5. Фаги. Морфология и свойства.

Вирусы, поражающие микроорганизмы называют - фагами (от греч. phagos - пожиратель). Бактериофаги - поражают бактерии, микофаги - грибы, актинофаги - актиномицеты, альдофаги - водоросли.

Микробиология познакомилась с фагами в конце XIX века. В 1898 году русский ученый Н. Ф. Гамалея открыл вещества, вызывающие разрушение бактерий, - бактериолизины. Он и его сотрудники ставили опыты с носителями "сибирской язвы". Несомненно, Н. Ф. Гамалея имел дело с лизисом - распадом бактерий при действии на них веществ, содержащихся в цитоплазме бактериофага. Но у ученого тогда не было технического оснащения для детального раскрытия этого явления.

История открытия фагов связана с именем канадского исследователя Феликса д^,Эреля (1917), который обнаружил эффект лизиса бактерий, выделенных из испражнений больного дизентерией и предположил, что имеет дело с вирусом.

Фаги различают по форме, структурной организации, типу нуклеиновой кислоты и характеру взаимодействия с бактериальной клеткой.

Большинство фагов имеют форму головастика или сперматозоида, некоторые кубическую и нитевидные формы. Они состоят из головки и хвостового отростка. Внутри хвостового отростка имеется полый цилиндрический стержень, покрытый снаружи чехлом, способным сокращаться. На конце хвостового отростка имеется шестиугольная базальная пластинка с шипами и длинными отростками.

Химический состав. Фаги состоят из нуклеиновой кислоты и белка. Белки входят в состав капсида и хвостового отростка. Кроме структурных белков, у некоторых фагов обнаружены внутренние белки, связанные с нуклеиновой кислотой, и белки-ферменты (лизоцим, АТФ-аза), участвующие во взаимодействии фага с клеткой.

Фаги устойчивее к физическим и химическим факторам, чем бактерии (фенол, этиловый спирт, эфир и хлороформ - не оказывают существенного влияния на фаги). Высокочувствительны фаги к формалину и кислотам.

5. Взаимодействие фагов с бактериальной клеткой.

Вирулентные фаги - размножаются в бактериальной клетке и вызывают ее лизис. Умеренные фаги лизируют не все клетки в популяции, с частью из них они вступают в симбиоз, в результате чего ДНК фага встраивается в хромосому бактерии. Такой встроившийся геном фага называют - профаг. Профаг при размножении клетки реплицируется синхронно с геном бактерии, не вызывая ее лизиса, и передается по наследству от клетки к клетке неограниченному числу потомков. Такой симбиоз клетки с умеренным фагом называют лизогенией, а культура бактерий, содержащая профаг, называется лизогенной. Профаг способен самопроизвольно или под действием ряда физических или химических факторов исключаться из хромосомы клетки, переходить в цитоплазму и вести себя как вирулентный фаг.

Взаимодействие вирулентного фага с клеткой идет в несколько этапов:

1. Адсорбция фага на поверхности бактериальной клетки с помощью отростков.

2. Проникновение в клетку. В результате активации фагового фермента АТФазы происходит сокращение чехла хвостового отростка и внедрение стержня в клетку. В процессе «прокалывания» клеточной стенки бактерии принимает участие фермент лизоцим, находящийся на конце хвостового отростка. ДНК фага проходит через полость хвостового стержня в цитоплазму клетки. Оболочка фага остается вне клетки.

3. Биосинтез фаговых компанентов .

4. Самосборка фаговых частиц и выход из клетки. В бактериальной клетке образуется около 200 новых фаговых частиц , происходит лизис клетки и выход фагов. Один литический цикл продолжается 30-40 мин.