VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Бактериофаги и вирусы находят всё более широкое применение в биомедицине. Их рекомендуют в качестве профилактики, диагностики и лечения таких инфекционных заболеваний, как паратифы, дизентерии, холера, чума, стафилококковая инфекция. Для установления принадлежности бактерии к определённому виду и определения источника инфекции применяют метод фаготипирования.В настоящее время создан так называемый «пустой» вирус, применяемый в качестве вакцины т. к. оболочка такого вируса способствует выработке антител против него, а отсутствие генетического материала гарантирует безопасность его применения в качестве вакцины.

Бактериофаг фХ174 представляет собой вирус, поражающий кишечную палочку. Фаг фХ174 содержит кольцевую одноцепочечную молекулу ДНК.

Рисунок 3. Физическая карта генома фХ174. Локализация цистронов, кодирующих известные белки фХ174.

Главные плюсы фага фХ174 как модельного объекта заключаются в:

- простоте строения;

- небольшом размере ДНК (5386 нуклеотидных пар);

- полном секвенировании генетического материала.

Именно они обусловили выбор фХ174 как модельного объекта в таких биологических исследованиях в области молекулярной биологии и генной инженерии, как полное секвенирование генома, а в дальнейших исследованиях Крейга Вентера и в качестве первого искусственно синтезированного живого организма.

ДНК фХ 174 содержит 5386 нуклеотидов и 11 цистронов.

Рисунок 2. Генетическая карта фага фХ174.

В 1975 г Ф. Сэнгером и Д. Коулсоном впервые был предложен метод прямого ферментативного секвенирования ДНК, так называемый «плюс-минус» метод. Этим же методом была секвенирована кольцевая ДНК фага фХ 174. В основе «плюс-минус» метода лежал синтез второй радиоактивно меченной цепи ДНК по существующей матрице с помощью ДНК-полимеразы I (Кленовского фрагмента).

В 1977 г Фредерик Сэнгер со своими коллегами успешно секвенировал последовательность нуклеотидов. Полный список последовательности молекулы ДНК фага фХ 174, т.е. его химическая формула, был опубликован в журнале «Nature». Это позволило существенно расширить представления об используемых в природе способах записи и реализации генетической информации, а Сенгеру и американцу У.Гилберту в 1980 была присуждена Нобелевская премия «за вклад в определение последовательности оснований в нуклеиновых кислотах».

Развитие классической молекулярной биологии построено на исследованиях с бактериофагами, выступающими в качестве замечательной модельной системы, используемой для изучения функций клеток и управления ими. Учёные часто используют вирусы как векторы для ввода генов в клетки, заставляя клетку синтезировать чужие вещества, а также исследуют последствия от внедрения чужеродного гена в геном клетки. Применение фагов в виротерапии основано на избирательности воздействия на бактериальные клетки. Это даёт надежды, что вирусы смогут помочь в борьбе с раком и найдут своё применение в генотерапии.

Применение фагов в качестве биологических объектов в экспериментах обусловлено рядом преимуществ: фаги устойчивее к воздействию окружающей среды, чем бактерии; они способны выдержать давление до 6000 атм.; устойчивы к радиации; длительное время способны сохранять свои свойства . Некоторые вещества, вызывающие смерть бактерий, безвредны для вирусов.

Литература:

1. В. И. Иванов, Н. В. Барышникова, Дж. С. Билева, Е. Л. Дадали, Л. М. Константинова, О. В. Кузнецова, А. В. Поляков, под ред. В. И. Иванова, «Генетика», изд. «Академкнига», Москва, 2006;

2. Р. Г. Заяц, И. В. Рачковская, «Основы общей и медицинской генетики», учеб. пособие, изд. «Вышэйшая школа», 1998;

3. Н. Н. Каркищенко, под ред. Н. Н. Каркищенко, С. В. Грачева, «Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских технологиях», изд. «Профиль», Москва, 2010.

Код для цитирования: Скопировать