой, покрытый тонким слоем агара, в плоском фла­коне, заражают вирусом и по количеству бляшек или "стерильных пятен" подсчитывают количество вирионов. Считается, что одна бляшка образуется при размножении одного вириона.

Репродукцию вируса в клетке можно обнаружить по реакции ге­мадсорбции. Это вариант реакции гемагглютинации. Эритроциты, внесенные в культуру клеток, адсорбируются на поверхности кле­ток, зараженных вирусом. Реакцию применяют, например, для обна­ружения вируса гриппа.

ГЛАВА 7. БАКТЕРИОФАГИ И БАКТЕРИОФАГИЯ.

Явление бактериофагии открыл и изучил французский микробио­лог д'Эррель. В 1917 г. он наблюдал лизис культуры бактерий ди­зентерии после внесения в нее фильтрата испражнений больного, выздоравливающего от дизентерии. При многократных пассажах, то есть переносе из одной культуры в другую, фильтраты сохраняли свою лизирующую активность и даже усиливали ее. Ученый сделал из этого правильный вывод о том, что лизирующий агент - живой и при пассажах размножается в бактериях. Д'Эррель назвал этот агент бактериофагом (лат. phagos - пожирающий), а само явление лизиса

- бактериофагией.

Позже было подтверждено, что бактериофаг - живой. Это вирус бактерий, он размножается в бактериях, вызывая их лизис. Добав­ление бактериофага в культуру бактерий на жидкой питательной среде вызывает просветление среды. На плотных питательных средах при посеве смеси бактерий и бактериофага на фоне сплошного роста бактерий появляются стерильные пятна или негативные колонии фа­гов (Рис. 8).

Бактериофаги специфичны, то есть лизируют определенные виды бактерий. Отсюда их названия: дизентерийный бактериофаг, стафи­лококковый бактериофаг. Обнаружены фаги не только бактерий, но и актиномицетов.

В практической медицине бактериофаги нашли применение как

лечебные и профилактические средства.

Важное значение имеет то, что на примере бактериофагии были открыты и изучены многие проблемы общей вирусологии и молекуляр­ной генетики.

Структура бактериофагов. Размеры бактериофагов колеблются от 20 нм до 200 нм. Как все вирусы, содержат ДНК, или РНК, и белковый капсид. Чаще всего встречаются и лучше изучены бактери­офаги, имеющие форму сперматозоида или головастика. Состоят из головки, хвостового отростка, базальной пластинки с короткими шипами и хвостовыми нитями. Внутри головки располагается спи­рально скрученная нить ДНК, покрытая белковым капсидом. Хвосто­вой отросток - это полый цилиндрический стержень, окруженный сократительным чехлом. Базальная пластинка и нити осуществляют процесс адсорбции бактериофага на бактериальной клетке (Рис. 9).

Существуют бактериофаги, имеющие другое строение: с корот­кими отростком, с отростком без сократительного чехла, без от­ростка, нитевидной формы.

Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой.

Как все вирусы, бактериофаги не размножаются на питательных средах. Их размножение происходит только в чувствительных к ним бактериальных клетках, в процессе взаимодействия, в котором наб­людаются те же фазы, что при взаимодействии других вирусов с клеткой.

Адсорбция бактериофага. Как все вирусы, фаги неподвижны, и столкновение с бактерией происходит случайно, затем адсорбция становится прочной, если у клетки имеются на поверхности фагос­пецифические рецепторы. Фаги, имеющие сократительный чехол, ад­сорбируются с помощью хвостового отростка.

Внедрение фага внутрь клетки. Под действием фермента лизо­цима, который находится в хвостовом сегменте, в клеточной стенке бактерии образуется отверстие. Через это отверстие в результате сокращения хвостового чехла внутрь бактериальной клетки перехо­дит Днк фага. Белковый капсид остается снаружи.

Синтез ДНК и белка бактериофага. В клетке прекращается син­тез бактериальных белков. Образуются фаговые ДНК, а на рибосомах бактерий синтезируются молекулы фагового белка.

Формирование фага. Сборка зрелых фагов из ДНК и капсида.

Выход зрелых фагов из клетки происходит с помощью лизоцима, бактерии лизируются, а зрелые фаги внедряются в новые клетки.

"Урожай" фага, в зависимости от его вида, составляет от 20 до 200 частиц. Весь цикл взаимодействия, занимающий от 10 минут до нескольких часов, называется литическим циклом, а фаг при та­ком взаимодействии - вирулентным.

В отличие от вирулентных, умеренные фаги не лизируют бакте­рии. Их геном, проникнув в клетку, встраивается в хромосому бак­терии и в дальнейшем остается в хромосоме в виде профага и реп­лицируется вместе с ней. Бактерии, несущие профаг, называются лизогенными, а само явление - лизогенией. Лизогенные бактерии встречаются очень часто.