Бактериофагами являются патогенные вирусы растений. Вирусы бактериофаги: строение и описание

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 
ГлавнаяРастенийБактериофагами являются патогенные вирусы растений

Вирусы и фаги, строение, размножение. Бактериофагами являются патогенные вирусы растений


натуральная медицина и здоровье человека

Бактериофаги относятся к одному из многочисленных видов вирусов, которые смогли увидеть благодаря изобретению электронного микроскопа. Бактериофаги имеют особенное отличие от всех других болезнетворных вирусов известных на сегодняшний день — отличительной особенностью бактериофагов от других вирусов является то, что они для размножения используют исключительно лишь клетки бактерий. Размножение вируса неизбежно приводит к разрушению оболочки клетки и гибели бактерии. Название бактериофаг буквально обозначает “поедающий бактерии”, но правильнее было бы сказать, что бактерии не поедаются, а разрушаются.

При определенных заболеваниях бактериофаги используются современной медициной для лечения пациентов зараженных бактериальной инфекцией. Этот метод является аналогом приема антибиотиков, но они уничтожают как вредные так и полезные бактерии, населяющие желудочно-кишечный тракт, а бактериофаги уничтожают только определенные болезнетворные бактерии.

Строение бактериофагов

В отличие от вирусов животных и растений бактериофаг имеет более сложное и более впечатляющее строение. Строение некоторых фагов чем-то напоминает строение космического корабля. Генетическая информация данного вируса (это ДНК или РНК) заключена в капсиде – белковой оболочке. Капсид или головка имеет разную форму (шестигранная, овальная, круглая, призматическая). Как видно из рисунка под головкой расположен воротничок. Еще ниже, под воротничком расположен полый стержень, который заключен в чехол. Чехол похож на пружину и устроен таким образом, что при надобности может сокращаться (сжиматься). Под полым стержнем и чехлом расположена базальтовая пластина шестиугольной формы с короткими выступами (шипами). Также от базальтовой пластины отходят нитевидные образования (фибриллы).

Размеры бактериофагов бывают разными, хотя их относят к вирусам, которые имеют средние размеры.

Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой

Большинство бактериофагов имеют сократительный чехол. У таких фагов механизм проникновения в клетку отличается от других вирусов. Они осаждаются на поверхности бактериальной клетки с помощью отростков (фибрилл) и через шипы выделяется особый фермент – лизоцим, который разрушает мембранную стенку клетки бактерии. После этого чехол сокращается и его внутренний полый стержень как игла проникает в клетку. Сразу, после проникновения стержня в клетку нуклеиновая кислота (генетическая информация) через отверстие полого стержня впрыскивается в цитоплазму бактериальной клетки. Сам бактериофаг после передачи наследственной информации в отличие от вирусов растений и животных остается вне клетки. Через 30-40 минут после проникновения нуклеиновой кислоты в цитоплазму клетки  происходит синтез новых 200 фаговых единиц, которые своим присутствием увеличивают внутриклеточное давление и разрушают мембраны клетки.

Среда обитания фагов

В окружающей нас природе там, где есть бактерии, обитают и бактериофаги.

Практически все болезнетворные бактерии человека и животных содержат эти микроорганизмы. Следует также отметить, что бактериофаги присущи и у непатогенных микробах. К таким микробам относят молочнокислые бактерии, азотобактерии, бактерии лучистых грибов (на основе их готовят антибиотики), клубеньковые бактерии.

Классификация бактериофагов

В настоящее время обнаружено и исследовано большинство бактериофагов. Их различают по типу нуклеиновой кислоты, по структурной организации и форме, а также по характеру взаимодействия с клеткой бактерии. По этим признакам их разделили на 13 семейств, более чем на 140 родов.

История открытий бактериофагов

Данные вирусы впервые обнаружил в 1896 году британский бактериолог Эрнст Ханкин. После открытия вирусов, которые имеют свойство разрушать бактерии, бактериофагами заинтересовались ученные во многих странах мира. Российский ученым Николай Гамалея в 1898 предложил использовать их при лечении ран и различных инфекционных заболеваний. Вплоть до 1940 года в лабораториях всего мира велись интенсивные исследования и практическое применение этих микроорганизмов. Затем исследования по изучению свойств бактериофагов прекратились и ушли в забытье кроме Советского Союза. На территории Грузии был создан современный институт, который до настоящего времени исследует бактериофаги.  Мировая медицина на какое-то время утратила интерес к этим вирусам в связи с появлением антибиотиков. Но постепенно процесс исследования и применения бактериофагов во всем мире возобновляется.

Лечение бактериофагами

Антибиотики не всегда эффективно работают, кроме болезнетворных бактерий убивают и полезные, таким образом, разрушая микрофлору кишечника. Многие болезнетворные бактерии адаптировались к действию антибиотиков, выработали устойчивость к их химическому воздействию. Другое дело бактериофаги. При правильном применении этих микроорганизмов разрушаются только вредные болезнетворные микробы, не нарушается микрофлора кишечника, выздоровление наступает быстро и без каких–либо нежелательных последствий.  В медицинских учреждениях, после соответствующих анализов, теперь назначают пациентам коктейли содержащие бактериофаги. 

Related posts:

muvrasil.ru

Вирусы бактериофаги: строение и описание

Эта статья, словно доклад по биологии для 5 класса о вирусах бактериофагах, поможет читателю узнать основную информацию о данных внеклеточных формах жизни. Здесь мы рассмотрим их таксономическое расположение, особенности строения и жизнедеятельности, проявлении себя при взаимодействии с бактериями и т. д.

Введение

Всем известно, что универсальным представителем единицы жизни на планете Земля является клетка. Однако рубеж между девятнадцатым и двадцатым веками стал эпохой, во время которой был открыт целый ряд болезней, поражающих животных, растения и даже грибы. Анализируя данное явление и учитывая общую информацию о заболеваниях человека, ученые поняли, что существуют организмы, которые могут иметь природу неклеточного характера.

Такие существа имеют чрезвычайно малые размеры, а потому способны проходить сквозь мельчайший фильтр, не задерживаясь при этом там, где даже самая маленькая клетка могла бы остановиться. Это обусловило открытие вирусов.

Общие данные

Прежде чем рассмотреть представителей вирусов – бактериофагов, - ознакомимся с общими сведениями о данном царстве таксономической иерархии.

