Fagi - virusuri, bacterii
Structura fagului este mai complexă decât structura virusurilor de plante și animale. morfologie destul de ciudat a fagului. El distinge capul având o formă ovală, uneori hexagonală, prismatică, uneori rotund. Din capul osul se misca mai mult sau mai puțin lung gol la interior. Fagul a comparat cu un copan, un știft, un mormoloc. Pentru fagi sale de mărime aparțin virusurilor de dimensiuni medii. Diametrul capului este de 60-90 nm, lungimea de creasta - 250 nm grosime - 10-25 nm. Valoarea fagilor este destul de schimbătoare. Chiar și versiuni diferite (tipuri) de același tip de fagi poate varia foarte mult în dimensiune. Masă moleculară 200 milioane de fagi.
particulă de fag Nukleproteidom este compusă din proteină (50-60%) și ADN-ul (45-50%). Unele fagi conțin o cantitate mică de lipide (1,5-2%). Proteina formează o cochilie a fagului și ADN-ul se află în spațiul interior al capului fagului. Învelișul proteic constă dintr-un număr mare de particule de proteine numite subunități.
Unii oameni de știință cred că ADN-ul fagic are un foarte mic amestec de proteine, care diferă de învelișul proteic al fagului. ADN-ul diferit de fagi diferiți unul de altul și de ADN-ul celulelor de bacterii în care ei trăiesc. ADN-ul E. coli conține circa 5%, iar fagii sale liză - aproximativ 45%. In plus, ADN-ul E. coli are o bază citozină și fagul său conține o bază diferită, caracterizată prin citozină multiple.
Fagii sunt paraziți de bacterii (fagi - mâncător). Ele se găsesc în aproape toate patogene pentru oameni si animale si multe dintre bacteriile microbi non-patogene, inclusiv din bacteriile acidului lactic Azotobacter, bacterii nodulilor, multe dintre fungi ray, utilizate pentru a prepara antibiotice. Fagi sunt larg răspândite în natură. Ei sunt acolo, în cazul în care există bacterii, și actinomicete. Ele sunt izolate din lapte, sol, apă care conține o cantitate mare de microbi. Principala sursă de fagi de microbi patogeni sunt oameni si animale bolnave, precum și purtător bacili. Fagi sunt alocate în infecții intestinale din fecale in bolile purulente de puroi. Mai ales acestea sunt ușor de distins în perioada de recuperare.
Fig. 2. Mărimea și structura T2 fagi
Pentru materialul fagi conținând ea (apă, sol, fecale, puroi, etc.), se însămânțează într-un mediu de cultură lichid. Termostatul pe termen mediu cresc bacterii, iar ei incep sa se multiplice fagi respective. Cultura Cultivate a fost filtrat printr-un filtru bacterian. Bacteriile rămân pe filtru, iar fagul intră filtratul limpede. Dacă filtratul a fost adăugat la o soluție de cultură proaspătă a bacteriilor respective, organismul de fagi și distruge bacteriile Brighten cultura. Pe o bacterie placi solide pe mediu solid observate pete circulare goale transparente. Aceste pete sunt multiplicate în bacterii și particulele de fag au fost lizate. Aceste pete sunt numite placi sau colonii negative, bacteriofagi. În cazul în care aceste culturi scroafa placi de ansă sunt microb sensibile, se va întâmpla din nou, fenomenul de bacteriofagi.
Fagii sunt mai rezistente la factorii fizici și chimici decât bacteriile nesporogeni. Într-un tub sigilat fagi poate persista de ani de zile. Majoritatea fagi inactivat la 65-75 °. Fagii sunt foarte sensibili la acizi, si sunt rezistente la antibiotice.
O caracteristică importantă a fagilor este specificitatea lor. Fiecare tip de fage este specific unui anumit tip de bacterie. Adesea, există specificitate îngustă chiar mai albă într-o specie - tipic. fagului specifice acestui tip nu acționează asupra tuturor culturilor de acest tip de bacterii, dar numai unii. Deci, bacteriile tifoide impotriva fagilor tifoidă este împărțit în 44 de tipuri.
