27. Строение и размножение вирусов. Взаимодействие фага с бактериальной клеткой.

Вирусы – неклеточные формы жизни. Частицы вирусов (от 20 до 450 нм). они имеют палочковидную, шарообразщую, многогранную форму. Вирусная частица содержит одну из нуклеиновых кислот, которая окружена белковой оболочкой (капсидом). Вирусы репродуцируются только внутри клетки какого-то орга­низма и используют для этого ее ферментные системы и другие необходимые компоненты. Круг хозяев для определенного вируса может быть ограничен. Вирусы могут инфицировать одноклеточ­ные микроорганизмы — микоплазмы, бактерии и водоросли, а также клетки высших растений и животных. Бактериофаги- вирусы, паразитирующие в бактериях. Всюду, где размножаются бактерии, обнару­живаются и паразитирующие в них фаги. Они находятся в кишечнике человека и животных, в сточных водах, почве. Разные фаги имеют различную форму частиц. В голов­ке плотно упакована ДНК, окруженная белковой оболочкой. Хвостовой отросток состоит из полого стержня диаметром около 2,5 нм, окруженного чехлом, способным к сокращению. Один Конец стержня прикреплен к головке, другой — к шестиугольной базальной пластинке, от которой отходят короткие зубцы с Длинными нитями на концах. Размер фага с конца хвостового отростка до вершины головки равен около 200 нм, ширина головки 50—60 нм. К клеточной стенке бактерий фаги прикрепляются концевы­ми нитями отростков. Затем оболочка бактерии растворяется с помощью фермента лизоцима, белковый чехол хвостового от­ростка сокращается и через канал хвостового отростка нуклеино­вая кислота вводится в цитоплазму клетки. После проникновения нуклеиновой кислоты внутрь клетки бак­терии следует фаза смены информации. В этот период фаговые частицы не обнаруживаются, однако в клетке развиваются процессы, обусловленные фаговым геномом. Начи­нается синтез иРНК и ранних белков, необходимых для синтеза ДНК фага и других структурных компонентов зрелого фага. Син­тез ДНК фага осуществляется с помощью клеточной ДНК-полимеразы и сопровождается полным распадом ДНК бактерии. ДНК фага можно обнаружить в клетке через 8—9 мин после заражения. С 9-й минуты начина­ют синтезироваться специфичные фаговые белки. На последнем этапе взаимодействия фага с бактерией происходит самосборка фаговых частиц, которая состоит в необратимом объединении фаговой ДНК и сформировавшейся белковой оболочки. После этого зрелые фаги выходят в окру­жающую среду. Полный цикл развития фага составляет 30— 90 мин. За этот период образуется 200 и более фаговых частиц, которые способны заражать новые клетки. По характеру взаимодействия с клеткой бактерии бактериофа­ги делятся на вирулентные и умеренные. Вирулентные фаги всег­да лизируют клетку бактерии. Умеренные фаги могут вызвать лизис клетки бактерии, но могут перейти и в неинфекционную форму. В этом случае молекула ДНК фага прикрепляется к ДНК бактерии и передается с нею дочерним клеткам. Фаг, существую­щий в такой форме, называется профагом.

28. Конъюгация у бактерий

Конъюгация — перенос генетического материала от одной бак­териальной клетки (донора) к другой (реципиенту) при их непо­средственном контакте.

Неравноценная роль родительских штаммов при конъюгации: один штамм являет­ся донором (мужским), другой — реципиентом (женским). Клетки-доноры обладают половым фактором F. Он является конъюгативной плазмидой и представляет собой циркулярно замкнутую мо­лекулу ДНК. Половой фактор F автономно существует в цитоплазме.Половой фактор F обладает способностью включаться в геном бактерии и тогда из цитоплазматической структуры превращается в фрагмент хромосомы. Клетки, в которых возникает этот процесс, образуют штамм.

Так как фактор F у разных штаммов включается в хромо­сому и разрывает ее в разных местах, переход хромосом в реципиентную клетку начинается с разных участков. Для переноса всей цепи ДНК в клетку реципиента требуется при 37 °С .100 мин, но конъюгационный мостик очень хрупкий, легко раз­рывается, и, как правило, вся цепь не успевает перейти. Поэтому более высокой частотой передаются гены, расположенные около начальной точки хромосомы донора. Затем ДНК доно­ра в гомологичных участках вступает в контакт с ДНК реципи­ента, и в результате кроссинговера некоторые участки одной цепи ДНК реципиента заменяются фрагментами ДНК донора.