Как называются антагонистические отношения у вирусов

Обновлено: 19.04.2024

Антагонизм микроорганизмов - это сложное взаимоотношение, когда при совместном развитии популяций бактерии одного вида или внутри одного и того же вида угнетают развитие других, а иногда полностью их уничтожают. Антагонизм микроорганизмов широко используют для профилактики и лечения различных болезней, главным образом желудочно-кишечных заболеваний. Например, многие штаммы кишечной палочки способны подавлять развитие и уничтожать стрептококки, стафилококки, сальмонеллы.

Антагонистические взаимоотношения между микроорганизмами представляют большой практический интерес. Антагонизм микробов в почве наблюдал еще Л. Пастер (1870 г.), И.И. Мечников (1905 г.) наблюдал антагонизм между молочнокислыми и гнилостными бактериями. Заслуга И.И. Мечникова заключается в том, что он заложил основы учения об антагонизме микроорганизмов, которое в настоящее время переросло в учение об антибиотиках. Паразитизм - это такая форма сожительства, когда микроорганизмы-паразиты питаются компонентами тканей хозяина, при этом причиняют ему вред, вызывая инфекционную болезнь, и не могут существовать без него.

Такие микроорганизмы называются патогенными. Следовательно, средой обитания паразита является организм хозяина, к которому паразит адаптируется в процессе эволюции. Эта среда непосредственно влияет на паразитов так же, как и паразиты влияют на хозяина. Окружающая среда в обычном понимании влияет на таких паразитов уже опосредованно, через организм хозяина.Многие микроорганизмы, попадая в организм человека, никак не влияют друг на друга, то есть между ними нет взаимодействия, такая

ситуация называется нейтрализмом. При нейтрализме партнеры (микроорганизм и макроорганизм) могут не оказывать друг на друга никакого влияния.

52. Трансформация у бактерий

У бактерий известно 3 способа передачи признаков: конъюгация, трансдукция и трансформация.

Гены могут передаваться из клетки в клетку без всякого межклеточного контакта и без каких-либо переносчиков. Такую передачу генов при помощи свободной растворимой ДНК, выделенной из клеток доноров, называют трансформацией. У бактерий такой способ передачи признаков стал известен раньше других, и это открытие сыграло важную роль в науке.

В любой популяции лишь часть бактерий способна к поглощению из среды молекул ДНК. Состояние клеток, при котором это возможно, называют состоянием компетентности. Обычно максимальное число компетентных клеток наблюдается в конце фазы логарифмического роста.

В состоянии компетентности бактерии вырабатывают особый низкомолекулярный белок (фактор компетентности), активизирующий синтез аутолизина, эндонуклеазы I и ДНК-связывающего белка. Аутолизин частично разрушает клеточную стенку, что позволяет ДНК пройти через неё, а также снижает устойчивость бактерий к осмотическому шоку. В состоянии компетентности также снижается общая интенсивность метаболизма. Возможно искусственное приведение клеток в состояние компетентности. Для этого применяют среды с высоким содержанием ионов кальция, электропорацию или заменяют клетки реципиента протопластами без клеточных стенок.

Поглощаемая ДНК должна быть двухнитевой (эффективность трансформации однонитевой ДНК на порядки ниже, однако несколько возрастает в кислой среде), её длина — не менее 450 пар оснований. Оптимальное pH для прохождения процесса — около 7. Для некоторых бактерий (Neisseria gonorrhoeae, Hemophilus) поглощаемая ДНК должна содержать определённые последовательности.

ДНК необратимо адсорбируются на ДНК-связывающем белке, после чего одна из нитей разрезается эндонуклеазой на фрагменты длиной 2—4 тыс. пар оснований и проникает в клетку, вторая полностью разрушается. В случае, если эти фрагменты имеют высокую степень гомологии с какими-либо участками бактериальной хромосомы, возможна замена этих участков на них. Поэтому эффективность трансформации зависит от эволюционного расстояния между донором и реципиентом. Общее время процесса не превышает нескольких минут. Впоследствии, при делении, в одну дочернюю клетку попадает ДНК, построенная на основе исходной нити ДНК, в другую — на основе нити с включённым чужеродным фрагментом (выщепление).

Паразитизм. Антагонистический симбиоз. Факультативные паразиты. Облигатные паразиты. Метабиоз. Сателлизм. Антагонизм.

Антагонистический симбиоз — симбиотические отношения, наносящие хозяину более или менее выраженный вред; его крайнее проявление — паразитизм [от греч. para, при, + sitos, пища]. Если микроорганизмы-сапрофиты [от греч. sapros, гнилой, + phyton, растение] утилизируют мёртвые органические субстраты, то паразитические виды живут за счёт живых тканей растений или животных. Проникая в организм хозяина, они могут вызывать у него заболевание, поэтому их обозначают как патогенные микроорганизмы.