Dar specificitatea fagului este relativă. Phage poate fi adaptat (găzdui) la celălalt ca o bacterie parazitare prin treceri multiple dintr-un tip de celule de bacterii. De exemplu, fagul tifoidă poate fi adaptat la dysenteric baton cu proprietăți de pierdere ereditare bacilul febrei tifoide lizează. Unele celule sunt sensibile la cultura fagi poate dobândi rezistență la acțiunea distructivă a fagului la transferul acelei proprietăți prin moștenire. Educația rezistentă la fagul culturi bacteriene apare adesea ca rezultat al mutațiilor.
Fagii sunt aceleași patru faze de dezvoltare ca viruși. Fagul se atașează la excrescență mobil, nu capul. există lungi (130 nm), la finalul procesului, dar este foarte subțire filamente (2 nm) proteina care bacteriile capcana in mediu. Fagul se atașează la celula bacteriană prin ventuze speciale la sfârșitul procesului.
Apendice are lizozimul fagilor și enzimă de înaltă energie molecula ATP. Enzima slabeste celulele bacteriene shell înmugurească vârful este comprimat datorită energiei de ATP și, ca o microseringă, se injectează acidul nucleic fagic într-o celulă. Învelișul proteic este lăsat celulele bacteriene exterioare și participarea în continuare la dezvoltarea fagului nu acceptă.
În faza următoare, în prima jumătate, acidul nucleic a pătruns în celulele bacteriene nu este detectată. În acest moment, se pare a fi inclusă în aparatul genetic al celulei si celula realigns mecanismele de sinteză, pozarea la producerea de acizi și proteine ale fagilor nucleici de bacteriofagi. Pe parcursul fagi maturizare în această perioadă a devenit cunoscută ca urmare a studiului secțiunilor ultrasubțiri de celule bacteriene infectate cu fagi, ca celule întregi s-au dovedit a fi foarte groase pentru perusing structurile interne, inclusiv fagii la microscop electronic. In ultrasrezah subțire sa constatat că primul în diferite părți ale protoplasmei celulelor este formarea de acid nucleic, proteine și cap fanere. Apoi, așa cum au fost, detaliile la finalul etapelor sunt combinate și fagul mature produse.
Celulele bacteriene a crescut ușor de la forma în interiorul lor fagi brusc exploda și emit în mediu de până la câteva sute de tineri fagi. Un ciclu complet de adsorbție pentru a produce descendenți fagului din celula ocupă o diferite specii bacteriofagilor inegale timp - de la 13 minute până la 2 ore.
Eliberat din celulele bacteriene tinere fagii abia încep să fie introduse în alte celule bacteriene. Acest proces are loc în condiții favorabile, de exemplu, cultura in vitro cu bacterii sensibile, ca bacteriile timp nu toate celulele microbiene sunt lizate nu au loc până la faza staționară a culturii.
Folosind metoda de marcare a arătat că particulele descendenților fag sunt realizate dintr-un material de fagi parental, celulele bacteriene și mediul de cultură, care a fost în creștere de celule bacteriene. Astfel, în particulele de fagi descendente a conținut 35% fosfor din azot fagului mamă - 80% din mediul nutritiv și 20% din celulele bacteriene.
Nu se termină întotdeauna cu ultima fază a distrugerii celulelor bacteriene cu fagi. În interacțiunea fagului și celula se poate observa o varietate de modificări ale celulelor de bacterii, care nu duc la distrugerea ei. O schimbare în morfologia, virulența, biochimice, achiziționarea de rezistente la fagi și altele. Fagii sunt ușor schimbate sub influența condițiilor externe. Se pot schimba, proprietățile lor morfologice antigenice: plachete de formă pe medii solide, adaptarea la alte tipuri și tipuri de bacterii. Fagul este susceptibil la variabilitatea mutațional.
