Віруси, бактерії (фаги) та їх практичне значення
ПЛАН
1. Поняття про віруси, їх ознаки та практичне значення
2. Природа фагів, бактерій та їх застосування на практиці
Список використаної літератури
***
1. Поняття про віруси, їх ознаки та практичне значення
Віруси не можуть самостійно поширюватись у природі. Допомагають їм у цьому насамперед комахи-переносники (віроформні комахи). Фітопатогенні віруси найчастіше переносять по¬пелиці, трипси, цикади, кліщі й деякі листогризучі комахи. Наприк¬лад, відомо понад 200 видів попелиць — переносників 160 видів вірусів.
Розрізняють два способи перенесення вірусів комахами: меха¬нічний і біологічний. При першому способі в ротовий апарат комахи під час живлення разом з поживними речовинами з клітин листя потрапляють і віруси, які вона переносить на здорові рослини. Біологічний спосіб дещо складніший. Після того як вірус через ротовий апарат потрапив до організму комахи, він проходить там інкубаційний період, розмножується і лише після цього комаха протягом тривалого часу може заражати здорові рослини.
Для багатьох вірусів рослин характерний ґрунтовий спосіб поширення, їх поширюють нематоди, які пошкоджують кореневі си¬стеми хворих і здорових рослин, а також гриби. Наприклад, гриб ольпідій капустяний може поширювати вірус некрозу тютюну за до-помогою своїх зооспор. Чимало вірусів передається насінням, буль¬бами, коренями, цибулинами тощо. Виявлено також, що біля 50 вірусів можуть переноситись повитицею, коли цей бур'ян-паразит перекидається з хворої рослини на здорову. Слід додати, що сама людина сприяє поширенню багатьох вірусів. Це відбувається під час проведення різноманітних агротехнічних заходів: щепленні та об¬різуванні дерев, пікіруванні розсади, пасинкуванні рослин тощо, ко¬ли сік з випадково поранених хворих рослин потрапляє на руки, одяг або знаряддя праці робітників і переноситься у такий спосіб на пора¬нені здорові рослини. Нарешті, віруси звичайної мозаїки квасолі та мозаїки в'яза можуть поширюватись разом з пилком.
Віруси тварин і людини часто поширюються як крапельна інфек¬ція. Наприклад, вірус грипу найчастіше передається від хворих до здорових людей під час розмови, кашляння, чхання. Вірус сказу пе¬редається зі слиною хворих тварин при укусах. Арбовіруси, що спри¬чинюють жовту гарячку, і вірус кліщового енцефаліту поширюються через укуси кровосисних комах (комарів, кліщів тощо).
Віруси бактерій (бактеріофаги) поширюються в природі з вогнищ лізису різних видів бактерій. Помірні фаги поширюються прямим переходом із зараженої материнської клітини в дочірню. Отже, скрізь, де є різні види бактерій, актиноміцетів, можуть поширюва¬тись і бактеріофаги, актино- і ціанофаги, що специфічно вражають їх.
Віруси заражають як вищі, так і нижчі рос¬лини. Відомостей про вірусні хвороби нижчих рослин ще дуже мало. Проте потреба у широ¬ких дослідженнях з цього напряму зростає. До¬слідження вірусів водоростей і грибів сприятиме розробці біологічних методів боротьби із заростанням (цвітінням) штучних водоймищ, боротьбі з грибними хворобами рослин тощо.
Поки що переважну більшість вірусних хвороб досліджують на вищих рослинах, в основному на зернових, зернобобових та техніч¬них культурах. Це пояснюється великими втратами, які спричиню¬ють вірусні хвороби цим економічно важливим культурам. Вони не менші, ніж від грибних хвороб. Відомо, наприклад, що втрати картоплі від зараження готикою, смугастою та зморшкуватою мозаїкою сягають 50—80 %.
У літературі описано близько 700 вірусних захворювань рослин. Серед збудників цих хвороб добре вивчено понад 150. В Україні за¬реєстровано понад 115 вірусів рослин. Тривалий час віруси вважа¬лись високоспецифічними агентами. Тепер уже відомо, що специ¬фічність їх є досить умовною. Наприклад, у літературі наводяться да¬ні про те, що ВТМ уражає не тільки тютюн та деякі інші пасльонові, а й людину, а вірус гепатиту людини — лободу. Ці факти свідчать про відсутність різкої межі між вірусами рослин і тварин за специфічніс¬тю.