Паразитические микроорганизмы разделяют на внутри- и внеклеточные. Внутриклеточные паразиты — вирусы, риккетсии и хламидии. Внеклеточные паразиты — большинство бактерий и простейших.

Факультативные паразиты. В зависимости от внешних условий некоторые микроорганизмы могут вести себя как паразиты, либо как сапрофиты. Поэтому их так и называют — факультативные паразиты. К ним относят большинство условно-патогенных бактерий.

Облигатные паразиты полностью утратили собственные метаболические возможности и живут, разрушая ткани хозяина.

Метабиоз

В ряде биотопов, особенно в почве, некоторые микроорганизмы утилизируют продукты жизнедеятельности других; например, нитрифицирующие бактерии используют аммиак, который образуют аммонифицирующие бактерии. Подобные взаимоотношения известны как метабиоз.

Сателлизм

Некоторые микроорганизмы способны выделять метаболиты, стимулирующие рост других микроорганизмов. Например, сарцины или стафилококки выделяют ростовые факторы, стимулирующие рост бактерий рода Haemophilus. Нередко совместный рост нескольких видов микробов активирует их физиологические свойства. Подобные взаимоотношения известны как сателлизм [от лат. safeties, сопровождающий].

Антагонизм

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

ВНИМАНИЕ! Далее будет много картинок-фотографий плесени и бактерий. Если вы страдаете мисофобией или трихофобией или подобной фобией – то лучше не смотрите. Или смотрите, ведь свои страхи на самом деле полезно перебороть. В общем я Вас предупредила. =)

Итак, все взаимодействия любых микроорганизмов можно условно разделить на три типа:

Симбиоз (обычно комменсализм) – один из организмов так или иначе использует вторичные метаболиты (ака продукты жизнедеятельности) другого или химически преобразованный им субстрат.

Антагонизм – самый широкий спектр взаимодействий микробов начиная от гиперпаразитической активности (т.е. один организм буквально питается другим) и заканчивая выделением в среду антибиотиков. Да, именно так однажды открыли пенициллин – наблюдая за тем, как плесень убивала другую плесень.

Дальше нам понадобится раскрыть несколько терминов.

Вещества, производимые организмом, но не обладающие первостепенной важностью, их состав и количество находится в прямой зависимости от условий жизни и качества питания организма. Обычно они образуются как побочный продукт, и, в зависимости от состава и назначения, могут как накапливаться в клетках, так и выбрасываться в среду. Например, гемоглобин в крови человека – первичный метаболит, а соли в составе слез и пота – вторичные

Это тип взаимоотношений микроорганизмов, при котором один штамм полностью подавляет или, замедляет рост другого. Антагонистические взаимоотношения между бактериями наблюдал еще Л. Пастер. Впоследствие И.И. Мечников предложил использовать антагонизм между бактериями на пользу человеку. Он, в частности, рекомендовал подавлять активность гнилостных бактерий в кишечнике человека, продукты жизнедеятельности которых, по его мнению, сокращают жизнь человека, молочнокислыми бактериями.

При этом антагонизм наблюдается не только у родственных видов микроорганизмов, но и у таксономически далеких групп – родов, семейств и царств. Так, наиболее заметно антагонизм проявляется между разными видами бактерий и грибов. В условиях совместного роста (т.е. оказавшись в одной, более-менее естественной для обоих организмов среды) антагонизм может проявляться в двух основных формах:

Антагонизм или гиперпаразитизм – прямое или опосредованное подавление соперника путем выделения в среду биологически-активных веществ, таких как ферменты, токсины, антибиотики.

Антибиоз (фаговая активность) – использование противника в качестве питательного субстрата. Так любят поступать всевозможные грибы и грибоподобные бактерии.

Как это работает?

В общих чертах, весь механизм можно описать так. На пустой район приходят два бандформирования. Численность их примерно равна, и ряды постоянно пополняются рекрутами из числа местных. Обоим хочется забрать себе лакомый клочок земли с кормушкой в виде завода и ларьков, и какое-то время они просто сосуществуют, не пересекаясь между собой. Но вот в один прекрасный момент обе группы захватили под свой контроль большую часть района, и не осталось жителей, не причастных ни к одной из группировок. Наступает время разборок по-пацански.