Dar există un alt tip special de relație fagului în celulă. Ca agenți patogeni pot provoca, uneori, nu numai severitatea variabilă a bolii, dar, de asemenea, ascunse, cursul latent al bolii, și fagii care nu cauzeaza moartea celulelor, pentru o lungă perioadă de timp, există în ele într-o stare latentă (ascunsă). Astfel de fagi sunt numite moderate sau neinfecțioase. Interacțiunea fagului temperată din lysogenization celulă bacteriană exprimată într-o cultură bacteriană. Culturile lysogenic, există un fel de simbioză a celulelor bacteriene cu fagul în care este posibil de conservare și celule bacteriene și fagul. Phage nu împiedică reacțiile de schimb și reproducerea celulelor bacteriene din cultură. Două celule de fagi bacteriene, de asemenea, intră în cele două celule noi. Toate acestea se întâmplă în multe generații. Fagic-le strâns legată de celulă, dar este într-o stare inactivă, neinfecțioase. O astfel de fagi A. Lvov numit prophage. El nu poate fi detectat chiar și cu un microscop electronic.
Deoarece celula bacteriană penetrează numai în ADN, în principal fagului, atunci este evident că fagul temperat este într-o cușcă în formă de ADN fagic, care este asociat cu aparatul nuclear al celulei - cromozom, fiind așa cum au fost subunitatea sa.
Pe plan extern, cultura bacteriană - ascuns prophage mass-media - nu este diferită de la normal, nu sunt infectate cu cultura de fag. Dar dacă cultura lysogenic filtrată și filtratul a fost adăugat la nelizogennoy cultura sensibilă, acesta din urmă va fi lizat. Sa constatat că în celulele singulare cultura lysogenic într-una din miile sau zeci de mii de celule, dar există o transformare constantă a prophage în fagului mature. Prin urmare, nu există nici o schimbare apreciabilă în culturile lysogenic exterioare în condiții normale.
Prophage are informația genetică necesară pentru sinteza particulelor complete acest tip de fagi. Această proprietate prophage este prezentat imediat ce bacteriile intra în condițiile nefavorabile. Sa constatat că, sub influența așa-numitelor factori care induc - UV sau iradiere cu raze X sau expunerea la substanțe chimice - este o transformare în masă a prophage în fagi active și celulele au fost lizate în același mod ca și la expunerea la fagul infecțios. Probabil, factorii care induc rupe legătura dintre aparatul genetic al bacteriilor și a prophage și activați prophage.
Lysogenesis larg răspândite în natură. În stafilococi, bacterii tifoida si multe alte aproape fiecare tulpină este lysogenic. Cele mai multe culturi de proaspăt izolate de la animale, plante și solul sunt deja lysogenic.
infecții latente, ascunse, virale se gasesc nu numai in bacterii, ci și în plante, animale și oameni. Se pare că infecțiile virale asimptomatice apar în natură mai des decât evidentă. Fără excepție, toate plantele de soiuri de cartofi Korol Eduard infectat cu un virus latent care nu produce nici un simptom de boală de soiuri de cartofi, dar se manifestă puternic boli în alte soiuri. Polihidrosis - boli virale viermilor - se pare că nu poate avea loc pe tot parcursul vieții viermelui, dar schimbarea mediului, temperatura, putere etc. ușor de văzut cu eliberarea formei mature a virusului .. Virusul Herpes persoanelor infectate în copilărie timpurie. Dar ea se manifestă doar după răcire, sau după gripa de transfer și așa mai departe. În forma veziculare bine-cunoscut în jurul gurii și nas aripi, lichid transparent, care conține virusul.
