Бактериофаги

Бактериофаг – вирус бактерий, паразитирующий только на живой микробной клетке и является важным генетическим фактором микроорганизмов. (от лат. «phagos» - пожирающий), вызывающих лизис (разрушение) клеток микроорганизмов.

Открыт французским ученым д^,Эррелем.

Бактериофаг представляет собой шаровидное тело (головку) с отростком. вирус покрыт белковой оболочкой. В головке фага заключены ДНК или РНК.

Размеры фага от 45 до 100 нм.

Стадии (фазы) взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой:

I фаза – адсорбция на клетке при соответствии фаговых рецепторов с рецепторами бактериальной клетки.

II фаза – внедрение фага в клетку, через канал фага в клетку попадает его нуклеиновая кислота. В отличие от вирусов капсидные белки головки и отростка остаются вне бактериальной клетки.

III фаза – репликация фаговой ДНК или РНК, синтез фагоспецфических ферментов транскрипции и репликации.

IV фаза – сборка фаговых частиц, которая происходит гораздо быстрее, чем при репродукции других вирусов.

V фаза – выход фага из клетки происходит по типу взрыва, во время которого зараженные бактерии лизируются.

Существуют фаги:

• Вирулентные фаги - вызывающие инфекцию, заканчивающуюся лизисом бактериальных клеток и синтезом новых фаговых частиц.

• Умеренные фаги – не лизируют зараженные ими клетки, ДНК этих фагов включаются в хромосому бактерий и передается при их делении неограниченному числу потомков. Такой тип взаимодействия фага с клеткой называется лизогенией, а бактерии, несущие в геноме фаговую ДНК (профаг), называются лизогенными. Они широко распространены в природе, обнаруживаются в воде, почве, сточных водах, испражнениях больных. Клетки приобретают новые признаки, определенные профагом и способны вырабатывать токсины, например, дифтерийный. Лизогенные клетки используются для изучения многих вопросов генетики бактерий.

Большинство фагов характеризуются видоспецифичностью в отношении бактерий.

В практической работе фаги применяют для:

• Фаготипирования бактерий, что важно для маркировки исследуемых культур при эпидемиологическом анализе заболеваний

• Дифференцировки бактериальных культур для установления их видовой принадлежности

• Фагодиагностики - выделении фага из организма больного (например из испражнений), что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих микроорганизмов

Так как фаги обладают антигенными свойствами, их используют и для иммунизации животных с целью получения диагностических антифаговых сывороток.

В отдельных случаях фаги применяют для лечения инфекционных заболеваний (фаготерапия).

ЭУКОРИАТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА

Им свойственна более сложная организация.

Они имеют различную форму и размеры и образуют как одноклеточные, так и многоклеточные организмы.

Различают животные и растительные эукариотические клетки. Они имеют общий принцип строения, хотя им присущи и некоторые различия.

В типичной эукариотической клетке имеются:

• ядро,

• цитоплазма

• оболочка. 

Характерной чертой строения эукариотических клеток является мембранный принцип.

Биологические мембраны

Биологические мембраны входят в состав клеточной оболочки многих органоидов и оболочки ядра. Они имеют общую организацию и выполняют ряд важнейших функций. Мембраны имеют толщину около 5-10 нм и по химической организации являются липопротеидными структурами. 

Основу мембран составляет липидный бислой, состоящий преимущественно из фосфолипидов.

Кроме фосфолипидов, в мембранах могут присутствовать гликолипиды и холестерол.

Все липиды обладают свойством амфипатричности, т.е. у них есть гидрофильный конец («любящий воду») и

гидрофобный конец («боящийся воды») .

Гидрофильные концы обращены кнаружи от бислоя в виде двух противоположных рядов полярных «головок»,

Гидрофобные –внутрь друг к другу и имеют вид разветвленных неполярных «хвостов».

Большинство фосфолипидов и гликолипидов в водной среде самопроизвольно образуют бислой и смыкаются свободными концами, что лежит в основе восстановления структуры мембран при повреждении.

Липидный бислой определяет основные структурные особенности мембран

1 — молекула липида;

2 — липидный бислой;

3 — интегральные белки;

4 — периферические белки;  5 — полуинтегральные белки;

Липидный бислой может находиться в состоянии жидкого и твердого кристалла.

Молекулы липидов высокоподвижны и способны перемешаться в пределах своего монослоя и очень редко из одного монослоя в другой.

Вторым обязательным компонентом биологических мембран являются БЕЛКИ.

 БЕЛКИ выступают в качестве:

• специфических рецепторов,

• несут ферментативную функцию,

• осуществляют транспорт через мембрану различных веществ.

Многие мембранные белки способны вращаться вокруг оси, перпендикуляр­ной плоскости бислоя, или перемещаться в плоскости самой мембраны, однако они не могут перескакивать с одной стороны бислоя на другую. Этот процесс контролируемый и связан различного рода взаимодействиями между белками мембраны и различными элементами цитоплазмы.  В 1972 году Сингер и Николсон описывают жидкостно-мозаичную модель мембраны, получившую широкое признание.

Согласно этой модели белки, не образуют сплошных слоев поверх липидов бислоя, а вкраплены в него в виде мозаики:

• некоторые белки располагаются группами на поверхности бислоя - периферические белки,

• другие – пронизывают бислой полностью- интегральные белки или частично-полуинтегральные трансмембранные белки.