44) Загальна характеристика бактеріофагів.

Бактеріофаг – внутрішньоклітинні паразити прокаріотів. Бактеріофаги – одна з найкраще вивчених груп вірусів.Фаги є дуже зручними моделями для генетичних досліджень. Бактеріофаги широко застосовують розробленні методів генетичного аналізу промислових бактеріальних продуцентів, їх використовують як вектори для клонування фрагментів ДНК, уведення певних генів у промислові штами бактерій. Вперше описали Туорт і Д’Ерель як склоподібне переродження мікрококів. Основною ознакою дії фага на чутливі бактерії є лізис бактеріальної клітини, що супроводжується виходом в оточуюче середовище нових порцій вірусу. Культура зазвичай лізується повністю, але бувають випадки, коли не має завершення. Причиною цього може бути:1)Припинення росту культури 2) наявність в культурі клітин стійких до фага 3)Лізогенія.

Найбільш розповсюджений метод дослідження це підрахунок стерильних плям. Фаги зручно групувати відповідно до форми їх частинок, а також відповідно до типу нуклеїнової кислоти, що входить до складу цих частинок.

Будова бактеріофага на прикладі Т4: змішаний тип симетрії, скл. з поліедричної головки довжиною приблизно 100нм і відростка або хвоста, приблизно такоїж довжини. Головка складається з капсомерів. У ній знаходиться ДНК. Кількість ДНК і білка у структурі фага приблизно однакова. Хвіст фага має складну будову( Т4). В ньому розрізняють: пустотілий стрижень скорочувальний чехол, який оточує чехол і базальну пластинку з шипами, та відростками на кінці стрижня. Головка з’єднана з хвостом за допомогою комірцем. Більшість фагів це ДНК-вмісні віруси. Геномна ДНК різних фагів може бути одно ланцюговою або дволанцюговою, лінійною або кільцевою.Наприклад: дволанцюгова лінійна ДНК-Т4,Т7. Особливістю є те, що лінійна молекула інколи не мають беззмістовних кінців, але вони моти прямі або інвертовані повтори, виступаючі липкі кінці.Також особливістю є наявність етильованих основ, які можуть входити до складу ДНК як мінорні або мажорні основи. Бактеріофаги здатні спричиняти інфекцію клітин, яка завершується утворенням життєздатного потомства, визначають як недефектні. Для всіх не дефектних фагів властиві два стани: стан позаклітинного або вільного фага і стан вегетативного фага. Для помірних фагів можливий третій стан – профага. За характером впливу на інфіковані клітини їх поділяють:1)істинно вірулентний фаг 2)помірний фаг 3)фаги , продуктивне інфікування якими не призводить до загибелі бактерій. Дефектні фаги в свою чергу поділяють: 1)дефектні профаги 2)фаги-сателіти. Дефектні профаги помірних фагів несуть мутації, що запобігають утворенню життєздатного потомства.Фаги-сателіти розглядають як різновид дефектних фагів, насправді ж вони є паразитами на молекулярному рівні. Такі фаги не зможуть лізувати клітини поки клітина не буде одночасно інфікована повноцінним фагом.

45. Взаємодія вірулентних бактеріофагів з клітиною.

Взаємодія зрілої частинки з фага з бактерією починається з процесу приєднання фага(абсорбції) до поверхневих структур клітини або рецепторів.Хімічна природа рецепторів навіть до близьких фаів може бути різною. Рецепторами можуть слугувати молекули білків, полісахаридів ліпопротеїдів, ліпосахаридів. Рецептори можуть бути для одних фагів рівномірно розподілені по всій поверхні клітини, а можуть зосереджуватись лише на полюсах.На різних етапах процес абсорбції може залежити від наявності в середовищі йонів двовалентних металів. Первинний контакт між фагом і клітиною забезпечує електростатична взаємодія. Довгі хвостові відростки служать для специфічного розпізнавання фагом окремих ділянок на поверхні клітини-господаря, до яких він прикріпляється.Доторкання кінців відростків до рецепторів клітини, зумовлює їх розкручування і випрямлення. Необхідне також правильне просторове положення базальної частини хвоста, яке забезпечується контактом усіх шести відростків з рецепторами клітин. У багатьох фагів абсорбція процес двостадійний. На першій стадії зворотно зв’язується фагова частинка з бактеріальним рецептором. На цій стадії фаг може бути легко відділений. На другій стадії фаг незворотно зв’язується, прикріпляється до клітини шипами базальної пластинки. Лізоцим базальної пластинки гідролізує мурен клітинної стінки, внаслідок чого в ній утворюється отвір для проходження стрижня. Друга стадія завершується введенням фагового геному в клітину. Ін’єкція стимулюється взаємодією хвоста з певним білковим компонентом плазматичної мембрани, що запобігає передчасному виділенню нуклеїнової кислоти. Внаслідок скорочення чохла, стрижень проникає в клітинну оболонку, Скорочення стимулюється базальною пластинкою, що змінює свою конфігурацію під впливом хвостових відростків. Проникнення фагового геному в клітину супроводжується фізичним відділенням нуклеїнової кислоти від більшості капсидних білків які залишаються зовні. Як тільки вірусний геном потрапив у клітину і звільнився від білка він може служити джерелом інформації як для реплікації, так і для транскрипції, діючи як матриця для біосинтезу відповідних продуктів.