Великої шкоди завдають вірусні хвороби злаковим культурам. В Україні відомо їх понад 10, а всього в літературі описано близько 60 вірусних хвороб злаків. Найбільшої шкоди зерновому господарству завдають смугаста мозаїка пшениці, мозаїка озимої пшениці, штрихувата мозаїка ячменю, мозаїка куку¬рудзи тощо. Щороку вони призводять до значних втрат урожаю, а в окремі роки, коли спостерігаються масові епіфітотії, втрачаються ти¬сячі тонн зерна.
Серед вірусних хвороб, які завдають великих збитків сільському господарству, слід назвати крапчасту мозаїку (її ще називають зви¬чайною мозаїкою) і готику картоплі.Останнім часом поширилась і завдає значної шкоди картопляр¬ству України готика картоплі. Характерною ознакою цієї хвороби є розміщення листків під більш гострим кутом до стебла, що надає рослинам готичного вигляду. Вірус готики передається при різанні бульб ножем, під час щеплень, через бульби, комахами тощо. Най¬більш уражується готикою картопля в Сумській, Чернівецькій, Пол¬тавській та південних областях України. Зниження урожайності від цієї хвороби сягає подекуди понад 60 %.
Вибір та застосування різних заходів боротьби з вірусними хворобами залежить насамперед від виду хвороби і видів рослин, на які вона поширюється. Загальними для боротьби з вірусними хворобами рослин є такі заходи: 1) ви¬ведення і впровадження у виробництво стійких проти вірусів сортів рослин; 2) знищення комах та інших переносників вірусів; 3) лік¬відація джерел поширення вірусів у природі (це передусім своєчасне лущення стерні і зяблева оранка, знищення бур'янів на полях, ме¬жах, узбіччях доріг, які є джерелом інфекції; дотримання оптималь¬них строків сівби і проведення противірусного прополювання насін¬нєвих посівів); 4) використання для сівби здорового безвірусного на¬сінного матеріалу.
Останніми роками серед профілактичних заходів, які запобігають зараженню рослин вірусами, поширення набуває вакцинація рослин (переважно закритого грунту) ослабленими штамами вірусів. Інтен¬сивно проводяться також роботи з оздоровлення рослин методами термотерапії (з використанням спеціальних термокамер), щоб отри¬мати безвірусні клони, хіміотерапії, культур верхівкових меристем тощо.
Вірусні хвороби посідають основне місце в інфекційній патології людини і тварин. Питома вага їх зростає зі зниженням бактеріальних, грибкових, протозойних та інших захворювань. Тепер понад 75 % усіх інфекційних хвороб припадає на вірусні.
Вірусні інфекції часто призводять до виникнення епідемій серед населення, а також епізоотій серед тварин. Досить згадати про епіде¬мії, спричинювані вірусом грипу А. Вони вже є відносно сталими, оскільки спалахи їх з інтервалом у 2—3 або 3—4 роки реєструються у багатьох країнах світу. Великої шкоди завдають сільському господар¬ству часті панзоотії ящуру парнокопитних тварин тощо.
Відомо понад 500 вірусів, які викликають інфекційні захворю¬вання людини і тварин. До найпоширеніших вірусних хвороб люди¬ни належать грип, герпес, гепатити, енцефаліти, кір, поліомієліт, СНІД (ВІЛ); до хвороб тварин — ящур, чума великої рогатої худоби, сказ, кліщовий енцефаліт, онковірусні захворювання, скрейпі та ін¬ші.
2. Природа бактерій, фагів та їх застосування на практиці
Припущення, що бактеріофаги мають корпус¬кулярну природу, було висунуто ще Ф.д'Ерелєм. Однак тільки після винайдення електронного мікроскопа вдалося побачити і вивчити ультраструктуру фагів. Нагадаємо, що довгий час уявлення про мор¬фологію та основні особливості фагів грунтувалися на результатах вивчення фагів Т-групи — ТІ, Т2, ., ТІ, які розмножуються на Е.соli штаму В. Однак з кожним роком з'являлися нові дані щодо морфо¬логії і структури різноманітних фагів, що зумовило необхідність їх¬ньої морфологічної класифікації.