Вирусная частичка имеет мельчайшие размеры (20-300 нм) и симметричное структурирование. Строится из постоянно повторяющихся компонентов. Все организмы вирусной природы являются фрагментом РНК или ДНК, заключаются в особую оболочку из белка, называемую капсидом. Они не обладают способностью самостоятельно функционировать и поддерживать жизнедеятельность, находясь вне другой клетки. Проявление свойств живых существ им присуще лишь после внедрения в другой организм, при этом сам вирус будет использовать ресурсы захваченной им клетки для поддержания стабильности в собственном состоянии. Из этого следует, что данный домен таксономии представлен в виде паразитической, внутриклеточной формы жизни. Существуют вирусы, захватывающие участки мембран клетки, в которой они развивались и жили. Они образуют вокруг таких мест еще одну оболочку, покрывающую капсид.

Как правило, вирусы образуют связь с поверхностью клетки, в которой они паразитируют. Далее вирус проникает внутрь и начинает поиск конкретной структуры, которую он способен поразить. Например, возбудители гепатита функционируют и обитают лишь в клеточных единицах печени, а паротит старается проникнуть в околоушные железы.

ДНК (РНК), принадлежащая вирусу, попав внутрь клетки-носителя, начинает взаимодействовать с аппаратом генетической наследственности так, что сама клетка начинает неконтролируемый процесс синтеза специфического ряда белков, зашифрованных в нуклеиновой кислоте самого возбудителя болезни. Далее происходит репликация, выполняемая непосредственно уже самой клеткой, и таким образом начинается процесс сборки новой вирусной частички.

Бактериофаг

Кто такие вирусы бактериофаги? Это особая форма жизни на Земле, которая избирательно проникает в клетки бактерий. Размножение чаще всего происходит внутри носителя, а сам процесс приводит к лизису. Рассматривая строение вирусов на примере бактериофагов, можно заключить, что они состоят из оболочек, образованных белками, и имеют аппарат по воспроизведению наследственности в виде одной цепочки РНК или двух цепей ДНК. Общее значение числа бактериофагов приблизительно соответствует всей численности бактериальных организмов. Данные вирусы принимают активное участие в химическом обороте веществ и энергии в природе. Обуславливают множество проявлений признаков у бактерий и микробов, развитых или развивающихся в ходе эволюции.

История открытия

Исследователь бактериологии Ф. Туорт создал описание инфекционного заболевания, которое предложил в статье, выпущенной в 1915 году. Данная болезнь поражала стафилококки и могла проходить сквозь любые фильтры, а также могла транспортироваться из одной колонии клеток в другие.

Микробиолог родом из Канады Ф. Д'Эрелль совершил открытие бактериофагов в сентябре 1917 года. Их обнаружение было сделано независимо от трудов Ф. Туорота.

В 1897 г. Н. Ф. Гамалея стал наблюдателем явления лизиса бактерии, который протекал под воздействием процесса прививки агента.

Вирусы бактерий – бактериофаги-паразиты, играющие огромную роль в процессе патогенеза инфекций. Они заняты обеспечением выздоровления организма многоклеточного типа от многих болезней, и потому образуют специфический тип иммунной системы. Впервые об этом заговорил Д'Эрелль, а позднее развил это в учение. Данное положение привлекло множество ученых, которые начали исследовать эту область и пытаться найти ответы на такие вопросы, как: какое клеточное строение (кристаллы) имеют бактерии-вирусы бактериофаги? Каковы процессы внутри них, их дальнейшая судьба и развитие? Все это и многое другое привлекло внимание множества исследователей.

Значение

Строение вирусов на примере бактериофага может нам о многом сказать, особенно для взаимодействия с другой информацией, которой располагает о них человек. Например, они являются, предположительно, самой древней формой вирусных частиц. Количественный анализ указывает нам на то, что их популяция имеет более 1030 частиц.

В природе их можно обнаружить там же, где обитают и бактерии, к которым они могут проявлять чувствительность. Так как рассматриваемые организмы определяются по месту обитания, предпочтениями бактерий, которых они поражают, то, следовательно, лизирующие почвенных бактерий (фаги) будут жить в почве. Чем больше в субстрате содержится микроорганизмов, тем больше там и необходимых фагов.

В действительности каждый бактериофаг воплощает в себе одну из основных элементных единиц генетической подвижности. Используя трансдукцию, они обуславливают возникновение новых генов в наследственном материале бактерии. За секунду может произойти инфицирование около 1024 бактериальных клеток. Такая форма ответа на вопрос о том, какие вирусы называются бактериофагами, открыто показывает нам способы распределения наследственной информации, происходящие между бактериальными организмами из общей среды обитания.

Особенности строения

Отвечая на вопрос, какое строение имеет вирус бактериофаг, можно заключить, что их можно различать в соответствии с химической структурой, по виду нуклеиновой кислоты (н. к.), морфологическим данным и форме взаимодействия с бактериальными организмами. Величина такого организма может быть в несколько тысяч раз меньше самой микробной клетки. Типичный представитель фагов образован головкой и хвостом. Длина хвостового отдела может в два-четыре раза превышать величину диаметра головки, в которой, кстати говоря, располагается генетический потенциал, принявший форму цепи ДНК или РНК. Здесь также находится фермент – транскриптаза, погруженный в неактивное состояние и окруженный оболочкой из белков или липопротеинов. Она обуславливает хранение генома внутри клетки и называется капсидом.

Особенности строения вируса бактериофага определяют его хвостовой отсек как трубку из белков, которая служит продолжением оболочки, составляющей головку. В области хвостового основания располагается АТФаза, регенерирующая энергетические ресурсы, расходуемые на процесс инъекции генетического материала.

Систематические данные

Бактериофаг – это поражающий бактерии вирус. Именно так его классифицирует систематика в таблице иерархического порядка. Присвоение им звания в этой науке было обусловлено обнаружением огромного количества данных организмов. В настоящее время эти вопросы решает МКТВ (ICTV). В соответствии с Международными стандартами классификации и распределением таксонов среди вирусов, бактериофаги различают по типу содержащейся в них нуклеиновой кислоты или морфологическим особенностям.

На сегодня можно выделить 20 семейств, среди которых лишь 2 принадлежит к содержащим РНК и 5 с наличием оболочки. Среди ДНК-вирусов лишь у 2 семейств имеется одноцепочечная форма генома. 9 вирусов, содержащих ДНК (геном представляется нам в виде кольцевой молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты) и другие 9 с линейной фигурой. 9 семейств являются специфичными по отношению к бактериям, а другие 9 - к археям.

