зные эпидемии инфекционных заболеваний, устойчивых к антибиотикам. Механизмы резистентности -часто связаны с инактивацией антибиотиков. Аминогли-козиды, такие как, например, стрептомицин (дополнение 12-А) и ка-намицин, инактивируются ферментами, катализирующими процессы фосфорилирования или аденилирования специфических гидроксильных групп сахарных колец. Пенициллин (дополнение 7-Г) инактивируется пенициллиназой, расщепляющей гидролитически кольцо fi-лактама. Хлорамфеникол (рис. 14-25) ин активируется путем ацилирований одной или двух гидроксильных групп.

Щ$ ' Глава 15

Каково происхождение факторов устойчивости к антибиотикам? Почему в природе так широко распространены гены, обеспечивающие инактивацию столь необычных молекул, как антибиотики? Возможно, это объясняется тем, что гены устойчивости к антибиотикам в обычной ситуации выполняют какие-то нормальные биосинтетические функции, но наличие в среде антибиотиков приводит к отбору мутантов, гены которых способны обеспечивать их инактивацию. Тем не менее до конца не ясно, почему факторы, обеспечивающие устойчивость к лекарственным препаратам, появляются так часто именно в популяции, обработанной антибиотиком. Частичным решением проблемы устойчивости послужило создание полусинтетических модификаций антибиотиков, встречающихся в природе. Поскольку R-факторы переносят гены, ответственные за синтез ферментов, изменяющих специфические участки антибиотика, иногда удается химически изменить эти участки таким образом, чтобы они больше не участвовали в ферментативной реакции, индуцируемой R-фактором.

Часто отмечают сходство между инфекционными плазмидами и вирусами [153]. Так, например, нитевидные бактериофаги (дополнение 4-В и рис. 4-8) [154] выходят из бактериальной клетки благодаря накоплению в толще мембраны гидрофобных белковых субъединиц, формирующихся в тонкие микротрубочки диаметром около 6 нм, внутри которых содержатся молекулы ДНК, готовые для переноса в другие бактериальные клетки. Фаг адсорбируется на F-пнлях бактерии мужского пола, после чего ДНК с помощью пока еще не изученного механизма проникает в клетку [155]. Точно так же как нитевидные бактериофаги переносят гены, обеспечивающие синтез белковых субъеди-нпц их оболочки, половые факторы F переносят гены, ответственные за синтез пилинов. Пилин также накапливается в клеточной мембране и, вытеспяясь, расходуется на генерирование F-пили. Таким образом, можно думать, что между плазмидами и вирусами существует тесная взаимосвязь. Одним из результатов переноса ДНК от штамма Шг к бактериям F- является проникновение копии фактора F в женскую бактерию. Поскольку при этом клетка-реципиент превращается из-женской в мужскую, Бринтон назвал «пол бактерий вирусным заболеванием». Очень близкое сходство существует также между эписо-мами, способными включаться в бактериальные хромосомы, и «умеренными» бактериофагами, о которых пойдет речь в следующем разделе.

8. Умеренные бактериофаги. Фаг К

Когда ДНК бактериофага проникает в бактериальную клетку, она обычно практически мгновенно начинает контролировать работу метаболического аппарата клетки и направляет его полиостью на образование новых вирусных частиц. В результате приблизительно через 20 мин образуется 100—200 новых вирусных частиц, что приводит к лизису клетки и ее гибели. Принципиально отлично от этого ведут себя умеренные фаги. Проникнув в клетку, ДНК умеренного фага может репрессироваться и интегрироваться с бактериальным геномом точно так же, как фактор F (рис. 15-2). При этом он переходит в состояние профага и вступает в так называемую лизогенную фазу развития: репрессированная ДНК фага реплицируется как часть генома бактерии, не причиняя вреда (клетке до тех пор, пока какой-нибудь фактор не снимет репрессию и не «активирует» интегрированный генетический материал-После этого происходят репликация фага и лизис бактерии. Умеренные

фаги могут существовать так же, как плазмиды (например, фаг Р1).

Наиболее хорошо изученным умеренным фагом является фаг-лямбда, живущий в клетках Е. coli [156—158]. По своему строению фаг л, для которого характерно наличие отростка, чем-то напоминает Т-четные фаги (дополнение 4-Д), однако его ДНК-геном имеет меньшие размеры: мол. вес ДНК фага л составляет приблизительно 31-Ю6, что соответствует 46 500 парам оснований. Б бактериальной клетке концы ДНК фага Я могут соединяться друг с другом, образуя замкнутую ре-пликативиую форму вируса. Во многих зараженных клетках (примерно в 30%) ДНК фага ). интегрируется с бактериальной хромосомой в определенном сайте, att X, локализованном на карте хромосомы Е. coli в положении, соответствующем 17 мин. Интегрированная ДНК фага представляет собой линейный фрагмент, составляющий около 1,2% общей длины хромосомы Е. coli. Он реплицируется вместе с остальной частью хромосомы и в большинстве случаев остается незамеченным.

Интерес биохимиков к бактериофагу % объясняется рядом причин.

Наиболее важная из них состоит в том, что, изучая этот бактериофаг,

можно было надеяться получить отв