Вирусы прокариот

8 февраля 20218 фев 2021

4 мин

Оглавление

Вирусы прокариот – бактериофаги, их структура и свойства. Вирулентные и умеренные фаги, лизогенный и литический циклы. Практическое применение бактериофагов.
Бактериофаг характеризуется следующими основными свойствами:
По степени специфичности фаги составляют 3 группы:

Вирусы прокариот – бактериофаги, их структура и свойства. Вирулентные и умеренные фаги, лизогенный и литический циклы. Практическое применение бактериофагов.

Материал подготовил студент уральского государственного медицинского университета Панов Владимир.

Бактериофаги - бактериальные вирусы, вызывающие разрушение (лизис) бактерий и других микроорганизмов.

Бактериофаг характеризуется следующими основными свойствами:

имеет сложную структуру: головку округлой или овальной формы и длинный отросток, конец которого разветвляется на жгутики, несущие функции рецепторов. Таким образом, фаговая часть по форме напоминает головастика или сперматозоид. Размеры фагов колеблются от 2 до 200 нм, т.е. в тех же пределах, что и размеры отдельных вирусов. У сперматозоидных форм средний размер головки составляет 60…80 нм, а длина отростка - 100…200 нм и больше. Величина и форма колеблются в широких пределах даже у особей одного и того же вида, что подтверждает их морфологическую изменчивость;
фаговая частица состоит из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), образующей стержень, и белковой оболочки, обеспечивающей форму. Белок отростка отличается от белка головки. Морфологически он представляет собой стержень и трубчатый чехлик. При адсорбации фага на бактериальной клетке и ряде физических воздействий чехлик сокращается и через стержень, который служит каналом, впрыскивается нуклеиновая кислота фага в клетку. В отростке фага содержится лизоцимоподобный фермент, растворяющий стенку клетки - хозяина.
Кроме нуклеиновой кислоты и белка в фагах до 12…17% углеводов, 2% липидов, а также содержатся ферменты. Каждый бактериофаг вызывает лизис (растворение) определенного вида бактерий, а некоторые -определенных типов и даже штаммов.

По степени специфичности фаги
составляют 3 группы:

полифаги - активные в отношении нескольких родственных видов бактерий;

монофаги - растворяющие микробы одного вида;

типовые фаги - лизирующие только определенные типы данного вида бактерий;

Лизогения

Является одним из двух циклов вирусной репродукции.

Лизогении характеризуются интеграцией бактериофага нуклеиновой кислоты в геном бактерии - хозяина или образование кругового репликона в бактериальной цитоплазме. В этом состоянии бактерия продолжает нормально жить и размножаться.

Генетический материал бактериофага, называемый профагом, может передаваться дочерним клеткам при каждом последующем делении клеток, а при более поздних событиях (таких как УФ-излучение или присутствие определенных химических веществ) может высвобождать его, вызывая пролиферацию новых фагов через литический цикл.

Лизогенный цикл

1. Прокариотическая клетка показана с ее ДНК зеленым цветом.

2. Бактериофаг прикрепляется и высвобождает свою ДНК, показанную красным, в прокариотическую клетку.

3. Затем ДНК фага перемещается через клетку к ДНК хозяина.

4. ДНК фага интегрируется в ДНК клетки-хозяина, создавая профаг.

5. Профаг затем остается бездействующим до деления клетки-хозяина.

6. После деления клетки-хозяина ДНК фага в дочерних клетках активируется, и ДНК фага начинает экспрессироваться. Некоторые из клеток, содержащих профаг, продолжают создавать новые фаги, которые переходят к заражению других клеток.

Литический цикл

Является одним из двух циклов вирусной репродукции, другая являющееся лизогенной цикл . Литический цикл приводит к разрушению инфицированной клетки и ее мембраны.

Бактериофаги, которые используют только литический цикл, называются вирулентными фагами (в отличие от фагов умеренного климата ).

Литический цикл:

1.Прикрепление - фаг прикрепляется к поверхности клетки-хозяина, чтобы ввести свою ДНК в клетку.

2.Проникновение - фаг вводит свою ДНК в клетку-хозяин, проникая через клеточную мембрану.

3.Транскрипция - ДНК клетки-хозяина разрушается, и метаболизм клетки направлен на инициирование биосинтеза фага.

4.Биосинтез - ДНК фага реплицируется внутри клетки, синтезируя новую ДНК фага и белки.

5.Созревание - реплицированный материал собирается в полностью сформированные вирусные фаги (каждый из которых состоит из головы, хвоста и хвостовых волокон).

6.Лизис - новообразованные фаги высвобождаются из инфицированной клетки (которая сама уничтожается в процессе) для поиска новых клеток-хозяев для заражения.