Влияние на бактериальную клетку

Вирусы бактериофаги, в зависимости от характера взаимодействия с клеткой бактерии, могут различаться на фаги вирулентного и умеренного типа. Первые способны увеличивать свое количество лишь при помощи литических циклов. Процессы, при которых происходит взаимодействие вирулентного фага и клетки, состоит из адсорбции на клеточной поверхности, внедрения в клеточную структуру, процессов по биосинтезу элементов фагов и их приведению в функциональное состояние, а также выход бактериофага за пределы хозяина.

Рассмотрим описание вирусов бактериофагов, опираясь на их дальнейшее воздействие в клетке.

Бактерии имеют на своей поверхности особые фагоспецифические структуры, представленные в виде рецепторов, к которым, собственно, и крепится бактериофаг. Используя хвост, фаг посредством ферментов, содержащихся на его завершении, разрушает оболочку в определенной локации клетки. Далее происходит его сокращение, вследствие которого ДНК вводится внутрь клетки. «Тело» вируса-бактериофага своей белковой оболочкой остается снаружи.

Инъекция, совершенная фагом, вызывает полное перестроение всех метаболических процессов. Синтез бактериальных белков, а также РНК и ДНК, завершается, а сам бактериофаг начинает процесс транскрибирования благодаря деятельности личного фермента, называемого транскриптазой, который активируется лишь после проникновения в клетку бактерии.

Как ранние, так и поздние цепи информационной РНК синтезируются после поступления их на рибосому клетки-носителя. Там же происходит процесс синтеза таких структур, как нуклеаза, АТФаза, лизоцим, капсид, отросток хвоста и даже ДНК-полимераза. Процесс репликации протекает в соответствие с полуконсервативным механизмом и осуществляется лишь при наличии полимеразы. Поздние белки образуются после завершения процессов по репликации дезоксирибонуклеиновой кислоты. После этого начинается финальная стадия цикла, в котором происходит фаговое созревание. А также может происходить объединение с белковой оболочкой и образование зрелых частичек, готовых к инфицированию.

Циклы жизни

Вне зависимости от строения вируса бактериофага, все они имеют общую характеристику жизненных циклов. В соответствии с умеренностью или вирулентностью оба типа организмов схожи друг с другом в начальных стадиях влияния на клетку с одинаковым циклом:

  • процесс адсорбции фага на особом рецепторе;
  • введение инъекции нуклеиновых кислот в жертву;
  • стартует совместный процесс репликации нуклеиновых кислот, как фага, так и бактерии;
  • процесс клеточного деления;
  • развитие лизогенным или литическим путем.

Умеренный бактериофаг сохраняет режим профага, следует лизогенному пути. Вирулентные представители развиваются в соответствие с литической моделью, в которой имеется ряд последовательных процессов:

  • Направление синтеза нуклеиновых кислот задается ферментами фага, который влияет на аппарат, отвечающий за белковый синтез. Паразит начинает инактивацию РНК и ДНК, принадлежащих хозяину, а дальнейшее ферментативное воздействие вовсе приводит к ее расщеплению. На следующей части процесса происходит «подчинение» клеточного аппарата по белковому синтезу.
  • Фаговая н. к. подвергается репликации и обуславливает направление синтеза новых белковых оболочек. Процесс образования лизоцима находится в подчинении фаговой РНК.
  • Клеточный лизис: разрыв клетки, обусловленный деятельностью лизоцима. Происходит высвобождение огромного числа новых фагов, которые будут инфицировать бактериальные организмы дальше.

Способы эксплуатации

Вирусы бактериофаги находят свое широкое применение в терапии антибактериального типа, которая служит альтернативой антибиотикам. Среди организмов, которые могут быть применимы, чаще всего выделяют: стрептококковых, стафилококковых, клебсиеллезных, коли, протейных, пиобактериофагов, полипротейновых и дизентерийных.

На территории РФ в медицинских целях зарегистрировано и применимо на практике тринадцать медикаментозных веществ, основанных на фагах. Как правило, такие способы борьбы с инфекциями применяются в том случае, когда традиционная форма лечения не приводит к значительным изменениям, что обуславливается слабой чувствительностью возбудителя к самому антибиотику или полному сопротивлению. На практике использование бактериофагов приводит к быстрому и качественному достижению желаемого успеха, но для этого необходимо присутствие биологической мембраны, укрытой слоем полисахаридов, сквозь которые антибиотикам проникнуть не удается.

Терапевтический тип применения представителей фагов не находит поддержания на Западе. Однако часто применяется для борьбы с бактериями, вызывающими пищевое отравление. Многолетние опыты по исследованию деятельности бактериофагов показывают нам, что наличие, например, дизентерийного фага в общем пространстве городов и сел обуславливает подвергание пространства профилактическим мерам.

Инженеры-генетики эксплуатируют бактериофагов, как векторы, при помощи которых осуществляется перенос участков ДНК. А также с их участием протекает передача геномной информации между взаимодействующими клетками бактерий.

fb.ru

Вирусы и фаги, строение, размножение

Вирус – по латыни означает «яд».

Открыты они профессором Ивановским в 1892 году. Он изучал заболевание табачных растений «табачная мозаика». Он растирал листья больных растений и полученный гомогенат фильтровал через бактериальный фильтр. Он предполагал, что возбудитель болезни останется на фильтре. Полученный фильтрат он наносил на листья здоровых растений, в итоге они заболевали. Это позволило ему сделать вывод, что размеры возбудителя болезни гораздо меньше размеров бактерий. Ивановский назвал возбудитель фильтрующимся вирусом.

Вирусы – это группа ультрамикроскопических облегантных (строгих) внутриклеточных паразитов, способных размножаться только в клетках живых организмов: многоклеточных и одноклеточных. Они являются возбудителями заболеваний человека, животных, растений, насекомых, простейших и микроорганизмов.

Измеряются вирусы в нанометрах: от 10 до 300нм (1 нм = 10-6мм). Они невидимы в световой или оптический микроскоп. Их можно различить только в электронном микроскопе. Обнаружено, что вирусы имеют очень разнообразную форму и довольно сложное строение. Вирусы обладают характерными особенностями, отличающими их от других микроорганизмов:

1)     малая величина. Они не задерживаются бактериальными фильтрами и не оседают при центрифугировании.

2)     неспособны развиваться на искусственных питательных средах, так как не имеют собственного обмена веществ, а развиваются только в чужих клетках.

3)     могут развиваться только в организме восприимчивого хозяина, проявляя абсолютный паразитизм.

4)     обладают специфичностью к отдельным органам и тканям.

5)     содержат нуклеиновые кислоты только одного типа: ДНК или РНК.

