Общая микробиология
 Скачать 1.12 Mb.
|
39. Типы взаимодействия фагов с бактериальной клеткой. Вирулентные и умеренные фаги. Профаги. Лизогения. Фаговая конверсия. Дефектные фаги.Взаимодействие фагов с бактериями может протекать: 1) по продуктивному типу – образуется фаговое потомство и бактерии лизируются 2) по абортивному типу – фаговое потомство не образуется и бактерии сохраняют свою жизнедеятельность 3) по интегративному типу – геном фага встраивается в хромосому бактерии и сосуществует в ней По особенностям взаимодействия с чувствительной клеткой выделяют вирулентный и умеренный бактериофаги. Кроме этого, бактериофаг может полностью или частично заменять свой геном на участок генома бактериальной клетки – хозяина: такие бактериофаги называются дефектными. А. Вирулентный бактериофаг вызывает лизис клетки, в которой он реплицируется, с выходом многочисленного (до 200 фаговых корпускул) потомства. Б. Умеренный бактериофаг вызывает лизогенизацию пораженной им бактериальной клетки – интегрируется в ее геном (превращается в профаг), репрессируется и реплицируется в его составе. Как результат, профаг присутствует во всех клетках, образующихся в результате деления лизогенной клетки. Спустя определенное, иногда очень длительное, время может произойти дерепрессия профага (так называемая индукция фага), в результате чего умеренный бактериофаг, подобно вирулентному, вызовет лизис клетки с выходом большого числа фаговых корпускул. В некоторых случаях вирулентных свойств фага оказывается недостаточно для разрушения бактерии. Подобные вирусы — умеренные фаги — претерпевают любопытные превращения, известные как редукция фага. Подобный феномен известен как лизогения, а популяции бактерий — как лизогенные культуры. ДНК умеренного вируса реплицирует синхронно с размножением лизогенной бактерии, н иногда (примерно в одной из 102-105 подобных бактерий) фаг начинает спонтанно размножаться, а клетка подвергается лизису. Вирусная ДНК может длительно сохраняться в бактериальном потомтсве. Такие латентные бактериофаги известны как провирусы, или профаги. Профаг может репрессироваться полностью. В этом случае фенотип лизогенной бактерии не меняется. Некоторые профаги репрессируются не полностью – с определенного гена профага снимается информация, а, следовательно, лизогенная бактерия приобретает в результате лизогенизации дополнительный признак. Такое явление (изменение фенотипа бактерии в результате лизогенизации) называется фаговойконверсией. Среди образующихся при лизисе клетки вирулентных или (при индукции профага) умеренных бактериофагов всегда присутствует некоторое количество фаговых корпускул, несущих, вместо полноценной нуклеиновой кислоты бактериофага, фрагмент нуклеиновой кислоты бактериальной клетки или нуклеиновую кислоту бактериофага, в которой небольшой участок заменен на фрагмент нуклеиновой кислоты бактериальной клетки. Такие бактериофаги, вследствие дефекта своего генома, уже никогда не смогут вызвать лизиса бактериальной клетки, которую они поразили. Такие бактериофаги и называются дефектными. Дефектные бактериофаги переносят участок генома от одной бактериальной клетки к другой. Этот процесс называется трансдукцией (перенос генетического материала от донорской к реципиентной клетке с помощью дефектного бактериофага), поэтому дефектные бактериофаги часто называют еще и трансдуцирующими. Дефектные бактериофаги, «произошедшие» от вирулентных фагов, содержат в своем составе вместо нуклеиновой кислоты фага участок нуклеиновой кислоты «родительской» бактерии. Причем, в фаговый корпускул может быть включенлюбой случайный – участок генома бактерии. Следовательно, такой фаг может передавать любойпризнак. Дефектные фаги, «произошедшие» от умеренных фагов содержат в своем составе строго определенный участок нуклеиновой кислоты «родительской» клетки и, следовательно, каждый конкретный фаг может передавать строго определенный признак. Такая трансдукция называетсяспециализированной. Для более простого и связанного ответа: в зависимости от типа взаимодействия различают бактериофаги вирулентные, способные вызвать продуктивную форму процесса, и умеренные, вызывающие редуктивную фаговую инфекцию. В последнем случае геном фага в клетке не не реплицируется, а интегрируется в хромосому клетки хозяина, фаг превращается в профаг. Этот процесс получил название лизогении. Если в результате внедрения фага в хромосому бактериальной клетки она приобретает новые наследуемые признаки, такую форму изменчивости бактерий называют лизогенной (фаговой) конверсией. 40. Классификация фагов по специфичности (полифаги, монофаги, типовые). Распространение фагов в природе. По спектру действия выделяют типовые фаги (Т-фаги), лизирующие бактерии отдельных типов внутри вида, моновалентные фаги, лизирующие бактерии одного вида, и поливалентные фаги, лизирующие бактерии нескольких видов. Фаги широко распространены в природе. Это возбудители инфекционных заболеваний человека, животных, растений. Бактериофаги встречаются везде, где есть микроорганизмы, в которых они паразитируют: в молоке и молочных продуктах, овощах и фруктах, в почве, водоемах, сточных водах, выделениях людей и животных и т.д. Источником фагов патогенных микробов являются больные люди и животные, бактерионосители, реконвалесценты. Особенно большое количество выделяется в период выздоровления. |