И вот тут в дело вступает арсенал в притараненных бандами загашниках. Кто-то взял с собой копья-арматурины, кто-то – банку с кислотой, кто-то начнет городить баррикады, а кто-то – рыть окопы и ползти по канализации. Найдутся даже упыри, которые вцепятся в шею своему противнику, или кинут гранаты с химической отравой. Все это бесовство будет продолжаться до тех пор, пока одна из сторон не погибнет, полностью перебитая другой, или пока завод не встанет (вследствие окончания питательных веществ в среде).

Кислота – литические (растворяющие) ферменты, которые микроорганизмы обычно используют для добычи питательных веществ. Универсальное оружие, так или иначе используемое большинством микробов. Гранаты – летучие споры, способные залететь на чужую территорию и там прорасти, либо на участке, где враг еще слаб, либо прямо поверх него.

Излюбленный прием всевозможных плесневых грибов, особенно аспергиллов и пенициллов

– ох уж этот бич неопытных студентов-микробиологов, проникающий в малейшие щели и портящий чашки Петри с опытами. Да еще и живучий – плохо простерилизованная среда часто является причиной их распространения в лаборатории.

Баррикады – мицелиальные валики, которые создают грибы, отгораживаясь от врага, вооруженного литическими ферментами. Порой эти крепости из гиф достигают такого размера, что видны невооруженным глазом.

Упырями, как нетрудно догадаться, можно назвать тех самых гиперпаразитов, которые просто обрастают и сжирают своего врага, наплевав на все его вооружение. В этом им помогают либо прочная оболочка (как у грибов), либо высокая скорость роста (стрептомицеты).

Streptomyces felleus обрастает и лизирует гифы гриба Fusarium sporotrichioides. Источник: фото автора.

Надо сказать, что войны невидимого фронта были замечены людьми еще задолго до того, как был изобретен микроскоп и открыты сами микробы. Именно антагонизм приводит к тому, что продукты сбраживания (сыр, квас, кефир, вино, квашенные овощи) дольше не поддаются порче. Антагонизм же и делает молочные продукты полезными – молочные бактерии разных видов являются антагонистами кишечной палочке и гнилостным грибкам.

Trichoderma asperellum (тонкие гифы) срастается с F. sporotrichioides (толстые гифы с гранулами), чтобы закусить им. Со стороны кажется будто какие-то красные нити монстра пытаются выбраться из чашечки петри. Источник: фото автора.

Тот же пеницилл использовали еще древние Египтяне. С помощью антагонизма также осуществляют биологическую деконтаминацию – т.е. очистку от вредных веществ и микробов различных продуктов, водоемов со сточными водами и даже почву. Его используют в биофильтрах для аквариумов и бассейнов, он стал основой био- и медпрепаратов. Антагонизм применяют и в сельском хозяйстве, и на дачном участке: многие препараты с ростостимулирующим и фунгицидным (противоплесневым) эффектом содержат в себе живые споры специально выведенных штаммов бактерий и симбиотических грибов.

Вот такая вот наука микробиология – увлекательная и необычная.

Автор Людмила Хигерович (биотехнолог) . Статья опубликована в нашем научном сообществе Фанерозой

Новикова И.И., Бойкова И.В., Павлюшин В.А., Зейрук ВН., Васильева СВ., Деревягина М.К. Биологическая эффективность препаративных форм на основе микробов-антагонистов для защиты картофеля от болезней при вегетации и хранении //Вестник защиты растений. 2015. №86 (4). С. 12-19.

Тихонов И.В., Рубан Е.А., Грязнева Т.Н. Биотехнология. // под ред. акад. РАСХН Воронина Е.С. СПб.: ГИОРД, 2008. 704 с.

Garrod, L. P. Relative Antibacterial Activity of Three Penicillins (англ.) // British Medical Journal : journal. — 1960. — Vol. 1, no. 5172. — P. 527—529

Взаимоотношения бактерий. Типы взаимоотношений микробов в биоценозах. Симбиоз. Мутуализм. Комменсализм.

Микроорганизмы жёстко конкурируют между собой. Это связано с тем, что обитающие в конкретном биоценозе микробы обладают принципиально сходными потребностями в источниках энергии и питания. Каждый микроорганизм приспосабливается не только к неживым субстратам, но и к другим окружающим его организмам. Подобная адаптация иногда приводит к приобретению особых метаболических свойств, наделяющих обладателя способностью занимать специфические ниши. Например, нитрифицирующие бактерии могут расти без органических источников энергии, окисляя аммиак или нитриты в качестве источника энергии в отсутствие света; другие организмы в подобных условиях не развиваются. Поэтому нитрифицирующие бактерии не испытывают биологической конкуренции. Значительная часть бактерий участвует в конкурентной борьбе, адаптируясь к сосуществованию с другими формами жизни либо вступая с ними в противодействие.