Вирусы не размножаются в почве, но могут долго в ней сохраняться. Вирусы, размножающиеся на микроорганизмах называются фагами, при чем, размножающие на бактериях называются бактериофагами, размножающиеся в клетках грибов – микофаги, поражающие актиномицеты – актинофаги, а поражающие сине-зеленые водоросли – цианофаги.

В природе вирусы существуют в двух состояниях:

1)     состояние покоя (вне клетки хозяина), в виде вирусных частиц, называемых вирионами

2)     вегетативная форма (внутри клетки хозяина)

Форма вирусных частиц разнообразна:

1)     палочковидная. Вирус имеет форму прямого цилиндра (вирус табачной мозаики)

2)     нитевидная, в виде эластичных изгибающихся нитей (вирусы бактерий и растений)

3)     сферическая, сходная с многогранником (вирусы животных и человека)

4)     кубовидная (вирусы животных и человека)

5)     булавовидная, имеется головка и отросток (вирусы бактерий и актиномицетов)

Вирусные частицы, вирионы состоят из нуклеиновой кислоты и белка. РНКовые вирусы содержат только РНК, а ДНКовые содержат только ДНК.

Схема строения бактериофага:

Нуклеиновая кислота, представленная одной молекулой ДНК или РНК, уложена в виде спирали и окружена белковой оболочкой. Фаги имеют обычно многогранную призматическую головку и отросток. Длина отростков и головки – по 100 нм.

Отросток – это белковый стержень, покрытый сверху чехлом из спирально расположенных коксомеров (белковых молекул), способных к сокращению. Внутри отростка находится полый канал, по которому нуклеиновая кислота из головки фага попадает в клетку пораженного микроорганизма. Отросток заканчивается базальной пластинкой с пятью или шестью зубцами и тонкими нитями, являющимися органами адсорбции.

Механизм проникновения бактериофага в клетку бактерии. Он состоит из четырех последовательно протекающих этапов и размножение происходит только в живой клетке.

1)     Адсорбция на поверхности клетки в определенном участке с помощью фимбрий и шипов

2)     Инъекция (впрыскивание). По белковому стержню, как по шприцу в клетку бактерии проникает нуклеиновая кислота, при чем в клетку хозяина внедряется только стержень, а головка не проникает в клетку

3)     Внутриклеточное развитие фага. Нуклеиновая кислота вируса блокирует ДНК клетки-хозяина (бактерии) и эта клетка начинает вырабатывать генетический материал вируса (вирусный ДНК и вирусный белок). Происходит образование новых фаговых частиц. Сначала нуклеиновой кислоты головок, затем белковых отростков. Из них собираются новые вирусные частицы.

4)     Лизис (распад, растворение) клетки бактерии и выход из нее новых фагов. Фаги поражают новые клетки до тех пор, пока клетки полностью не исчезнут.

Время с момента инфицирования клетки фагом до лизиса клетки называется латентным или скрытым периодом. Продолжительность этого периода различна для разных типов фагов и зависит от окружающей температуры. Для одних фагов этот период – от 15 до 40 минут, для других – 5 часов и более.

Количество новых фаговых частиц, образуемых одной клеткой при фаговой инфекции, называется выходом фага или его урожайностью. Выход фага зависит от свойств данного фага и не зависит от клетки хозяина и её размеров. Одни фаги обладают очень низким выходом (от 5 до 50 частиц на клетку). Средний выход – от 1000 до 2500. И высокий выход у мелких РНК-овых фагов – более 20 тысяч частиц на одну клетку.

Процесс размножения фага не всегда является смертельным для инфицированной им клетки. Некоторые нитевидные фаги размножаются в клетках, но клетки при этом не гибнут. Но это является исключением из общего правила. Абсолютное большинство фагов при размножении вызывают лизис клетки и её гибель.

Между клеткой и вирусом может существовать длительная и прочная связь. При этом вирус находится в клетке, но не размножается. Такое состояние фага в отношении бактерии назвали профагом.

Культуры микроорганизмов, которые несут профаг, назвали лизогенными культурами. В зависимости от взаимоотношений фага и микроорганизма хозяина, фаги делят на две группы:

1)     вирулентные (которые вызывают лизис клетки, то есть её гибель)

2)     умеренные фаги или симбиотические (они находятся в лизогенных клетках в виде профага)

Природа фагов.

Единого мнения о происхождении фагов не существует и вопрос до сих пор остается спорным. Этот вопрос имеет важное значение, так как с ним связано решение многих задач современной биологии: происхождение жизни, возможные формы существования живого, существование живых существ, не имеющих клеточной структуры и другие.

Существуют две противоположные точки зрения на природу вирусов и фагов:

1)     Одни ученые рассматривают их как живые организмы

2)     Вторая группа ученых считает, что вирусы – это особые вещества типа ферментов.

Значение бактериофагов и актинофагов в промышленности.

Последние несколько десятилетий увеличилось количество производств, основанных на использовании продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (получение антибиотиков, ферментов, витаминов, аминокислот, органических кислот, ацетона и бутилового спирта), различных бактериальных препаратов.

Из-за концентрации на этих производствах больших масс микроорганизмов, создаются благоприятные условия. Для размножения соответствующих фагов, вызывающих лизис производственных микробных культур. Впервые с этим явлением столкнулись в сыродельном производстве, когда стал останавливаться процесс молочнокислого брожения, так как бактериофаги вызывали гибель молочнокислых бактерий.

Для борьбы с бактериофагами существует несколько методов:

1)     необходимо часто менять закваски на свежие.

2)     применять смешанные закваски, состоящие из нескольких видов родственных бактерий (когда один вид поражается бактериофагом, другой продолжает процесс брожения)

3)     получение активных фагоустойчивых микробных культур.

Положительный момент: некоторые фаги используются в медицине для профилактики и лечения заболеваний.



biofile.ru

Бактериофаги

Создатель мира велик и дальновиден, как иначе можно объяснить появление в природе бактериофагов? Бактериофаги  - это вирусы поражающие бактериальные клетки. Бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают разрушение клеток и их растворение. Считается, что бактериофаги бактерий, вызывающих болезни у людей, являются сильнейшим средством борьбы с опасными болезнями человека. Бактериофаги, поражая патогенные бактерии в организме, помогают выздоровлению и развитию иммунитета у человека. 

Бактериофаги:

Бактериофаги – это внутриклеточные паразиты, избирательно уничтожающие бактериальные клетки. Как и все вирусы, лишенные клеточного строения, они состоят из генетического материала в виде молекул ДНК или РНК, защищенного белковой оболочкой. Отсутствие важных систем жизнеобеспечения, характерных для клетки, вынуждает вирусы искать ее для эксплуатации клеточных комплексов и собственного размножения.Бактериофаги – это крупнейшая и достаточно разнообразная группа вирусов. Создание электронного микроскопа позволило заглянуть в тайну их микроскопического строения. Размеры фагов в 100 раз меньше размеров бактерий и составляют миллионные доли миллиметра. Некоторые из них имеют вид роскошных, четко граненых кристаллов на ножках, напоминающих неких пришельцев с космоса.Среда обитанияБактериофаги вездесущи, то есть они присутствуют везде, где есть бактерии: внутри организма человека, в воде, воздухе, в почве, на еде и одежде, на коже и т.д. В 1 мм куб. воды их можно обнаружить более миллиарда частиц.Механизм действияЗадачей бактериофага является использование бактериальной клетки для собственного размножения. Для этого вирус впрыскивает в бактерию свою генетическую информацию, и та начинает уже по новой программе синтезировать чужеродные для нее частицы, из которых осуществляется сборка новых вирусов. От бактерии остаются одни обломки, сквозь которые выходят вновь собранные фаги в количестве от 10 до 200, готовые к дальнейшему поражению окружающих, пока еще не растворенных, бактериальных клеток. В природе бактериофаги играют важную роль регуляторов численности популяций патогенных микробов. Если данный механизм из микромира перенести в макромир, то это напоминает регуляцию численности грызунов хищниками.

Применение бактериофагов:В сельском хозяйстве:Применение фагопрепаратов для защиты (профилактики и лечения) культурных растений и домашних животных от бактериальных инфекций.В генной инженерии• При помощи фагов осуществляют естественную передачу генов между различными видами бактерий.• Использование фагов как векторов для переноски участков ДНК.• Это позволяет изменять хозяйскую ДНК в нужном для человека направлении.

Лечение бактериофагамиБактериофаги применяют при антибактериальной терапии как альтернативу антибиотикам.Выявляют бактериофаги путем нанесения содержащего их материала на питательную среду, засеянную культурой чувствительных бактерий. В месте, куда попадает бактериофаг, образуется зона растворенных бактерий в виде стерильного пятна. Далее материал при помощи бактериологической иглы переносят в суспензию молодой бактериальной культуры. Чтобы гарантировать чистоту культуры бактериофага данные манипуляции проводят 5-10 раз.В последнее время возрастает интерес к бактериофагам, так как растет количество стойких к лекарствам форм болезнетворных бактерий. Препараты бактериофагов изготавливают в виде свечей, аэрозолей, таблеток. Используют их внутривенно, перорально, для орошения и смазывания ран и т. д.

Преимущества бактериофагов• Отсутствие негативного влияния на иммунитет.• Сочетаемость со всеми лекарствами.• Отсутствие эффекта привыкания со стороны бактерий.• Отсутствие побочных эффектов.• Помощь в борьбе с бактериями, малочувствительными к антибиотикам.• Специфичность в отличие от антибиотиков, которые уничтожают всю микрофлору, в том числе и полезную. 

В названиях бактериофагов применяют названия тех бактерий, на которые они направлены. Самыми известными являются псевдомонадные, калийные, стафилококковые, дизентерийные, стрептококковые фаги.По прогнозам аналитических служб в ближайшем будущем производство бактериофагов станет самой перспективной отраслью в фармакологии.

Бактериофаги используют в антибактериальной терапии, заменяя ими антибиотики.  Так как размножение бактериофагов происходит только в бактериях, вреда человеку они не приносят, более того, бактериофаги действуют избирательно, например существуют стафилококковые, дизентерийные, стрептококковые бактериофаги, поражающие только бактерии одного вида. В настоящее время широко применяется стафилококковый бактериофаг

Интести бактериофаг сочетает в себе достоинства стафилококкового бактериофага и способность воздействовать на другие виды бактерий.

www.xn--80aheic5d.net

Бактериофаги 2 - Вирусы

Бактериофаги ( пожиратель бактерий) - вирусы бактерий. Открыты независимо английским вирусологом Ф. Туортом (1915) и канадским бактериологом Ф.Д'Эррелем (1917). Являясь облигатными паразитами, бактериофаги развиваются только в живых, активно метаболизирующих бактериях.

Активная форма бактериофагов, т.н. вегетативный фаг, представляет собой его реплицирующийся и экспрессирующийся внутри клетки генетического материала. Бактериофаги обнаружены во многих (но не во всех) исследовавшихся с этой целью видах бактерий. Как правило, каждый бактериофаг развивается лишь в бактериях одного вида, хотя встречаются т. н. поливалентные бактериофаги, которые паразитируют в бактериях разных видов. Фаговая частица состоит из молекулы нуклеиновой кислоты (геном бактериофага), заключённой в капсид - белковую оболочку, которая сохраняет геном вне клетки.

Бактериофаги разнообразны по форме. Некоторые из них имеют вид многогранников с диаметром капсида 20-30 нм (F2, R17, МS2) или нитей длиной до 800 нм (fd, М13). Более сложно устроенные бактериофаги (Т-фаги, фаг лямбда и др.) имеют икосаэдрическую головку (диаметр ок. 100 нм) и отросток ( хвост ), с помощью которого осуществляется контакт с клеткой.

Бактериофагов классифицируют, исходя из морфологических особенностей частиц (форма головки, наличие хвоста, его размер и способность к сокращению) и сходства геномов и контролируемых ими белковых продуктов. Геномы разных бактериофагов включают от нескольких генов у мелких бактериофагов до нескольких сотен генов у гигантских вирулентных бактериофагов. У большинства бактериофагов геном представлен двухцепочечной ДНК. Описаны также бактериофаги с одноцепочечной ДНК (М13, S13) или РНК (МS2). Молекулы нуклеиновых кислот могут иметь разные размеры и находиться в линейной, фрагментированной или кольцевой форме. У некоторых бактериофагов (напр., фаг лямбда) геном имеет линейную форму, но после попадания в клетку замыкается в кольцо.

