Взаимодействие фагов с клеткой. Умеренные и вирулентные фаги.
Взаимодействие фага с клеткой может протекать, как и других вирусов, по продуктивному, абортивному или интегративному типу.
При продуктивном типе взаимодействия образуется фаговое потомство, клетки лизируются. При абортивном типе фаговое потомство не формируется, клетка сохраняет свою жизнеспособность. При интегративном типе геном фага встраивается в геном клетки-хозяина и сосуществует с ней. В зависимости от характера взаимодействия различают умеренные и вирулентные фаги.
Вирулентные бактериофаги взаимодействуют с бактериальной клеткой по продуктивному типу. В инфицированной клетке образуется 200-300 новых вирионов, выход которых сопровождается лизисом клетки. Последовательность стадий здесь соответствует таковым у других вирусов, но имеются и свои особенности.
В ходе специфической адсорбции очень важно прикрепление фага к рецепторам клеточной стенки бактерий. Если же эти рецепторы отсутствуют (протопласты, сферопласты, L-формы), то и адсорбция реализовываться не будет.
После прикрепления за счёт энергии АТФ чехол хвостового отростка сокращается, и лизоцим базальной пластинки растворяет клеточную стенку, т.е. фаг как бы «просверливает» себе дорогу, при этом в сформировавшуюся пору фаг инъецирует нуклеиновую кислоту через канал хвостового отростка.
Попавшая внутрь двунитевая ДНК блокирует синтез собственных белков и нуклеиновых кислот в клетке. Вся метаболическая программа переходит на «фаговый режим». Репродукция ДНК аналогична прочим ДНК-содержащим двунитевым вирусам. РНК-полимераза транскрибирует определённые последовательности ДНК-фага, при этом образуется мРНК, которая транслируется при участии рибосом клетки-хозяина с образованием вирусных белков.
|
|
|
После образования компонентов фага происходит самосборка новых вирионов. Вначале пустотелые капсиды (головки) заполняются вирусной ДНК, затем к головке присоединяется хвостовой отросток, а примерно параллельно с этим процессом образуется поздний вирусспецифический белок – фаговый лизоцим, которые делает брешь в клеточной стенке, делает её менее прочной, в результате чего происходит осмотический разрыв клетки. Весь этот цикл фаговой инфекции в среднем занимает 20-40 минут.
Взаимодействие фага с бактериальной клеткой носит в определённой мере специфический характер. Так, поливалентные фаги взаимодействуют с несколькими родственными видами; моновалентные фаги взаимодействуют лишь с одним видом бактерий, а вот типовые фаги взаимодействуют лишь с определёнными типами внутри одного вида.
Умеренные бактериофаги взаимодействуют с чувствительной бактериальной клеткой чаще всего по интегративному типу. ДНК фага встраивается в геном клетки-хозяина, причём это встраивание происходит в строго определённую, гомологичную область. ДНК фага при этом называют профагом, а само явление сосуществования генома фага и бактерии называется лизогенией. В составе генома клетки-хозяина ДНК фага реплицируется, передавая свои гены неограниченному числу бактериальных клеток, но фаговое потомство при этом не формируется.
|
|
|
Явление отсутствия продуктивного типа взаимодействия у умеренных фагов связано с синтезом низкомолекулярного белка-репрессора, который подавляет экспрессию генов фага.
Профаг может придавать бактериальной клетке новые свойства, и это называется фаговой конверсией. Изменяться могут антигенные, культуральные, биохимические, морфологические свойства. Так, вызывать дифтерию могут только такие штаммы C. diphtheriae, которые содержат профаг, ответственный за синтез экзотоксина.
Практическое применение фагов.
Фаги используются для фаготипирования, т.е. для точной идентификации возбудителя. К культуре микроорганизмов, выросших на плотной питательной среде, добавляют капли диагностических типоспецифических фагов и определяют, какой из них вызвал лизис культуры с образованием стерильного пятна.
|
|
|
С другой стороны, содержание определённых фагов в воде может дать представление о её эпидемиологической безопасности. Так, по нормам СанПиН в воде определяют колифаги (БОЕ должны отсутствовать в 100 мл).
Фаги используют для лечения и профилактики некоторых, чаще всего кишечных, инфекций. Производят брюшнотифозный, дизентерийный, синегнойный, стафилококковый бактериофаги, а также их смеси, которые можно применять перорально, парентерально, местно в виде различных лекарственных форм (таблетки, растворы для инъекций, свечи и др.), причём побочные эффекты отсутствуют.
Бактериофаги широко применяют в генной инженерии как векторы для создания рекомбинантных ДНК.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 269; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!