1) Вирулентные и умеренные бактериофаги. Лизогения. Феномен трансдукции. Практическое пользование фагов в биологии и медицине

Бактериофаги — вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Состоит из белковой оболочки и генетического материала нуклеиновой кислоты. По характеру взаимодействия с клеткой бактерии бактериофа­ги делятся на вирулентные и умеренные. Вирулентные фаги всег­да лизируют клетку бактерии. Умеренные фаги могут вызвать лизис клетки бактерии, но могут перейти и в неинфекционную форму. В этом случае молекула ДНК фага прикрепляется к ДНК бактерии и передается с нею дочерним клеткам. Фаг, существующий в такой форме, называется профагом. Сравнительно недавно стало известно, что включение вирусной ДНК в бактериальную происходит путем кроссинговера между хромосомами бактерии и вируса. Хромосома вируса принимает кольцевую форму и при­крепляется к определенному локусу хромосомы бактерии. Затем хромосомы бактерии и вируса разрываются, концы их соединяются крест-накрест и профаг оказывается включенным в хромосому клетки хозяина. В этом случае профаг является как бы частью ДНК бактерии и вместе с ней реплицируется. Клетки бактерии, имеющие в своей хромосоме профаг, называются лизогенными, а явление совместного существования ДНК бактерии и профага называется лизогенией. Трансдукция— процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом. К трансдукции способны как умеренные фаги, так и вирулентные, последние, однако, уничтожают популяцию бактерий, поэтому трансдукция с их помощью не имеет большого значения ни в природе, ни при проведении исследований. Применение в медицине: антибактериальная терапия(альтернатива приема антибиотиков): стрептококковые фаги, стафилококковые, дизентерийные, листерии и др. Применение в биологии: в генной инженерии в качестве векторов, переносящих участки ДНК. Фаговые векторы обычно создают на базе умеренного бактериофага λ, содержащего двухцепочечную линейную молекулу ДНК. Левое и правое плечи фага имеют все гены, необходимые для литического цикла (репликации, размножения). Средняя часть генома бактериофага λ (содержит гены, контролирующие лизогению, то есть его интеграцию в ДНК бактериальной клетки) не существенна для его размножения и составляет примерно 25 тысяч пар нуклеотидов. Данная часть может быть заменена на чужеродный фрагмент ДНК.

2) Вирус атипичной пневмонии. Биологические свойства и роль в патологии

Новая болезнь, выявленная в ноябре 2002 г. в Китае, затем в Гонконге, получившая там эпидемическое распространение и зарегистрированная к маю 2003 г. в 30 других странах (численность заболевших превысила 7 тыс. чел., умерло – свыше 500), в средствах массовой информации получила название атипичной пневмонии. В медицинской литературе по предложению ВОЗ для обозначения ее применяется термин тяжелый острый респираторный синдром, или САРС (SARS – severe acute respiratory syndrom). Возбудитель САРС – неизвестная ранее разновидность коронавируса (названного так в связи с внешним сходством вирусной частицы с короной: круглая форма с шипиками). В окружающей среде коронавирусы гибнут в течение нескольких часов, на пластиковых поверхностях могут сохраняться до двух суток. Заражение происходит воздушно-капельным путём, главным образом при близком контакте с кашляющим, чихающим больным. Вирус поражает не только верхние дыхательные пути, но и бронхи, бронхиолы, вызывая воспалительное утолщение их стенок, пропотевание жидкости в альвеолы, нарушение газообмена в лёгких и недостаточное поступление кислорода в кровь. На этом фоне возникает одно- или двусторонняя пневмония, которую вызывает, вероятно, бактериальная флора, населяющая дыхательные пути (аутофлора). Смерть больных (летальность составляет около 7%) обусловлена тяжёлой дыхательной недостаточностью. Инкубационный период длится обычно от двух до семи суток, иногда до 10 суток. Болезнь проявляется остро: повышение температуры тела до 38 °С и выше, озноб, боли в мышцах, головная боль, общая слабость. Примерно у четверти больных наблюдаются боли в горле и насморк. Возможны головокружение, тошнота, рвота, боли в животе, жидкий стул. Чаще через два–три дня состояние больного улучшается, при тяжёлом течении болезни появляются кашель, сухой или с небольшим количеством мокроты, одышка и быстро развивается выраженная дыхательная недостаточность. При непосредственном исследовании больного и рентгенологически выявляют признаки пневмонии; в гемограмме чаще отмечается лейкопения. Смертность от атипичной пневмонии составляет 3,6%. У 10-20% заразившихся болезнь протекает в тяжелой форме и сопровождается осложнениями; 80-90% заболевших выздоравливают. Лихорадка, кашель и затрудненное дыхание в сочетании с данными эпидемиологического анамнеза (контакт с больным или возможность такого контакта, например приезд из Китая, Гонконга или Тайваня) позволяют поставить предположительный диагноз тяжёлого острого респираторного синдрома. При подозрении на САРС больной подлежит госпитализации и строгой изоляции в специально оборудованном боксе. Проводят кислородотерапию, искусственную вентиляцию лёгких, лечение антибиотиками широкого спектра действия, а также противовирусными препаратами (однако их эффективность не доказана). С целью индивидуальной профилактики показаны применение противовирусных иммуностимулирующих препаратов: арбидол, амиксин, закаливание организма, рациональное питание, поливитамины.