Бактериофаги прикрепляются к специфичным рецепторам на поверхности бактериальной клетки. Проникновение фагового генома в клетку сопровождается отделением нуклеиновой кислоты от большей части капсидных белков, которые остаются снаружи. С этого момента до появления первой зрелой фаговой частицы происходит строго упорядоченная во времени эскпрессия разных генов бактериофагов - ранних и поздних. Группа ранних генов транскрибируется ферментом РНК-полимеразой: либо бактериальной, либо кодируемой фагом (в последнем случае её молекулы вводятся вместе с геномом). Они контролируют репликацию генома, модификацию бактериальной мембраны. Поздние гены, как правило, транскрибируются с вновь образующихся геномов. При их участии появляются белки капсида, участвующие в сборке вириона, упаковке генетического материала и обеспечивающие разрушение бактерии в определённое время. Образование отдельных структурных элементов частиц бактериофагов напоминает конвейерную сборку. На последнем этапе происходит упаковка генома в капсид.

mikrobiki.ru

Бактериофаги

Впервые, предположение, что бактериофаги являются вирусами  сделал. Д.Эррель. В дальнейшем открыты вирусы грибков и тд, называть стали фаги.

 

Морфология фага.

Размеры – 20 – 200нм. Большинство фагов имеют форму головастиков. Наиболее сложно устроенные фаги состоят из многогранной головки, в которой располагается нуклеиновая кислота, шейка и отростки. На конце отростка располагается базальная пластинка, с отходящими от нее нитями и зубцами. Эти нити и зубцы служат для прикрепления фага к оболочке бактерии. У наиболее сложноорганизованных фагов в дистальной части отростка, содержится фермент – лизоцим. Этот фермент способствует растворению оболочки бактерий при проникновении фаговой НК в цитоплазму. У многих фагов отросток окружен чехлом, который у некоторых фагов может сокращаться.

 

Различают 5 морфологических групп

  1. Бактериофаги с длинным отростком и сокращающимся чехлом
  2. Фаги с длинным отростком, но не сокращающимся чехлом
  3. Фаги с коротким отростком
  4. Фаги с аналогом отростка
  5. Нитевидные фаги

 

Химический состав.

Фаги состоят из нуклеиновой кислоты и белков. Большинство из них содержит 2хнитевую ДНК, замкнутую в кольцо. Некоторые фаги содержат одну нить ДНК или РНК.

Оболочка фагов – капсид, состоит из упорядоченных белковых субъединиц – капсомеров.

 

У наиболее сложноорганизованных фагов в дистальной части отростка, содержится фермент – лизоцим. Этот фермент способствует растворению оболочки бактерий при проникновении фаговой НК в цитоплазму.

Фаги хорошо переносят замораживание, нагревание до 70, высушивание. Чувствительны к кислотам, УФ и кипячению. Фаги инфицируют строго определенные бактерии, взаимодействую со специфическими рецепторами клеток.

 

 По специфичности взаимодействия –

Полифаги – взаимодействующие с несколькими родственными видами бактерий

Монофаги – видовые фаги – взаимодействуют с одним видом бактерий

Типовые фаги – взаимодействуют с отдельными вариантами бактерий внутри вида.

 

По действию типовых фагов вид можно разделить на фаговый ряд. Взаимодействие фагов с бактериями может протекать по продуктивному, апродуктивному и интегративному типу.

Продуктивный тип – образуется фаговое потомство, а клетка лизируется

При апродуктивном – клетка продолжает существовать, процесс взаимодействия обрывается на начальной стадии

Интегративный тип – геном фага интегрирует в хромосому бактерий и сосуществует с ним.

  В зависимости от типов взаимодействия различают вирулентные и умеренные фаги.

 Вирулентные взаимодействуют с бактериями по продуктивному типу. В начале происходит абсорбция фага на оболочке бактерий, за счет взаимодействия специфических рецепторов. Имеет место проникновение или пенетрация вирусной нуклеиновой кислоты в цитоплазму бактерий. Под действием Лизоцима в оболочке бактерии образуется небольшое отверстие, чехол у фага сокращается и НК впрыскивается. Оболочка фага за пределами бактерии. Далее осуществляется синтез ранних белков. Они обеспечивают синтез фаговых структурных белков, репликацию фаговой нуклеиновой кислоты и репрессию деятельности бактериальной хромосом.

После этого происходит синтез структурных компонентов фагов и репликация нуклеиновой кислоты. Из этих элементов происходит сборка нового поколения фаговых частиц. Сборка носит название морфогенез, новых частиц, которых в одной бактерии может образовываться 10-100. Далее лизис бактерии и выход нового поколения фагов во внешнюю среду.

 Умеренные бактериофаги взаимодействуют либо по продуктивному, либо по интегративному типу. Продуктивный цикл идет аналогично. При интегративном взаимодействии – ДНК умеренного фага после попадания в цитоплазму встраивается в хромосому в определенном участке, причем при делении клетки реплицируется синхронно с бактериальной ДНК и вот эти структуры передаются дочерним клеткам. Такая встроенная ДНК фага – профаг, а бактерия, содержащая профаг, называется лизогенной, а явление – лизогения.

Спонтанно, или под влиянием ряда внешних факторов профаг может вырезаться из хромосомы, т.е. переходить в свободное состояние, проявлять свойства вирулентного фага, что будет приводить к образованию нового поколения бактериальных тел – индукция профага.

Лизогенезация бактерий лежит в основе фаговой(лизогенной) конверсии. Под этим понимают изменение признаков или свойств у лизогенных бактерий, по сравнению с нелизогенными того же вида. Изменяться могут разные свойства – морфологические, антигенные и тд.

Умеренные фаги могут быть дефектными – не способными образовывать фаговое потомство не в естественных условиях и в индукции.

Вирион – полноценная вирусная частица, состоящая из НК и белковой оболочки

 Практическое применение фагов  -

  1. Применение в диагностике. В отношение ряда вида бактерий монофаги, используются в реакция фаголизабельности, как один из критериев идентификации культуры бактерии, типовые фаги применяют для фаготипирования, для внутривидовой дифференциации бактерий. Проводятся с эпидимиологоическими целями, для установления источника инфекции и путей устранения
  2. Для лечения и профилактики ряда бактериальных инфекций – брюшной тип, стафилококковы и стрептококковые инфекции(таблетки с кислотоустойчивым покрытием)
  3. Умеренные бактериофаги применяют в генной инженерии в качестве вектора, способных вносить генетический материал в живую клетку.

 

 Генетика бактерий

Бактериальный геном состоит из генетических элементов, способных к самовоспроизведению – репликонов. Репликонами является бактериальные хромосомы и плазмиды. Бактериальная хромосома формирует нуклеоид, замкнутым кольцом не связанным с белками и несет гаплоидный набор генов.