Симбиоз

Симбиоз [от греч. symbiosis, совместное проживание] — совместное длительное существование микроорганизмов в долгоживущих сообществах. Взаимоотношения, при которых микроорганизм располагается вне клеток хозяина (более крупного организма), известны как эктосимбиоз; при локализации внутри клеток — как эндосимбиоз.

Типичные эктосимбиотические микробы — Escherichia coli, бактерии родов Bacteroides и Bifidobacterium, Proteus vulgaris, a также другие представители кишечной микрофлоры. Как пример эндосимбиоза можно рассматривать плазмиды, обеспечивающие, например, резистентность бактерий к ЛС. Симбиотические отношения также разделяют по выгоде, получаемой каждым из партнёров.

Мутуализм [от лат. mutuus, взаимный] — взаимовыгодные симбиотические отношения. Так, микроорганизмы вырабатывают БАБ, необходимые организму хозяина (например, витамины группы В). При этом обитающие в макроорганизмах эндо- и эктосимбионты защищены от неблагоприятных условий среды (высыхания и экстремальных температур) и имеют постоянный доступ к питательным веществам. Из всех видов мутуализма наиболее удивительно культивирование некоторых грибов насекомыми (жуками и термитами). С одной стороны, это способствует более широкому распространению грибов, с другой — обеспечивает постоянный источник питательных веществ для личинок. Это напоминает выращивание человеком полезных растений и микроорганизмов.

Паразитизм в эпидемиологии. Паразитические микроорганизмы.

Нельзя также не учитывать, что основные успехи в лечении инфекционных болезней стали возможны в связи с открытием антибактериальных средств, а также иммунотерапии, т.е. в связи со специфической этиотропной терапией.

Наконец, успехи в профилактике и борьбе с многими инфекционными болезнями были достигнуты почти исключительно на основе знания этиологических факторов и разработки специфических средств и методов борьбы с ними. Наглядным примером в этом отношении является специфическая иммунопрофилактика инфекций, с помощью которой удалось ликвидировать натуральную оспу, резко снизить заболеваемость полиомиелитом, корью, дифтерией, коклюшем, столбняком и др.

Возбудителям инфекционных болезней, как и всяким живым существам, присущи самовоспроизведение, изменчивость, саморегуляция, размножение, раздражимость, реактивность и другие биологические свойства. Не менее существенным их свойством является феномен паразитизма, главным образом определяющий сущность всякого инфекционного процесса.

Когда речь идет о паторенности микрорганизмов, то подразумевается постоянный видовой генотипический признак, характеризующий потенциальную способность микроорганизмов приживаться в тканях организма хозяина и размножаться в них, вызывая патологические изменения, т. е. инфекционный процесс. Таким образом, патогенность микроорганизмов отличается от патогенности факторов любой другой природы своей биологической сущностью, свойственной живому.

Паразитические микроорганизмы обладают некоторыми факторами патогенности, которые по функциональному значению подразделяются на следующие группы:
- инвазивные, т. е. способствующие внедрению в ткани макроорганизма (ворсинки бактерий, способствующие проявлению адгезивных свойств, т. е. прилипанию бактерий к эпителиальным клеткам слизистых оболочек, и ферменты - гиалуронидаза, нейраминидазы, муциназы и др.);

- придающие устойчивость к защитным факторам организма (капсульные полисахариды и полипептиды; липополисахариды и протеиды клеточной стенки и др.);
- токсические (экзо- и эндотоксины), проявляющиеся в некротизирующем действии на ткани хозяина в месте локализации паразита и обусловливающие специфику общих клинических проявлений болезни.

Оболочечные антигены, расположенные на поверхности микробной клетки, являются основными носителями свойств, определяющих специфичность микроорганизмов: с ними связаны образование и накопление специфических антител в инфицированном организме и др.

Специфическим свойством патогенных микроорганизмов является их органотропность (или тканевый тропизм), представляющая собой приспособленность их к обитанию в среде определенных органов и тканей, выработавшуюся в процессе эволюционного развития. Попадание патогенного микроба в организме не в ту среду, к которой он адаптирован, не сопровождается развитием типично протекающего инфекционного процесса.

Таким образом, можно утверждать, что качественное своеобразие всего класса инфекционных болезней определяется в первую очередь спецификой их причинного фактора, т. е. спецификой живого возбудителя.

- зачастую возникающая более или менее продолжительная невосприимчивость к повторному заболеванию, вызываемому тем же видом и типом возбудителя, после перенесенного заболевания в результате иммунной перестройки;
- развитие в результате некоторых инфекций повышенной чувствительности к возбудителю, определяющей возможность рецидивов и реинфекций.

Читайте также: