3.10. Віруси бактерій. Особливості морфології бактеріофагів. Взаємодія бактерій з клітинами бактерій. Вірулентні та помірні бактеріофаги. Лізогенія та лізогенна конверсія

Бактеріофаги - це віруси, що мають здатність проникати в бактеріальні клітини, репродуктіроваться в них і викликати їх лізис. Виділяють п'ять основних груп бактеріофагів. 1. Ниткоподібні фаги fd, fl, M13; за формою вони нагадують вібріони ВТМ. 2. Дрібні сферичні фаги ікосаедричної форми без диференційованого відростка: фаги S13, φ x 174 мають одноланцюгову ДНК, а фаги f2, fr, MS2, R17, М12 - РНК. 3. Фаги з чітко вираженим хвостовим відростком невеличкого розміру: фаги ТЗ і Т7 мають короткий конусоподібний відросток без базальної пластинки, а фаг Р22 Salm. typhimurium — короткий відросток з базальною пластинкою. 4. Булавоподібні фаги з довгим відростком, що не скорочується і нагадує гофровану трубку (фаги ТІ, Т5, λ). 5. Булавовидні ДНК-вмісні фаги з добре розвинутим складним відростком. При скороченні зовнішнього чохла відростка оголюється дистальний кінець внутрішнього стрижня, який може проникати через клітинну стінку бактерій (фаг Т2 та інші Т-парні фаги).

При взаємодії фагів з клітинами бактерій розрізняють два типи - літичний і лізогенний. Перший закінчується лізисом (руйнуванням) ураженої клітини і призводить до виходу дозрілих фагових частинок з клітини, а другий не руйнує уражену клітину, а робить її своєрідним носієм фага.

Літичний тип взаємодії фагів з бактеріями часто ще називають продуктивною інфекцією. При такому типі взаємодії фага з клітиною хазяїна розрізняють чотири стадії або етапи: 1) адсорбцію фагів на поверхні бактеріальних клітин; 2) проникнення активного вмісту (нуклеїнової кислоти) в бактеріальну клітину; 3) латентний період (екліпс) внутрішньоклітинного розвитку фага; 4) руйнування (лізис) клітини і вихід з неї новоутворених фагів. Літичний, або продуктивний, цикл розвитку характерний для вірулентних фагів, які є справжніми паразитами бактерій. Однак у природі поширеними є й так звані помірні фаги. При зараженні ними бактерій гине тільки невелика частина клітин, а решта нормально розмножується і стає носіями відповідних помірних або симбіотичних фагів. Явище фагоносіння бактеріями дістало назву лізогенії.

В результаті лізогенізації може виникнути зміна деяких властивостей бактеріальної клітини (так звана лізогенна конверсія), зумовлена набуттям бактерією нової генетичної інформації.

4.10. Вплив ультразвуку, ультрафіолетового і радіоактивного випромінювання на мікроорганізми.

Ультразвукові хвилі мають частоту коливання понад 16 000 Гц. Вони виявляють згубну дію на різні мікроорганізми: зумовлюють розпад високомолекулярних сполук, коагуляціюбілка, інактивують ферменти, токсини, спричинюють розрив клітинної стінки тощо. Досі ще не розкрито механізм дії ультразвукових хвиль. Його зв'язують з кавітацією, тобто утворенням у рідині порожнин, при закриванні яких виникають гідравлічні удари, що руйнують клітини мікроорганізмів.

Пряме сонячне світло шкідливо впливає на більшість видів бактерій. Тільки фототрофні мікроорганізми витримують вплив сонячної радіації порівняно легко. Вплив різних видів випромінювання на прокаріотів залежить від довжини хвилі, а також інтенсивності і тривалості випромінювання. Променева енергія поширюється в просторі у вигляді електромагнітних хвиль. Це можуть бути радіохвилі, видимі, інфрачервоні й ультрафіолетові світлові промені, іонізуючі промені - рентгенівські і космічні промені, а також випромінювання, які виникають при ядерних реакціях. Іонізуюче випромінювання на мікроорганізми може діяти згубно (бактерицидна дія) або викликати мутагенний ефект. Ефективність дії іонізуючої радіації залежить від виду, дози і об'єкту опромінення.

Щодо механізму дії радіації на живі організми, то вважають, що вона виявляє пряму і непряму дію. Пряма дія полягає в радіаційно-хімічних перетвореннях молекул у місці поглинання радіоактивних променів. Вплив останніх спричинює набуття молекулою збудженого стану, в результаті цього утворюються вільні радикали і переокси-ди, які реагують з ДНК, РНК і білками. При непрямій дії радіації відбувається пошкодження молекул мембран, органел, клітин цими ж продуктами радіолізу води.