Плазмиды представляет собой также замкнутое кольцо молекулы ДНК, но гораздо меньших размеров чем хромосома. Наличии плазмид в цитоплазме бактерий не обязательно, но они придают преимущество в окружающей среде. Крупные плазмиды редуцируются с хромосомой и количество их в клетке небольшое. А число мелких плазмид может достигать нескольких десятков. Некоторые плазмиды способны обратимо встраиваться в бактериальную хромосому в определенном ее участке и функционировать в виде единого репликона. Такие плазмиды называются интегративными. Некоторые плазмиды способны передаваться от одной бактерии к другой при непосредственном контакте – коньюгативные плазмиды. Они содержат гены, ответственные за образование F-пилей, формирующих коньюгативный мостик, для передачи генетического материалы.

 

Основные типы плазмидов-

F – интегративная коньгативная плазмида. Половой фактор, определяет способность бактерий быть донорами при коньюгации

R – плазмиды. Резистентная. Содержит гены, детерминирующие синтез факторов, разрушающих антибактериальные препараты. Бактерии, обладающие такими плазмидами не чувствительны ко многим препаратам. Поэтому формируются устойчивые к препаратам фактор.

Токс плазмиды – детерминирующие факторы патогенности –

Ent – плазмиды – содержит ген за выработку энтеротоксинов.

Hly – разрушают эритроцит.

 Подвижные генетические элементы. К ним относятся вставочные – инсерционные элементы. Общепринятое обозначение – Is. Это участки ДНК, способные перемещаться как внутри репликона, так и между ними. Они содержат только гены, необходимые для их собственного перемещения.

Транспозоны – более крупные структуры, обладающие темиже свойствами, что и Is, го помимо они содержат структурные гены, определяющие синтез биологических веществ, например токсинов. Подвижные генетические элементы могут вызывать инактивацию гена, повреждение генетического материала, слияние репликонов и распространение генов в популяции бактерий.

 Изменчивость у бактерий.

Все виды изменчивости подразделяют на 2 группы – ненаследственная(фенотипическая, модификационная) и наследственная(генотипическая).

Модификации – фенотипчиеские не наследуемые изменения признаков или свойств. Модификации не затрагивают генотипа, а поэтому не передаются по наследству. Они являются адаптивными реакциями, на изменение каких то конкретных условий внешней среды. Как правило утрачиваются в первом поколении, после прекращения действия фактора.

Генотипическая изменчивость затрагивает генотип организма, а поэтому способна передаваться потомкам. Генотипическая изменчивость подразделяется на мутации и рекомбинации.

Мутации – стойкие, наследуемые изменения признаков или свойств организма. Основа мутаций – качественное или количественное изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Мутации могут изменять практически любые свойства.

По происхождению мутации – спонтанные и индуцируемые.

Спонтанные мутации происходит в естественных условиях существования организма, а индцированные возникают в результате направленного действия мутагенного фактора. ПО характеру изменений в первичной структуре ДНК у бактерий различают генные или точковые мутации и хромосомные аберрации.

Генные мутации происходят внутри одного гена и минимально захватывают один нуклеотид. Этот тип мутаций может быть следствием замены одно нуклеотида на другой, выпадения нуклеотида или вставления лишнего.

Хромосомные – могут затрагивать несколько хромосом.

Может быть делеция – потеря участка хромосомы, дупликация - удвоения участка хромосомы. Поворот участка хромосомы на 180 градусов – инверсия.

Любая мутация возникает под действием определенного мутагенного фактора. По своей природе мутагены – физические, химические и биологические. Ионизирующая радиация, рентгеновские лучи, УФ лучи. К химическим мутагенам – аналоги азотистых оснований, саму азотистую кислоту, и даже некоторые лекарственные средства, цитостатики. К биологическим – некоторые вирусы и трансфазоны

Рекомбинация – обмен участками хромосом

Трансдукция – перенос генетического материала с помощью бактериофага

 

Репарация генетического материала – восстановление возникших в результате мутаций повреждений. 

Существует несколько видов репарации

  1. Фотореактивация – этот процесс обеспечивается специальным ферментом, который активируется в присутствии видимого света. Этот фермент перемещается по цепочке ДНК и восстанавливает повреждения. Объединяет тимеры, которые образуются при действии УФ. Более значимы результаты темновой репарации. Она не зависит от света и обеспечивается несколькими ферментами – вначале нуклеазы вырезают поврежденный участок цепи ДНК, затем ДНК полимераза, на матрице сохранившейся комплементарно цепи синтезирует заплату, а лигазы вшивают заплатку на поврежденное место.

Репарации подвергаются генные мутации, а хромосомные как правило нет

  1. Генетические рекомбинации у бактерий. Характеризуются проникновением генетического материала от бактерии донора в бактерию реципиента с формированием дочернего генома, содержащим генов обеих исходных особей.

Включение фрагмента ДНК донора в рецепиента происходит кроссинговером

 Три типа передачи –

  1. Трансформация – процесс, при котором происходит передача фрагмента изолированной ДНК донора. Зависит от компетентности рецепиента и состояния донорской ДНК. Компетентность – способность поглощать ДНК. Она зависит от присутствия в клеточной мембране реципиента особых белков и формируется в определенные периоды роста бактерии. Донорская ДНК обязательно должна быть двухцепочечной и не очень большой по размеру. Донорская ДНК проникает через оболочку бактерий, причем одна из цепочек разрушается, другая встраивается в ДНК реципиента.
  2. Трансдукция – осуществляется с помощью бактериофагов. Общая трансдукция и специфическая трансдукция.

Общая – происходит при участии вирулентных факторов. В процессе сборки фагов частиц в головку фага по ошибке может включаться не фаговая ДНК, а кусочек хромосомы бактерий. Такие фаги – дефектные фаги.

Специфическая – она осуществляется умеренными фагами. При вырезании, вырезание его строго осуществляется по границе.Встраиваются между определёнными генами и переносят их.

  1. Коньюгация – передача генетического материала от бактерии донора рецепиенту, при их непосредственном контакте. Необходимым условием – наличие в клетке донора коньгативного плазмида. При коньюгации за счет пилей образуется коньюгационный мостик, по которому генетический материал передается от донора к пациенту.

