Форми взаємодії бактеріофагів з бактеріальною клітиною. Вірулентні і помірні фаги. Характеристика продуктивної взаємодії. Лізогенія і фагова конверсія

Бактеріофаг,історія вивчення. Структура, класифікація фагів за морфологією. Методи якісного і кількісного визначення бактеріофагів. Практичне використання бактеріофагів.

Морфологія і ультраструктура вірусів. Типи симетрії вірусів. Хімічний склад, функції складових компонентів вірусів.

Морфологічні форми:

- сферичні(віруси грипу, кору)

- паличкоподібні

- кубоїдальні (віруси натуральної віспи, папіломи, аденовіруси)

- сперматозоїдні (віруси бактерій – фаги)

- зіркоподібні (астровіруси)

Віріон:

Нуклеїнова к-та (ДНК/РНК) або відповідний нуклеопротеїди, оточений однією або двома оболонками.

Капсида – перша оболонка, що оточує нуклеїнову к-ту. Містить капсомери – білкові субодиниці

Нуклокапсид – містить капсид разом з нуклеїновою кислотою. Характерний для простих вірусів

Суперкапсид – покриває нуклеокапсид. Наявний у складних вірусів. Складається з двошарової ліпідної або білкової мембрани. В нього занурені глікопротеїди, які утворюють шипи.

Капсомери розміщуються в певному порядку, залежно від характеру якого розрізняють 3 групи вірусів:

1) спіральний тип симетрії (нуклеокапсид трубчастої форми. Пр: вірус тютюнової мозаїки)

2) кубічний тип симетрії (ізометричні)

3) комбінований тип симетрії (Пр: збудник лейкозу, саркоми)

Хімічний склад:

- нуклеїнові кислоти (ДНК або РНК)

- білки

- вуглеводи (у ортоміксовірусів)

- ліпіди (у ортоміксовірусів)

Бактеріофаги-особливі представники вірусів, що здатні розмножуватися в клітинах бактерій,актиноміцетів,синьозелених водоростей.

Іх дія була відкрита на початку 20 ст. Твортом (1915) і Д'Ерелем(1917)

Класифікація за морфологією:

1-ниткоподібні фаги

2-сферичні

3-сферичні з рудиментом хвостика

4-з коротким хвостиком

5-з довгим хвостиком

6-з довгим хвостиком,що скорочується

Структура:

Т-парний бактеріофіг складається з ікосаедральної головки і хвостика спірального типу між якими розташований комірець. На кінці хвостика є 6-кутова базальна пластинка,від якої відходять 6 шипів і 6 ниток,які забезпечують прикріплення фага на поверхні бактерії. Хвостик складається із стрижня і чохла. Всередині стрижня є канал, через який фаг вводить у бактерію нуклеїнову кислоту. До складу чохла входить актиноподибний білок.

Інфекційну властивість бактеріофага визначають за допомогою:

1.Титрування в рідкому середовищі за методом Апельмана

2.Метод агарових шарів за Граціа

Використання бактеріофагів:

Використовують для фаготипування збудників інфекційних захворювань бактеріальної клітини, генноінженерній практиці, з лікувально-діагностичною метою при різних інфекційних захворюваннях.

Взаємодія бактеріофагів з бактеріями відбувається стадійно:

1) адсорбція бактеріофагів на бактеріальній станці

2) бактеріофаг вводить у бактеріальну клітину свою нуклеїнову к-ту (ДНК або РНК

3) ін’єкція нитки ДНК (реалізується «феномен мікрошприца»)

За характером взаємодії бактеріофагів з клітиною-господарем вони поділяються на вірулентні (літичні) та помірні. Вірулентні бактеріофаги викликають продуктивну форму ін’єкції (бактеріофаг активно репродукується у бактерії-господарі). Вихід дозрілих бактеріофагів відбувається шляхом лізису клітини. Лізис здійснюється вільним лізоцимом і викликає загибель бактеріальної клітини. При продуктивному типі інфекції життєвий цикл фагів короткий. Так, для бактеріофага Т2 повний цикл репродукції заверщується через 13 хвилин. Із одного фага в інфікованій бактерії синтезується 200-300 нових віріонів.

Помірні бактеріофаги індукують редуктивну форму ін’єкції (геном бактеріофага проникає в клітину господаря, однак репродукції фага не відбувається, здійснюється так званий інтегративний механізм взаємодії: геном інтегрується в геном клітини-господаря, стає її складовою частиною. При цьому фаг переходить у стан профага (профаг – геном бактеріофага, асоційований з бактеріальною хромосомою), а інфікована клітина стає лізогенною).

Лізогенія або лізогенний цикл — складна форма вірусної інфекції, під час якої від моменту зараження до лізису проходить певна кількість поколінь клітини.

Лізогенія— один з двох методів вірусного копіювання (інший — літичний цикл). В той час як літичний цикл зустрічається як серед вірусів тварин, так і серед бактеріофагів, лізогенія є частішою серед останніх. Лізогенія характеризується вставкою нуклеїнової кислоти вірусу до хромосоми клітини-господаря таким чином, що існує потенціал передачі отриманого генетичного матеріалу дочірнім клітинам під час поділу клітини. У цьому стані інформація, що міститься у вірусній нуклеїновій кислоті, не екпресується.

Стадії лізогенного циклу

1. Вірусний геном потрапляє з вірусом до клітини-господаря.
2. ДНК об'єднується з геномом клітини. На відміну від літичного циклу, утворення вірусних частинок і лізис клітини не відбуваються.
3. ДНК-полімераза клітини реплікує вірус у хромосомі.
4. Клітина діліться, а вірусні геноми передаються дочірнім клітинам. В кожному поколінні бактерій незначна частина клітин (шанс порядка 10^-6) піддається лізису з вивільненням 70 — 150 часток помірних фагів.
5. У будь-який момент, коли вірус активується, вірусний геном від'єднується від ДНК клітини і переходить до літичного циклу. Зазвичай невідомо, що саме активує вірус, але найбільш імовірними сигналами є концентрації гормонів та факторів росту в межах зараженої клітини. Частота переходу профага в інфекційний стан (індукція профага) може бути збільшеною рядом агентів (наприклад, ультрафіолетовим випромінюванням).

У лізигенному стані бактеріальні клітини можуть додатково набувати нових ознак, що детерміновані геномом бактеріофага (наприклад, токсигенність). Таке явище - зміна властивостей мікроорганізмів під впливом профага – одержало назву фагової конверсії.

Дата добавления: 2015-05-26