Бактерифаги
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
°ктериофага, откуда он черпает вещества, необходимые для роста и размножения. Фаги более устойчивы к действию физических и химических факторов, чем неспороносные бактерии. В запаянных пробирках фаги могут сохраняться годами. Большинство фагов инактивируется при 6575С. Фаги очень чувствительны к действию кислот и устойчивы к действию антибиотиков.
Малые бактериофаги с икосаэдрической формой вириона содержат только белок и нуклеиновую кислоту типа РНК (Леб и Циндер, 1961; Купер и Циндер, 1962; Штраус и Синсхеймер, 1963) или ДНК (Патнем, 1963). У двух описанных нитевидных бактериофагов содержится белок и ДНК.
Крупные спермиеобразные бактериофаги, из которых наиболее изучены" бактериофаги 7П-четной серии, поражающие Escherichia coli имеют сложный белковый состав и нуклеиновую кислоту типа ДНК. По структурным и функциональным особенностям белки бактериофага Т4 распределяются следующим образом:
1. Белковая оболочка головки.
2. Белок чехла отростка, обладающий сократительной функцией.
3. Белок проксимальной части отростка, обладающий ферментной логической активностью в отношении бактериальной оболочки.
4. Белок дистальной части отростка, служащий для прикрепления бактериофага к оболочке бактерии хозяина.
5. Белок стержня отростка.
6.Внутренний белок с неизвестной функцией, находящийся в головке и связавший с системой ДНК.
Почти половина азота бактериофага Т2 приходится на белок, а другая половина на
ДНК. Около 7% азота содержит кислотнорастворимый материал, химическая природа
которого не установлена. Почти весь фосфор (99%) входит в состав ДНК и только 1 %
его связан с кислотнорастворимой фракцией.
В табл. 7 представлен аминокислотный состав белка бактериофагов Т2, ТЗ - и Т4 и
бактерии-хозяина.
Разнообразие бактериофагов
Важным свойством фагов является их специфичность. Каждый вид фага специфичен к определенному виду микробов. Фаги, лизирующие актиномицеты, называются актинофагами, растворяющие грибы микофагами, сине-зеленые организмы (цианобактерий) цианофагами.
В зависимости от вида поражающих бактерий и вызываемые болезни или процессы фаги подразделяются на:
- Лизогеннический бактериофаг
- Литический бактериофаг
- Вегетативный бактериофаг
- Кишечный бактериофаг
- Стрептококковый бактериофаг
- Холерный бактериофаг
- Чумной бактериофаг
Происхождение и природа Бактериофагов
По вопросу о происхождении бактериофагов имеются две гипотезы. По одной гипотезе (П. Одюруа, П. П.-Лендлоу) и вирусы и фаг являются регрессивными формами одноклеточных организмов,, утративших клеточную структуру в результате длительного внутриклеточного паразитирования в организме животных или растений. Вирусы являются дегенеративными потомками бактерий, грибов, организация которых упрощалась, но мере приспособления их: к паразитизму. Возможно, такая регрессивная эволюция произошла с риккетсиями, крупными вирусами, например орнитоза или оспы. Но трудно допустить, что такой регресс был общим для всей этой хорошо-приспособленной к разнообразным условиям существования группы организмов. Кроме того, паразитизм не означает обратного хода эволюции от высшего класса к низшему. Паразитизм не выводит тот или Т-фаговсложный многоступенчатый процесс. Сначала каждая из многочисленных молекул ДНК образует паракристаллическую частицу, имеющую форму фаговой головки. Затем эти молекулы окружаются капсидом. Позже прибавляются компоненты отростка. (Последовательность этих событий выясняют на условно летальных мутантах, у которых при 25С все процессы синтеза протекают нормально, а при 43С тот или другой процесс у каждого мутанта иной блокируется.) Наконец клеточная стенка бактерий размягчается фаговым лизоцимом, клетка лопается и фаговые частицы выходят наружу. Такое взрывоподобное разрушение клеток можно наблюдать с помощью темнополыюй микроскопии. Продолжительность скрытого периода и величина урожая фага варьируют в широких пределах, в зависимости от вида фага, вида бактерии и условий среды (фиг. 78). Удалось инфицировать такие бактерии, как Haemophilus influenzae и Bacillus subtilis, пативной, выделенной из бактериофагов ДНК. Подобную инфекцию, соответствующую генетической трансформации, называют также трансфекцией.
Внутриклеточное развитие и явление лизогения
Описанные выше бактериофаги неизменно лизируют зараженные ими бактерии, и потому их называют вирулентными. Некоторые фаги, однако, заражают бактерий-хозяев, но не размножаются в них автономно и не вызывают лизиса. Такие фаги называются умеренными. Видимо, их размножение происходит синхронно с размножением бактерии. Лишь иногда, в одной из 102... 105 таких лизогеиных бактерий, фаг начинает спонтанно размножаться и клетка лизируется. Чтобы обнаружить выход инфекционного фага, в этом случае требуется в качестве индикатора другой бактериальный штамм, для которого этот фаг вирулентен. Если смешать лизогенные бактерии с избытком бактерий-индикаторов
и высеять их на агаризованную питательную среду, то будет наблюдаться рост колоний лизогенных бактерий. Время от времени некоторые клетки будут лизироваться и выходящие из них фаговые частицы будут заражать находящиеся по соседству чувствительные (индикаторные) бактерии. Это приведет к появлению бляшек в сплошном бактериальном газоне. Однако в с