Вступ

Через 25 років після відкриття вірусів канадський вчений Фелікс дЕрель за допомогою методу фільтрації виявив нову групу вірусів, які уражають бактерії - бактеріофаги. Це найбільша група вірусів. Не існує жодної бактерії, яка не могла б бути атакована фагом, в свою чергу кожен фаг є високоспецифічним та уражає лише певну бактерію - ці особливості зробили їх цікавими для медицини, адже вони здатні знищувати патогенні мікроорганізми, які набули стійкості до антибіотиків. Антибіотики мають ряд недоліків: знищують корисну мікрофлору організму, мають побічні ефекти на різні органи, можуть втрачати свою ефективність внаслідок пристосування до них бактерій. З фагами такого не відбувається, тож почалися активні спроби їх використання для лікування, та виявилось що вони мають свої недоліки: висока специфічність вимагає, щоб збудник хвороби був точно відомий, а на затрачаються додаткові ресурси, вони потребують особливих, складніших умов для розведення. Та їх не переставали вивчати й знаходити все нові способи їх застосування: як нешкідливий консервант для продуктів, що запобігає розмноженню в них хвороботворних бактерій; як єдиний спосіб боротьби зі стійкими до антибіотиків мікроорганізмами; так звані «наноінєкції», коли бактеріофаги за допомогою спеціальних механізмів вводять в клітину свою генетичну інформацію - вчені прагнуть використовувати цей механізм для введення в бактеріальні клітини традиційного антибіотика. Вони є важливими обєктами для генетики й молекулярної біології, стали інструментами генної інженерії та біотехнології. Це доводить, що бактеріофаги - доволі перспективний напрям, вже відкрито й знайдено практичне застосування багатьом їх властивостям, продовжуються активні дослідження фагів, вчені шукають нові способи їх використання і покращення вже відомих.

2. Віруси. Загальна характеристика вірусів

Назву «вірус» (лат. virus - отрута) застосовували спочатку для позначення різних маловивчених хвороботворних агентів. Пізніше вона закріпилася за групою збудників, відкритих в 1892 році Івановським, які виявились здатними проходити через бактеріальні фільтри. Їх стали називати «вірусами, що фільтруються» або просто «вірусами».[1]

Хоча вдалося досягти значних успіхів в отриманні високоочищених проб вірусів і було встановлено, що за хімічною природою це нуклеопротеїди (нуклеїнові кислоти, повязані з білками), самі частинки все ще залишалися невловимими і загадковими, тому що вони були занадто малі, щоб їх можна було побачити за допомогою світлового мікроскопа. Тому віруси і опинилися в числі перших біологічних структур, які були досліджені в електронному мікроскопі відразу ж після його винаходу в 30-і роки нашого століття.[2]

Віруси відрізняються від мікроорганізмів такими особливостями: 1) вони містять нуклеїнову кислоту тільки одного типу - або ДНК, або РНК; 2) для їх репродукції необхідна тільки нуклеїнова кислота; 3) вони не здатні розмножуватись поза живою клітиною.[1]

Віруси не розмножуються на штучних живильних середовищах - вони надто розбірливі в їжі. Звичайний мясний бульйон, який влаштовує більшість бактерій, для вірусів не годиться. Їм потрібні живі клітини, і не будь-які, а чітко визначені. Як і інші організми, віруси здатні до розмноження. Віруси мають спадковість. Спадкові ознаки вірусів можна визначити за спектром заражених і симптомами, що викликають захворювання, а також специфічністю імунних реакцій природних господарів або штучно імунізованих експериментальних тварин. Сума цих ознак дозволяє чітко визначити спадкові властивості будь-якого вірусу, і навіть більше - його різновидів, що мають чіткі генетичні маркери, наприклад: нейротропність деяких вірусів грипу і т.п. Мінливість є іншою стороною спадковості, і в цьому відношенні віруси подібні всім іншим організмам, що населяють нашу планету. При цьому у вірусів можна спостерігати як генетичну мінливість, повязану зі зміною спадкової речовини, так і фенотипічну мінливість, повязану з проявом того самого генотипу в різних умовах. [3]

На відміну від клітинних організмів, у вірусів відсутня власна система метаболізму, в тому числі і білок синтезуюча система. Віруси вносять у клітину тільки свою генетичну інформацію. з матриці ? вірусної ДНК і РНК ? синтезується інформаційна РНК, яка і слугує основою для утворення вірусних білків рибосомами інфікованої клітини. Молекула ДНК вірусів, або їх геном, може вбудовуватися в геном клітини хазяїна і існувати в такому вигляді, будучи як би додатковим геном, і навіть не проявляти себе невизначено довгий час.[4] Потім, все ще під впливом вірусу клітина утворює ферменти, які, зрештою, її ж і руйнують, вивільняючи при цьому безліч, іноді сотні вірусних частинок. Так розвиваються події при різних вірусних захворюваннях, наприклад, риніті, інфекційному гепатиті, поліомієліті, віспі,грипі,сказі. Симптоми цих хвороб обумовлені дією вірусних білків на організм. Деяким вірусам приписують роль збудників раку. Таким чином, паразитизм вірусів носить особливий характер ? це паразитизм на генетичному рівні.[5]

Поза клітиною вірус існує в вигляді вірусної частинки (віріона),яка складається з нуклеїнової кислоти та білкової оболонки - капсиду. Тому вірусну частинку називають також нуклеокапсидом. Віруси розпізнаються за наслідками свого розвитку в клітинах господаря. Вони руйнують цілі комплекси клітин і викликають ураження тканин, що веде до появи некротичних плям або зон лізису. Звичайні господарі вірусів - це рослини,тварини і мікроорганізми.[1]

Походження вірусів в процесі еволюції залишається незрозумілим. Їх залежність від живих клітин, що створюють те середовище, в якому вони ростуть і розмножуються, свідчить про те, що вони не могли зявитися до того, як зявилися клітинні організми. Це міркування поряд з відсутністю у них звичайних клітинних механізмів дозволяє припускати, що віруси являють собою, можливо, сильно дегенеровані клітини або фрагменти клітин, які якимось чином звільнитися від усього, без чого можна обійтися, за винятком свого спадкового апарату у вигляді нуклеїнової кислоти і захисного та інфекційного апарату у формі білка. Так чи інакше, але вірусні частинки ? це дуже своєрідно упаковані одиниці генетичної інформації, і більша частина даних про інформацію, що міститься в клітині, вперше була виявлена і зрозуміла на цих простих обєктах. [6]

3. Бактеріофаги