Биология в лицее

Бактериофаги

Бактериофаги (греч. bacterion — палочка и phagos — пожиратель; буквально — пожиратели бактерий), фаги, бактериальные вирусы, вызывающие разрушение (лизис) бактерий и других микроорганизмов. Бактериофаги размножаются в клетках, разрушают их и переходят в другие молодые, растущие клетки. Впервые лизис бактерий (палочки сибирской язвы) наблюдал в 1898 году русский микробиолог Н. Ф. Гамалея. 

В 1915 году английский учёный Ф. Туорт описал это явление у гнойного стафилококка, а в 1917 году французский учёный Ф. Д'Эрелль назвал частицы, проходящие через бактериальные фильтры, бактериофагами.

Бактериофаги очень распространены повсеместно и многочисленны в различных средах обитания: так, например, их несколько миллионов в одной капле морской воды. На Земле больше бактериофагов, чем представителей любой другой формы жизни. Маленькие вирусы нельзя однозначно назвать формой жизни: они находятся в полном покое, пока не прикреплены к бактериям.

Бактериофаги существуют на Земле свыше трех миллиардов лет, и все это время «поедают» бактерии. 

Фагов в «миллиард миллиардов» раз больше, чем людей на планете. На электронной микрофотографии видно более дюжины бактериофагов, прикрепленных к одной бактерии.

Если миллион фагов положить в цепочку, то их общая длина составит около миллиметра.

Способность существовать и размножаться, убивая бактерии, делает фагов «потенциальными союзниками человека» в борьбе с бактериями, которые вызывают болезни, однако бактериофаги пока еще недостаточно изучены, чтобы широко использовать их в медицине.

Происхождение бактериофагов 

До настоящего времени все еще существуют две диаметрально противоположные точки зрения на природу вирусов, в том числе и фагов. По мнению одних ученых, фаги относятся к живым организмам; другие рассматривают их как особые вещества типа ферментов. 

Важно отметить, что те исследователи, которые относят фаги к живым организмам, различно трактуют вопрос об их происхождении. 

Одни исследователи считают, что фаги, как и вирусы человека, животных и растений, произошли от древнейших доклеточных форм, которые в процессе эволюции приспособились к паразитированию в первичных одноклеточных организмах и в дальнейшем эволюционировали вместе со своими хозяевами. Таким путем, как думают эти ученые, возникли фаги микроорганизмов, которые по своему отношению к клетке-хозяину являются паразитами экзогенного, т. е. внешнего, происхождения. 

Другие же считают, что происхождение фагов связано тем или иным образом с клеткой своего теперешнего хозяина (эндогенное происхождение). 

Морфология бактериофагов 

Применение современных электронных микроскопов, а также усовершенствование методов приготовления препаратов для электронной микроскопии позволили более детально изучить тонкую структуру фагов. Оказалось, что она весьма разнообразна и у многих фагов более сложна, чем структура вирусов растений и ряда вирусов человека и животных. 

Морфологические типы фагов

Разные фаги отличаются друг от друга не только по форме, величине и сложности своей организации, но и по химическому составу. Оказалось, что фаги, лизирующие микроорганизмы различных групп, могут быть вполне идентичными по своей морфологии. В то же время фаги, активные против одной и той же культуры, могут резко различаться по своей структуре. Так, например, среди фагов, способных лизировать разные штаммы кишечной палочки, выявлены все известные морфологические типы фагов.

Применение бактериофагов 

Отдельные разновидности бактериофагов используются для профилактики (фагопрофилактики) и лечения (фаготерапии) ряда бактериальных инфекционных заболезней человека, таких как дизентерия, брюшной тиф, холера, чума, стафилококковые и анаэробная инфекции и другие, и ряда заболеваний животных.

Во время Великой Отечественной войны некоторые хирурги успешно применяли фаги для борьбы с нагноением ран.

Одна и та же болезнь, например дизентерия, может вызываться различными видами дизентерийных бактерий. Фаги, активные против одних дизентерийных бактерий, совершенно не влияют на другие. Такая «специализация» бактериофагов должна обязательно учитываться при лечении бактериофагами.

В результате незнания этой особенности бактериафагов антибиотики и другие химиотерапевтические средства в ряде случаев оказались более эффективными, поэтому применение бактериофагов в лечебных целях сократилось.

Более успешно используются фаги в профилактических целях. Доказано, что при появлении в детских учреждениях (садах, яслях, школах) дизентерийной инфекции использование препаратов фага предотвращает заболевание детей, имевших контакт с заболевшими. В настоящее время в ряде стран производятся сухие препараты фагов.

Бактериофаги успешно применяются при определении вида бактерий, актиномицетов. При бесконтрольном распространении бактериофаги могут отрицательно влиять на производство антибиотиков, аминокислот, молочных продуктов, бактериальных удобрений и в других отраслях микробиологического синтеза. Большое значение бактериофагов для теоретических работ по генетике и молекулярной биологии.

В последние годы установлено, что способностью поддерживать и развивать фаговые культуры обладают многие вещества с противоопухолевым действием. Поэтому бактериофаги стали успешно применяться в поисках антираковых веществ.

< Предыдущая страница "Неклеточные формы жизни: вирусы"

Следующая страница "ВИЧ" >