Основные стадии взаимодействия фага с бактерией.
Понятие о бактериофагах.
Понятие бактериофаг ввел Ф.Д'Эрелль, который наблюдал просветление мутной бульонной среды с дезентирийным возбудителем и образование лизисных стерильных пятен на плотной вреде при добавлении литического агента из фильтрата испражнений.
Морфология
· Размеры – 20-200 нм.
· Имеют форму головастиков
· Наиболее сложные фаги состоят из многогранной головки (содержит НК), шейки и отростка.
· На конце отростка есть базальная пластинка с отходящими от нее нитями и зубцами – орган прикрепления к оболочке бактерии.
· У многих фагов отросток окружен чехлом, который может сокращаться, что обеспечивает введение НК в бактериальную клетку.
Различают 5 морфологических групп фагов:
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:
· Состоят из НК и белков.
· Большинство содержит 2-х нитчатую ДНК в виде кольца.
· Некоторые фаги содержат одну нить ДНК или РНК.
· Капсид – оболочка фагов, состоит из упорядоченных белковых субъединиц – капсомеров.
· Сложные фаги в дистальной части отростка, содержится фермент – лизоцим – растворяет оболочку бактерий на ограниченном участке, что способствует проникновению фаговой НК в цитоплазму бактерии.
Резистентность:
· Хорошо переносят: замораживание, нагревание до 70 0С и высушивание.
· Чувствительны к кислотам, УФ и кипячению.
Вирулентные и умеренные фаги.
· Вирулентные фаги – взаимодействуют с бактериями по продуктивному типу.
- В начале происходит абсорбция фага на поверхности оболочки бактерий, за счет взаимодействия с рецепторами.
- Затем следует проникновение (пенетрация) вирусной НК в цитоплазму бактерии: лизоцим растворяет участок оболочки бактерии, чехол фага сокращается и НК впрыскивается, а оболочка фага остается за пределами бактерии.
- Далее осуществляется синтез компонентов фага и НК для сборки нового поколения (морфогенез), одновременно осуществляется репрессия бактериальной НК. В одной бактерии может образоваться от нескольких десятков, до нескольких сотен фагов.
- Морфогенез фагов заканчивается лизисом бактерии и выходом фагов во внешнюю среду.
· Умеренные фаги – взаимодействуют по продуктивному или интегративному типу.
Продуктивный цикл идет аналогично.
При интегративном взаимодействии: ДНК умеренного фага после попадания в цитоплазму бактерии встраивается в хромосому в определенном участке, при делении клетки реплицируется и переходит в дочерние летки. Такая встроенная ДНК фага называется – профаг, бактерия, содержащая профаг называется лизогенной, а явление – лизогения.
Под действием ряда внешних факторов или спонтанно профаг может вырезаться из хромосомы и переходить в свободное состояние, проявляя вирулентность и образование новых фагов.
Лизогенезация бактерий лежит в основе фаговой (лизогенной) конверсии – это изменение признаков или свойств у лизогенных бактерий, по сравнению с нелизогенными бактериями того же вида. Изменяться могут морфологические, антигенные и другие свойства.
Умеренные фаги могут быть дефектными – не способными образовывать потомство.
Основные стадии взаимодействия фага с бактерией.
· В начале происходит абсорбция фага на поверхности оболочки бактерий, за счет взаимодействия с рецепторами.
· Затем следует проникновение (пенетрация) вирусной НК в цитоплазму бактерии: лизоцим растворяет участок оболочки бактерии, чехол фага сокращается и НК впрыскивается, а оболочка фага остается за пределами бактерии.
· Далее осуществляется синтез компонентов фага и НК для сборки нового поколения (морфогенез), одновременно осуществляется репрессия бактериальной НК. В одной бактерии может образоваться от нескольких десятков, до нескольких сотен фагов.
· Морфогенез фагов заканчивается лизисом бактерии и выходом фагов во внешнюю среду.