Бактериофаги – те же вирусы, только заражают они не человека и животных, а бактериальные клетки. Поэтому они и находят применение в медицине, косметологии, ветеринарии. Тут работает принцип «враг моего врага – мой друг». С помощью фагов можно уничтожать многие патогенные микроорганизмы.
Однако, бактериофаги далеко не всегда ведут себя, как типичные вирусы. Их жизненные циклы различаются, две основных разновидности: литический и лизогенный. О них сегодня и поговорим.
Литический цикл
Наверняка многие помнят знаменитую задачку-шутку из школьного курса: «казнить нельзя помиловать». В зависимости от того, где поставить запятую, эта фраза может приобретать два совершенно противоположных смысла. Эту задачу приходится решать и бактериофагам.
Так называемые вирулентные фаги сразу уверенно ставят запятую в начале: «убить, нельзя помиловать». Они ведут себя как типичные вирусы: заражают бактериальную клетку, сразу же превращают ее в фабрику по производству новых вирусных частиц и уничтожают. Такой жизненный цикл называется литическим и состоит из нескольких стадий:
- Прикрепление. Фаг, как и всякий вирус, не может передвигаться самостоятельно. Когда он случайно натыкается на бактериальную клетку, определенные белки в его хвосте взаимодействуют с рецепторами на поверхности микроорганизма. В итоге хищник прикрепляется к жертве.
- Проникновение. Бактериофаг вводит в бактериальную клетку свою ДНК.
- Синтез фаговой ДНК и белков. Бактериальная клетка фактически превращается в фабрику по производству новых вирусных частиц. При этом вирус подавляет ее собственные жизненные процессы.
- Сборка вирусных частиц. Когда производится достаточное количество ДНК и белка, внутри бактерии происходит сборка новых фагов.
- Лизис. На последнем этапе запускается синтез определенных белков, которые проделывают отверстия в оболочке бактериальной клетки. В итоге она буквально лопается, и бактериофаги выходят наружу, отправляются на поиски новых жертв. Зачастую один фаг, заразивший микроорганизм, производит сотни потомков. Таким образом, инфекция распространяется в культуре со скоростью лесного пожара в сухую летнюю погоду.
Лизогенный цикл
Другие фаги – их называют умеренными – следуют иной стратегии. Они ставят запятую так: «убить нельзя, помиловать».
Первые две стадии лизогенного цикла – прикрепление и проникновение – выглядят так же, как при литическом. Но далее вирусная ДНК не копируется, и вирусные белки не производятся. Генетический материал фага встраивается в хромосому бактерии и может существовать так длительное время в виде профага. Когда бактериальная клетка делится, она передает профаг своим потомкам.
Такое сосуществование может длиться очень долго, но не бесконечно. Однажды спонтанно или под действием каких-нибудь факторов, например, ультрафиолетового излучения, запускается литический цикл. Это называется индукцией профага.
Когда речь идет о применении фагов в медицине, конечно же, хочется, чтобы они как можно быстрее уничтожили все болезнетворные микроорганизмы. Поэтому тут внимание ученых сосредоточено на литических фагах. О том, как их применяют, и в лечении каких заболеваний они могут помочь, мы расскажем в других статьях – следите за нашими публикациями.