Realizări în domeniul virologie găsi multe similitudini între virusurile și fagii, în special, pe de o parte, și virusurile oncogene - pe de altă parte. Nu există încă nici date certă asupra cauzelor cancerului. Prin cancer teoria chimică este cauzata de asa-numitele substante cancerigene - cea mai mare parte produse de combustie incompletă a materialelor combustibile (cărbune, petrol, marna, fum, tutun, etc.). În ultimii ani, a recunoscut din ce în ce teoria virală. Există mai mult de 30 de tumori umane și animale, care sunt cauzate de virusuri (sarcom de pui, iepuri Papiloma și colab.), Și numărul de astfel de tumori este în creștere tot timpul (păsări leucemie polyoma șoarece, șoareci, etc.). Virusurile nu distrug celulele tumorigen si le transforma in celule tumorale, o trăsătură caracteristică a, care este multiplicarea infinită.
Pentru a învinge nevoia de cancer pentru a descoperi mecanismul de bază al transformării unei celule normale într-o tumoare malignă. Acest mecanism este legat cu încălcarea sintezei proteinelor, și, în consecință, la modificări în structura și funcția acidului nucleic.
Phage culturi lysogenic pot avea un impact major asupra biologiei de bacterii pentru a determina proprietățile lor. Astfel, sa constatat că unele fagii au fost izolate din culturi de difterie lysogenic toxigenic, atunci când se introduce un bacil difteric nontoxigenic convertit în toxigenic, t. E. Producerea toxinei difterice, difteria apel persoana (conversie lysogenic). Și această nouă caracteristică este deja moștenită. Fagi unele bacterii flagelat pot provoca la formarea bacteriilor flageli fixe. Acest fenomen se numește transductie.
Semnificația practică a fagului
Virusul Phage sa dovedit a fi foarte util pentru tratamentul și prevenirea multor oameni si animale cauzate de bacterii de boli infectioase. După muncă d'Errelya de fagi a devenit larg utilizat pentru aceste scopuri. Rezultate bune au fost obținute în tratamentul rănilor purulente, gangrenă gazoasă și a altor boli în timpul al doilea război mondial. Apoi, odată cu apariția utilizării antibioticelor fagi redus, deoarece tratamentul cu antibiotice sa dovedit a fi mai eficientă și efectul său nu este specificitate atât de îngustă.
Folosind fagului cunoscut cunoscut, întotdeauna disponibil în laborator determina tipul de culturi bacteriene, izolate de la un pacient sau de mediul extern, ceea ce este foarte important pentru diagnostic. În plus, definiția culturilor izolate prin intermediul unor fagi standard, îngust poate identifica sursa bolilor infecțioase, este important să se adopte măsuri de control. Prezența E. coli fagi și mai fagi patogeni ai infecțiilor intestinale în apă potabilă indică tulburări de stare-sanitară epidemiologică a surselor de apă, contaminarea bacteriană.
Dar fagi adesea aduc mari prejudicii producției bazată pe activitatea de viață de microbi - bacterii sau actinomicete, și anume în producția de brânzeturi, în producția de antibiotice, vaccinuri, îngrășăminte bacteriene.
În aceste echipamente industriile pa în mediul extern, în incinta fabricii, în materia primă este întotdeauna microbi relevante în număr mare.
Dacă producția de cultură, cum ar fi streptococ laptelui la fabricarea brânzei sau a ciupercilor iradiant în producția de streptomicina, vor fi infectate cu fagi în consecință, producția de brânză sau un antibiotic nu va fi capabil să meargă în mod normal. Înfrângerea culturilor de producție fage duce la o slăbire a procesului de producție până când se oprește.
Combaterea fagi, în aceste cazuri, pot fi foarte grave. dezinfectare atentă a întregului proces de producție. Cultura de producție tot timpul trebuie să fie verificate pentru lipsa unui fag, corespunzător. Este necesar să se utilizeze culturi rezistente de fagi.
In sol bacteriile noduli și Azotobacter pot fi infectate cu fagi. O concentrare semnificativă a acestor fagi în sol retardati dezvoltarea noduli pe rădăcinile plantelor leguminoase și Azotobacter în sol, care în unele cazuri afectează cultura.