Вивчення хімічного складу фагів показало, що він досить простий; по суті фаги є нуклеопротещами, тобто складаються в основному з білка і нуклеїнової кислоти. Фагові частинки мають кілька різних білків, насамперед структурних, які становлять капсид головки і елементи відростка (чохол, стрижень, базальну пластинку і нитки). У головці булавоподібних фагів є також внутріш¬ній білок (3-7 % загального вмісту білка). У фагів виявлено фермен¬ти лізоцим, фосфатазу та деякі інші. Білки виконують різні функції: захищають нуклеїнову кислоту від пошкоджень і дії ферментів нуклеаз, беруть участь у тісному контакті фага з бактеріальною клі¬тиною, забезпечують через ферментативну дію процес зараження тощо.
Другою важливою складовою частиною фагів є нуклеїнові кисло¬ти. У фагів, як і в інших вірусів, є тільки один тип нуклеїнової кислоти — ДНК або РНК. Цією властивістю віруси відрізняються від інших мікроорганізмів, в клітинах яких є обидва типи нуклеїнових кислот. У фагів виявлено дволанцюгову ДНК (найчастіше) і одно-ланцюгові ДНК та РНК. Залежно від типу своєї нуклеїнової кислоти фаги поділяють на ДНК-вмісні і РНК-вмісні. Нуклеїнова кислота щільно упакована у головці фага.
У деяких фагів знайдено невеличку кількість ліпідів (2,5-10,5 %), переважно жирних кислот і фосфоліпідів, а також сліди вуглеводів. Значення цих компонентів поки що недостатньо вивчено. Вважають, що ліпіди та інші компоненти (подібно до інших вірусів) мають клітинне походження і фаговий геном не кодує їхнього синтезу.Бактеріофаги володіють антигенни¬ми властивостями. При багаторазовому парентеральному введенні фагів кролям або іншим тваринам можна одержати сироватки, які містять сферичні антитіла до відповідних фагів. Такі сироватки нази¬вають антифаговими. Антитіла таких сироваток здатні давати з від¬повідними фагами звичайні серологічні реакції — аглютинації, пре¬ципітації, зв'язування комплемента, а також спричинюють нейтра¬лізацію літичної активності фагів. Антифагові сироватки строго специфічні. Цю властивість часто використовують при серологічній класифікації фагів.
Уперше різні фаги застосу¬вали Ф. д'Ерель та інші дослідники, вивчаючи кишкові інфекції у людини. Практикувалось використання фагів також у хірургічній та акушерсько-гінекологічній практиці при інфекційних процесах, які спричинюються стафілококами, анаеробними клостридіями, а також
в офтальмології і стоматології. Поряд з цим нагромадилось багато даних про відсутність лікувального ефекту при застосуванні фагів. Вважають, що основною причиною цього є невдалий підбір фагів. Широке впровадження в практику сульфаніламідних препаратів і антибіотиків також зменшило інтерес до питань фагопрофілактики і фаготерапії бактеріальних інфекцій.
Фагопрофілактика і фаготерапія застосовуються і при різних за¬хворюваннях тварин. При паратифі телят використовують гертнер-фаг, при захворюванні поросят — суйпестифер-фаг, при колібакте¬ріозі — колі-фаг та інші.
Бактеріофаги черевнотифозної сальмонели, кишкової палички та інших бактерій можуть міститися у воді річок, ставків, водосховищ, колодязів і в забруднених стічних водах. Виявлення фагів у воді або в грунті може бути показником забруднення цих середовищ відповід¬ними бактеріями. Наприклад, виявлення коліфага є показником фе¬кального забруднення води.
Поряд з цим слід зазначити, що фаги нерідко можуть завдавати й великої шкоди, зокрема при виробництві антибіотиків, молочнокис¬лих продуктів, бактеріальних добрив, гальмуючи розвиток корисних мікробів. Зараження фагами бульбочкових бактерій, азотобактера та інших азотфіксаторів призводить до затримки їхнього розвитку, а це погіршує процес фіксації молекулярного азоту, а отже, негативно впливає на врожай.
Список використаної літератури
1. Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.: Либідь, 2001. – 312 с.
2. Ґудзь С.П. та ін. Основи мікробіології. – К., 1991.
3. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М., 1987.