Бактеріофаг

Бактеріофаги, або фаги - це віруси бактерій. Серед культивованих в лабораторіях бактерій навряд чи можна знайти такі, фаги яких ще не виявлені.

Найбільші бактеріофаги - Т-парні фаги кишкової палички є складно влаштовані частинки розміром 200 нм, вони мають добре помітні в електронний мікроскоп головку, хвостовий відросток і нитки, прикріплені до пластинки на кінці відростка. Найдрібніші - сферичні фаги кишкової палички, діаметр яких дорівнює 25 нм. Нитчасті фаги можуть досягати 1 мкм в довжину при діаметрі 6 нм. До складу частки бактеріофагів входить нуклеїнова кислота (одно- або дволанцюжкова ДНК або РНК) і молекули білка одного або декількох типів.

Ми ще мало знаємо про те, як відбувається зараження бактерії фагом. Найкраще цей процес був вивчений у фага Т4. При зіткненні з кліткою кишкової палички бактеріофаг за допомогою ниток прикріплюється до її поверхні, причому до однієї бактерії може одночасно прикріпитися до декількох сотень фагів. Прикріплення викликає зміна структури хвостового відростка. З пластинки, що знаходиться на його кінці, виділяється лізоцим - фермент, що розчиняє клітинну стінку, і відбувається скорочення чохла, при якому ДНК фага впорскується, як зі шприца, в клітку, а порожня білкова оболонка залишається прикріпленою зовні.

У клітці починається реплікація і транскрипція фаговой ДНК, яка містить гени, що визначають синтез білків оболонки фага і складання частки. При цьому синтез біополімерів бактерії повністю припиняється, і ресурси клітини служать лише для відтворення фагових частинок. Через 25-30 хв після зараження клітини під дією новосинтезованих ферментів фага відбувається руйнування (лізис) клітини, і з неї звільняється до 100 часток фага.

Бактеріофаг pp2 патогенних вібріонів V. parahaemolyticus
і V. alginolyticus

Але не всі фаги викликають лізис клітини після зараження. Так звані помірні бактеріофаги здатні довгий час існувати в клітці, не викликаючи її руйнування. У деяких випадках вірусна ДНК вбудовується в геном бактерії без розмноження і руйнування самої бактеріальної клітини (лізогенія).

Життєвий цикл бактеріофага. За допомогою ниток вірус прикріплюється до клітини бактерії. Відросток фага скорочується, і ДНК вірусу впорскується в клітку. Потім починається інтенсивний синтез макромолекул фага і відбувається збір ДНК цих бактеріофагів може вбудовуватися в бактеріальну хромосому і передаватися при поділі клітини як частина генома бактерії. Однак під впливом несприятливих впливів зовнішнього середовища, наприклад випромінювання, високих температур, обробки деякими хімічними сполуками, відбувається вищепленію фага, його розмноження і лізис клітини. Нитчасті фаги, наприклад, також використовують клітинні механізми реплікації, транскрипції і трансляції для розмноження, але вони залишають клітку, не руйнуючи її. У генної інженерії бактеріофаги використовуються для перенесення генетичного матеріалу, т. Е. В якості векторів.

Фаги вражають бактерії, в тому числі і хвороботворні для людини. Це означає, що вони наші союзники в боротьбі з багатьма хворобами, викликаними бактеріями: чумою, черевним тифом, дизентерією, холерою. Швидко розправляються .вони зі своїми найближчими сусідами по мікросвіту. Бактеріофаги застосовують для попередження і лікування багатьох інфекційних захворювань, але, на жаль, в організмі людини віруси діють на бактерії не так активно, як у пробірці. Бактерії часто швидко пристосовуються до фагів і стають стійкими до дії.

Фаги з успіхом використовують для розпізнавання бактерії: кожен вид бактерій уражається тільки певним для нього видом вірусу.

Джерело: Енциклопедичний словник юного біолога. Укладач Аспиз М. Е. Видавництво "Педагогіка", Москва, 1985