Бактеріофаги

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Структура фага Т2. 1-головка, 2-відросток, 3-нуклеїнова кислота, 4-капсид, 5-комірець, 6-чохол, 7-хвостві нитки, 8-шипи, 9-базальна пластинка

Бактеріофа́г, фаг — віруси бактерій, класичний об'єкт молекулярної біології.

Відкриття[ред.ред. код]

Через 25 років після відкриття вірусів, канадський учений Фелікс Д'Ерел, використовуючи метод фільтрації, виявив нову групу вірусів, що уражують бактерії. Їх так і назвали — бактеріофагами (або просто фагами).

Будова[ред.ред. код]

Будову бактеріофагів вивчали здебільшого на прикладі фагів серії Т кишкової палички. Такий вірус складається з розширеної головки, що містить ДНК, оболонки з порожнім стрижнем всередині, який нагадує розтягнуту пружину, та хвостових ниток. Крім того фаги можуть мати простішу будову — ниткоподібні, а також у вигляді кристалів ікосаедричної та октаедричної форми.

Життєвий цикл бактеріофагів[ред.ред. код]

Фаги, адсорбовані на бактерії під електронним мікроскопом

Фаги як і інші віруси нерухомі. Взаємодія віруса з клітиною хазяїна починається після випадкового зіткнення у середовищі. Життєвий цикл бактеріофагів, які потрапили до клітини, може проходити двома шляхами, які суттєво відрізняються. (відповідно виділяють вірулентних та лізогенних фагів)

Вірулентні фаги[ред.ред. код]

Розвиток вірулентних фагів проходить у кілька етапів.

  • Адсорбція. Фаги можуть розвиватись не на будь-якій бактерії, а тільки на видоспецифічній. Специфічність хазяїна та фага обумовлюється специфічністю адсорбції, яка в свою чергу залежить від рецепторів, які присутні у клітинній стінці хазяїна. За ступенем специфічності виділяють поліфагів — здатні уражати кілька видів бактерій одного роду, монофагів — уражають бактерій одного виду, типові фаги — уражають тільки певний штам (тип) бактерій одного виду. Рецептори можуть знаходитись у ліпопротеїновому або у ліпополісахаридному шарі.
  • Ін'єкція (введення нуклеїнової кислоти фага у клітину). При цьому у фага Т2 базальна пластинка прикріплюється до клітини, чохол відростка скорочується, а порожній стержень проколює клітинну стінку, через нього геном віруса потрапляє до клітини. Порожня білкова оболонка залишається назовні.
  • Латентний період. Під час нього зупиняється синтез ДНК, РНК та білків клітини-хазяїна.
  • Синтез молекул фага. Починається синтез фагової ДНК зі зруйнованої ДНК хазяїна, а також синтез білків віруса.
  • Дозрівання Т-фагів — складний багатоступеневий процес, при якому спочатку утворюються капсиди, порожнина яких заповнена білками. Після розчинення цих білків порожнина заповнюється ДНК до певної щільності, капсиди закупорюються. Потім добудовуються компоненти відростка.
  • Вихід фагів. Під впливом ферменту лізоциму, синтезованому під контролем ДНК фагів, клітинна стінка бактерії руйнується, фаги виходять назовні та інфікують інші клітини-хазяїна.

Лізогенні фаги[ред.ред. код]

Деякі фаги уражають клітини-хазяїна але не розмножуються у них автономно та не спричиняють лізису (руйнування) клітин до певного моменту. Такі бактеріофаги називають помірними або лізогенними, їх життєвий цикл був вивчений на прикладі фагу λ (лямбда) кишкової палички. При цьому нуклеїнова кислота фага потрапивши до клітини, інтегрується у бактеріальну хромосому за допомогою специфічних ферментів. Після цього протягом кількох поколінь геном фага реплікується разом з геномом бактерії. Інформація, яка міститься у ДНК фага ніяким чином не проявляється. Такий стан може продовжуватись невизначено тривалий час. Але під впливом деяких факторів зовнішнього середовища ДНК вірусу вивільняється з геному бактерії та починається стадія вірулентного фага з побудовою вірусних часток та лізисом клітини-хазяїна.

Значення[ред.ред. код]

Застосування у медицині[ред.ред. код]

Властивість бактеріофагів руйнувати бактерії використовується для попередження і лікування бактеріальних захворювань. Через 10-15 хвилин після введення бактеріофагів в організм збудника чуми, черевного тифу, дизентерії, сальмонельозу вони знешкоджуються. Але в цього методу є серйозна вада: імунна система людини сприймає фагів як інфекцію та знешкоджує їх раніше, ніж вони уразять хвороботворних бактерій. Крім того бактерії більш мінливі (у плані захисту від фагів) ніж бактеріофаги, тому бактеріальні клітини швидко стають нечутливими до фагів.[Джерело?] (Посилання не вказано з 20 квітня 2010 р.)

Застосування у молекулярній біології[ред.ред. код]

У молекулярній біології бактеріофаги є дуже зручним об'єктом для вивчення механізмів функціонування білків та нуклеїнових кислот у клітині.

Література[ред.ред. код]

  • Шлегель Г. Общая микробиология. Перевод с нем. Л. В. Алексеевой. М.: Мир, 1987. С. 567.

Посилання[ред.ред. код]

ВІЛ Це незавершена стаття з вірусології.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.