 Генодиагностика

-Комплекс методов, позволяющих выявить геном микроорганизма или его фрагмента в исследуемом материале. Первым был предложен метод гибридизации НК. Основан на использовании принципа комплиментарности. Этот метод позволяет выявить в генетическом материале наличие маркерных фрагментов ДНК возбудителя с помощью молекулярных зондов. Молекулярные зонды представляют собой короткие цепочки ДНК, комплементарные маркерному участку. В состав зонда вводится метка – флюорозром, радиоактивный изотоп, фермент. Исследуемый материал подвергается специальнйо обработке, позволяющей разрушить микрооргнаизмы, высвободить ДНК и разделить ее на одноцепочечные фрагменты. После этого материал фиксируется. Затем выявляется активность метки. Этот метод не отличается высокой чувствительностью. Можно выявить возбудителя лишь при достаточно большом его количестве. 10 в 4 микроорганизмов. Он достаточно сложен технически и требует большого количества зондов. Широкого распространения в практике он не нашел. Был разработан новый метод – полимеразная цепная реакция – ПЦР.

Этот метод основан на способности ДНК и вирусных РНК к репликации, т.е. к саморепродукции. Суть у пациента – является многократное копирование – амплификация in vitro  фрагмента ДНК, являющего маркерного для данного микроорганищма. Так как процесс проходит при достаточно высоких температурах 70-90, то метод стал возможен после выделения из термофильных бактерий термостабильной ДНК-полимеразы. Механизм амплификации таков, что копирование цепочек ДНК начинается не в любой точке, а только в определенных стартовых блоках для создания которых используют так называемые праймеры. Праймеры представляют собой полинуклеотидные последовательности, комплиментарные концевым последовательностям копируемого фрагмента искомой ДНК, причем праймеры не только инициируют амплификацию, но и ограничивают. Сейчас существует несколько вариантов ПЦР характерны 3 этапа –

  1. Денатурация ДНК(разделение на 1 цепочечные фрагменты)
  2. Присоединение праймера.
  3. Комплиментарное достраивание цепей ДНК до 2хцепочечных

Этот цикл длится 1,5-2 минуты. В результате количество молекул ДНК удваивает 20-40 раз. В результате 10 в 8 степени копий. После амплификации производят электрофорез и выделяются в виде полосок. Она проводится в специальном приборе, который называется амплификатор.

Достоинства ПЦР

  1. Дает прямые указания на присутствие возбудителя в исследуемом материале, без выделения чистой культуры.
  2. Очень высокая чувствительность. Теоретически можно обнаружить 1го.
  3. Материал для исследования может быть сразу дизенфицировать после забора.
  4. 100% специфичность
  5. Быстрота получения результатов. Полный анализ – 4-5 часов. Экспресс метод.

 

Достаточно широко используется для диагностики инфекционных заболеваний, возбудителями которых являются не культивируемые или трудно культивируемые организмы. Хламидии, микоплазмы, многие вирусы – гепатита, герпеса. Разработаны тест системы для определения сибирской язвы, туберкулеза.

Рестрикционный анализ  - с помощью ферментов молекула ДНК разделяется по определенным последовательностям нуклеоидов и фрагменты анализируются поп составу. Таким образом можно найти уникальные участки.

 

Биотехнология и генная инженерия

Биотехнология это наука, которая на основе изучения процессов жизнедеятельности живых организмов использует эти биопроцессы, а также сами биологические объекты для промышленно производства продуктов необходимых для человека, для воспроизведения биоэффектов, не проявляющихся в неестественных условиях. В качестве биологических объектов чаще всего используются одноклеточные микроорганизмы, а также клетки, животных и растений. Клетки очень быстро воспроизводятся, что позволяет за короткое время нарастить биомассу продуцента. В настоящее время биосинтез сложных веществ, таких как белки, антибиотики, экономичнее и технологически доступнее чем другие виды сырья.

Биотехнология использует сами клетки как источник целевого продукта а также крупные молекулы, синтезируемые клеткой, ферменты токсины, антитела и первичные и вторичные метаболиты – аминокислоты, витамины ,гормоны. Технология получения продуктов микробного и клеточного синтеза сводится к нескольким типовым стадиям – выбор или создание продуктивного штаба. Подбор оптимальной питательной среды, культивирование. Выделение целевого продукта, его очистка, стандартизация, придание лекарственной формы. Генетическая инженерия сводится к созданию необходимый для человека целевой продукции. Полученный целевой ген сшивают с вектором, а вектором может быть плазмиды и встраивают его в клетку реципиента. Реципиент – бактерия – кишечная палочка, дрожжи. Синтезируемые рекомбинантами целевые продукты, выделяют очищают и используют в практике.

Первыми, были созданы инсулин и человеческий интерферон. Эритропоэтин, гормон роста, монокланальные антитела. Вакцина против гепатита Б.

dendrit.ru

Бактериофаги - Вирусы

Наиболее четкое и подробное представление о механизме ин­фицирования клетки вирусными частицами дало изучение груп­пы вирусов, так называемых бактериофагов, которых открыли независимо друг от друга английский и канадский микробиологи Фредерик Уильям Туорт и Феликс Губерт Д'Эрелль, соответствен­но в 1915-м и в 1917 годах.

Как ни странно, эти вирусы являются микроорганизмами, которые охотятся за другими микроорганиз­мами, а именно бактериями. Д'Эрелль назвал их бактериофага­ми, что в переводе с греческого означает «пожиратели бактерий».

Бактериофаги являются прекрасным объектом для изучения, поскольку их можно культивировать в пробирке вместе с их хо­зяевами-бактериями. Процесс инфицирования бактериофагами бактериальных клеток и размножения в них протекает следующим образом.

Типичный бактериофаг (ученые, работающие с ними, называ­ют их просто фагами) по форме напоминает головастика с цилин­дрической головкой и хвостом. Под электронным микроскопом исследователям удалось рассмотреть, что вначале фаг ухватыва­ется за поверхность бактериальной клетки своим хвостом. Веро­ятнее всего, это происходит благодаря электрическому заряду, имеющемуся на конце хвоста (заряд обуславливается аминокис­лотами), который соответствует противоположному заряду на ка­ком-то участке поверхности бактерии. Взаимное расположение противоположных и поэтому притягивающихся зарядов настоль­ко соответствует друг другу, что фаг и участок поверхности бак­териальной клетки прочно сцепляются, подобно зубьям в шесте­реночном механизме. Присоединившись к бактерии кончиком хвоста, вирус вырезает тонкое отверстие в клеточной стенке сво­ей жертвы; вероятно, делает он это при помощи фермента, ко­торый разрушает связи между молекулами в месте прикрепле­ния. Если судить только по данным электронной микроскопии, то внешне ничего больше не происходит. Бактериофаг или, по крайней мере, его оболочка так и остается прикрепленной к бактерии снаружи. Что происходит внутри бактериальной клетки - не видно, только через полчаса клетка буквально разрывается и из нее наружу вываливаются сотни зрелых вирусов.

mikrobiki.ru
Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта