155555555555555555555555555555555555555555555555555555555Взаимодействие бактериофага с бактериальной клеткой

Как все вирусы, бактериофаги не размножаются на питательных средах. Их размножение происходит только в чувствительных к ним бактериальных клетках, в процессе взаимодействия, в котором наблюдаются те же фазы, что при взаимодействии других вирусов с клеткой.

Адсорбция бактериофага. Как все вирусы, фаги неподвижны, и столкновение с бактерией происходит случайно, затем адсорбция становится прочной, если у клетки имеются на поверхности фагоспецифические рецепторы. Фаги, имеющие сократительный чехол, адсорбируются с помощью хвостового отростка.

Внедрение фага внутрь клетки. Под действием фермента лизоцима, который находится в хвостовом сегменте, в клеточной стенке бактерии образуется отверстие. Через это отверстие в ре­зультате сокращения хвостового чехла внутрь бактериальной клетки переходит ДНК фага. Белковый капсид остается снаружи.

Синтез ДНК и белка бактериофага. В клетке прекращается синтез бактериальных белков. Образуются фаговые ДНК, а на рибосомах бактерий синтезируются молекулы фагового белка.

Формирование фага. Сборка зрелых фагов из ДНК и капсида происходит в цитоплазме клетки. Выход зрелых фагов из клетки происходит при разрушении бактерий с помощью лизоцима, а затем зрелые фаги внедряются в новые клетки.

"Урожай" фага, в зависимости от его вида, составляет от 20 до 200 частиц. Весь цикл взаимодействия, занимающий от 10 минут до нескольких часов, называется литическим циклом, а фаг при таком взаимодействии - вирулентным.

В отличие от вирулентных, умеренные фаги не лизируют бактерии. Их геном, проникнув в клетку, встраивается в хромосому бактерии и в дальнейшем остается в хромосоме в виде профага и реплицируется вместе с ней. Бактерии, несущие профаг, называются лизогенными, а само явление - лизогенией. Лизогенные бактерии встречаются очень часто. Профаг, находясь в геноме бактерии, придает ей какие-либо новые свойства.

1666666666666666666666666666666666666666Химический состав и структура клеточных стенок определяют окраску по Х.Граму, предложенную в 1884 г. для выявления бактерий в гистологических срезах. По отношению к окраске по Граму все микроорганизмы делятся на окрашивающиеся по Граму – грамположительные (грампозитивные, Г+, фирмакутные) и неокрашивающиеся по методу Грама – грамотрицательные (грамнегативные, Г–, грациликутные). Есть грамвариабельные микробы, у которых отношение к окраске по Граму меняется в течение роста и развития клеток (коринеподобные бактерии). Сущность этого метода: краски трифенилметанового ряда (генциановый фиолетовый, кристаллический фиолетовый, метиловый фиолетовый) в комплексе с йодом удерживаются Г+ клетками при обесцвечивании спиртом, окрашивая их в сине-фиолетовый цвет. Г– бактерии обесцвечиваются и их дополнительно окрашивают контрастной краской (водным фуксином). В окраске по Граму основную роль играет клеточная стенка, т.к. протопласты Г+ бактерий становятся грамотрицательными. Сферопласты (клетки с нарушенной целостностью клеточной стенки), а также мертвые клетки грамотрицательные. Большинство коков, спорообразующих палочек грамположительные, кроме родов Neisseria, Methylococcus, Veillonella (паразиты, обитающие в ротовой полости, пищеварительном тракте и дыхательных путях человека и животных). Извитые формы, неспорообразующие палочки – грамотрицательные, кроме молочнокислых бактерий рода Lactobacillus, которые с возрастом, а также при повышенной кислотности среды превращаются в Г–, и некоторых других. Окраска по Граму является диагностической только в отношении прокариотов, обладающих клеточной стенкой, и не может быть использована в таксономии микоплазм и эукариотических микроорганизмов. Для окраски по Граму берут клетки молодых 8–24-часовых культур бактерий, т.к. с возрастом в бактериальной популяции возрастает количество мертвых клеток.

1777777777777777777777777777Химический состав бактерий

Больше всего в составе микроорганизмов содержится воды (в среднем до 80—85%). Основная масса воды находится в связанном состоянии с коллоидными частицами

Установлено, что клетки всех микроорганизмов сходны по химическому составу н содержат одни и те же типы макромолекул: белки, нуклеиновые, кислоты, полисахариды, липиды. В биомассе микроорганизмов обнаружены органогены: углерод, азот, кислород и водород, количественное содержание которых составляет 90— 97% на сухое вещество. На долю других, также исключительно важных для жизнедеятельности микроорганизмов элементов — Р, Б, К, Са, М£, Ре, Nя, С1, Мп и т. п. — приходится 3—10% состава клеточного вещества.[ ...]

В среднем органический состав клетки микроорганизмов составляет: углерода 51,1; кислорода 33,7; азота 8,7 и водорода 6,5%

18888888888888888888888888888888888888888Для нормальной жизнедеятельности бактерия должна быть обеспечена источниками углерода и азота. Одни виды бактерий (автотрофы) используют неорганический углерод (в виде углекислого газа или солей угольной кислоты); другие (гетеротрофы) используют органические соединения. Гетеротрофные бактерии разделяют на сапрофитов, питающихся органическими соединениями внешней среды, и паразитов, живущих за счет другого организма. Патогенные виды бактерий, относящиеся к паразитам, находят источники легкоусвояемого углерода (глюкоза и аминокислоты) в тканевых жидкостях организма. Главным источником азота является аммиак. Нек-рые бактерии усваивают азот атмосферы, к-рый в процессе аэотфиксации превращается в аммонийные соли (азот фиксирующие). Другие бактерии в качестве источников азота используют оргаиич. соединения (аминокислоты). Кроме азота и углерода, бактерия нуждается в ионах натрия, кальция, магния, калия, фосфата, сульфата и др. Нек-рые бактерии (фотосинтезирующие) способны, подобно растениям, использовать непосредственно энергию солнечного света.

19999999999999999999999999999В зависимости от способности усваивать органические или неорганические источники углерода и азота микроорганизмы делятся на две группы - аутотрофов и гетеротрофов.

Аутотрофы (греч. autos - сам, trophic - питающийся) получают углерод из углекислоты (СО2) или ее солей. Из простых неорганических соединений они синтезируют белки, жиры, углеводы, ферменты.

Гетеротрофы (греч. heteros - другой, trophic - питающийся) используют сложные органические соединения, такие как углеводы, спирты, аминокислоты, органические кислоты. Среди гетеротрофных микроорганизмов различают сапрофитов (греч. sapros - гнилой, phyton - растение) и паразитов. Сапрофиты используют мертвые органические соединения. Они широко распространены в природе, разлагают органические вещества, отбросы, участвуя таким образом в санитарной очистке окружающей среды. Паразиты живут и размножаются в тканях человека, животных, растений.

200000000000000000000000000000000Питание микроорганизмов осуществляется благодаря наличию в клетке различных ферментов, катализирующих все жизненно необходимые реакции. Ферменты - это биологические катализаторы белковой природы. Микробная клетка, подобно клеткам высших организмов, оснащена достаточно активным ферментативным аппаратом. Ферменты микроорганизмов обладают теми же свойствами и функциями, что и ферменты высших организмов. В соответствии с катализирующими реакциями все ферменты разделяют на шесть классов:

Оксидоредуктазы - катализируют реакции окисления-восстановления.

Трансферазы - катализируют реакции переноса различных групп от донора к акцептору.

Гидролазы - катализируют разрыв связей в субстратах с присоединением воды.

Лиазы - катализируют реакции разрыва связей в субстрате без присоединения воды или окисления.

Изомеразы - катализируют превращения в пределах одной молекулы (внутримолекулярные перестройки).

Лигазы (синтетазы) - катализируют присоединение двух молекул с использованием энергии фосфатных связей.

Несмотря на малые размеры микробной клетки, распределение в ней ферментов строго упорядоченно. Ферменты энергетического обмена и транспорта питательных веществ локализованы в цитоплазматической мембране и ее производных. Ферменты белкового синтеза связаны с рибосомами. Многие ферменты не связаны с определенными структурами клетки, а находятся в цитоплазме в растворенном виде.