4. Общая характеристика вирусов; бактериофаги: свойства, химический состав, строение, распространение в природе, особенности взаимодействия с бактериальными клетками.

Вирусы– мельчайшие объекты жизни, имеющие неклеточное строение и не способные к проявлению каких-либо признаков живого вне живых клеток. Первый вирус– вирус мозаичной болезни табака был открыт русским ученым Д. И. Ивановским в1892 г. Вирусы бактерий называются бактериофагами (фагами).Типичная фаговая частица (вирион) состоит из головки и хвоста. Длина хвоста обычно в 2 — 4 раза больше диаметра головки. В головке содержится генетический материал — одноцепочечная или двуцепочечная РНК или ДНК с ферментом транскриптазой в неактивном состоянии, окруженная белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом, сохраняющим геном вне клетки.Нуклеиновая кислота и капсид вместе составляют нуклеокапсид. Отросток фага имеет сложное строение. В нем различают полый стержень, покрытый сократимым чехлом, который заканчивается базальной пластинкой с шипами и нитями. Все структуры отростка имеют белковую природу. В области базальной пластинки находится фермент– бактериофаговый лизоцим, способный разрушать муреин клеточной стенки бактерий. Здесь же имеется АТФаза, которая регенерирует энергию для сокращения чехла отростка бактериофага. По характеру взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой различают вирулентные и умеренные фаги. Вирулентные фаги могут только увеличиваться в количестве посредством литического цикла. Процесс взаимодействия вирулентного бактериофага с клеткой складывается из нескольких стадий: • адсорбции бактериофага на клетке, • проникновения в клетку, • биосинтеза компонентов фага и их сборки, • выхода бактериофагов из клетки. Первоначально бактериофаги прикрепляются к фагоспецифическим рецепторам на поверхности бактериальной клетки. Хвост фага с помощью ферментов, находящихся на его конце, локально растворяет оболочку клетки, сокращается и содержащаяся в головке ДНК инъецируется в клетку, при этом белковая оболочка бактериофага остается снаружи. Инъецированная ДНК вызывает полную перестройку метаболизма клетки: прекращается синтез бактериальной ДНК, РНК и белков. ДНК бактериофага начинает транскрибироваться с помощью собственного фермента транскриптазы, который после попадания в бактериальную клетку активируется. Синтезируются сначала ранние, а затем поздние иРНК, которые поступают на рибосомы клетки-хозяина, где синтезируются ранние и поздние белки бактериофага. Репликация ДНК бактериофага происходит по полуконсервативному механизму и осуществляется с участием собственных ДНК-полимераз. После синтеза поздних белков и завершения репликации ДНК наступает заключительный процесс — созревание фаговых частиц или соединение фаговой ДНК с белком оболочки и образование зрелых инфекционных фаговых частиц.

5. Схематичное строение бактериальной клетки, ее химический состав, функции отдельных компонентов клеток; морфология и размеры бактерий, их плеоморфизм.

Строение:Бактериальная клетка, несмотря на относительно малые размеры, имеет все основные структурные компоненты, необходимые для осуществления обмена веществ. Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра, покрыта оболочкой, состоящей из плазматической мембраны, клеточной стенки и внешней слизистой капсулы. Плазматическая мембрана полупроницаема и обеспечивает избирательное поступление веществ в клетку и выделение в окружающую среду продуктов обмена веществ. Она образует складчатые выпячивания внутрь цитоплазмы (мезосомы). Клеточная стенка – тонкая, прочная и эластичная, придаёт бактериальной клетке определенную форму, защищает её от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды. Слизистая капсула предохраняет клетку от высыхания и является ее защитным покровом. Цитоплазма бактериальной клетки представляет собойсмесь белков, жиров, углеводов и др. органических соединений. В ней содержится рибосомы класса 70S. В клетках бактерий отсутствуют митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи и др. органеллы. Органом движения у бактерий является жгутик, состоящий из особого белка флагеллина. Генетический материал бактерий представлен нуклеотидом – зона, находящаяся в центре клетки, содержащая кольцевую молекулу ДНК и не ограниченная мембранами. Хим. состав: вода, белки (до 80%), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), углеводы, минеральные вещества (микро-и макроэлементы). Для бактерий характерны клетки 3-х основных форм: 1) шаровидная или кокковидная - форму правильного шара диаметром1,0–2,0 мкм, но могут быть овальными, эллипсоидными, бобовидными. Кокковидные бактерии способны делиться в нескольких плоскостях, при этом после деления клетки могут не расходиться и формировать различного вида скопления. Если деление кокков происходит в одной плоскости, то могут образовываться пары клеток– диплококки и цепоч-ки клеток разной длины– стрептококки. 2) палочковидные или цилиндрические - сильно различаются по отношению длины клетки к ее поперечнику. Они делятся только в одной плоскости– перпендикулярно оси цилиндра. Клетки при этом могут располагаться поодиночке(монобактерии), образовывать пары(диплобактерии) или цепочки(стрептобактерии). 3)извитые клетки могут иметь разное число завитков. В зависимости от формы и количества завитков различают три типа клеток: вибрионы, которые имеют один завиток, не превышающий четверти оборота спирали; спириллы, которые имеют 3–5 крупных завитков и спирохеты – большое количество мелких завитков. Кроме описанных форм, которые преобладают среди бактерий, из-вестны и клетки иных типов: клетки с выростами; булавовидной формы; веретенообразные; ланцетовидные; разветвленные и неразветвленныенитчатые; и т. д.