Bacteriofage viruși: structură și descriere

Acest articol, ca un raport de biologie pentru clasa 5 privind virusurile, bacteriofagii, va ajuta cititorul să învețe informațiile de bază despre aceste forme extracelulare de viață. Aici vom analiza amplasarea lor taxonomică, caracteristicile structurii și activității vieții, manifestarea ei în interacțiune cu bacteriile etc.

introducere

Toată lumea știe că reprezentantul universal al unității de viață de pe planeta Pământ este o celulă. Cu toate acestea, granița dintre secolele al XIX-lea și al XX-lea a devenit o epocă în care au fost descoperite o serie întreagă de boli care afectează animalele, plantele și chiar ciupercile. Analizând acest fenomen și luând în considerare informațiile generale despre bolile umane, oamenii de știință au realizat că există organisme care pot avea o natură non-celulară.

Astfel de creaturi sunt extrem de mici și, prin urmare, capabile să treacă prin cel mai mic filtru, fără a întârzia unde chiar cel mai mic celulă ar putea să se oprească. Acest lucru a cauzat descoperirea de viruși.

Informații generale

Înainte de a lua în considerare reprezentanții virusilor - bacteriofagi, - ne vom familiariza cu informații generale despre acest regat al ierarhiei taxonomice.

Particula virusului are cele mai mici dimensiuni (20-300 nm) și structurarea simetrică. Construită din componente repetate în mod constant. Toate organismele de origine virale sunt un fragment de ARN sau ADN, ele sunt încapsulate într-un plic special de proteine, numit capsidă. Ei nu au capacitatea de a funcționa independent și de a susține activitatea vitală, fiind în afara unei alte celule. Manifestare proprietăților ființelor vii este inerent în ele numai după introducerea unui alt organism, în acest caz, virusul va utiliza resursele celulelor capturate de acestea, în scopul de a menține stabilitatea în propriul lor stat. Rezultă că acest domeniu al taxonomiei este reprezentat sub forma unei forme de viață parazitare, intracelulare. Există viruși care captează părți ale membranelor celulare în care s-au dezvoltat și au trăit. Ele formează în jurul acestor locuri o altă coajă care acoperă capsida.

De regulă, virușii formează o legătură cu suprafața celulei, în care paraziționează. Apoi virusul intră și începe să caute o structură specifică pe care o poate lovi. De exemplu, agenții cauzatori ai hepatitei si functionare gasit doar in unitati de celule hepatice, și oreionul încearcă să penetreze glanda parotida.

ADN (ARN) aparținând virusului, o data in interiorul celulei purtătoare începe să interacționeze cu moștenirea genetică aparat, astfel încât celula în sine este începe proces necontrolat de sinteză a unui anumit număr de proteine ​​codificate în acidul nucleic al agentului patogen. Apoi, există replicare, efectuată direct de către celula însăși, și astfel începe procesul de asamblare a unei noi particule de virus.

bacteriofag

Cine sunt virusii bacteriofagi? Aceasta este o formă specială de viață pe Pământ, care pătrunde selectiv în celulele bacteriene. Reproducerea se manifestă cel mai adesea în interiorul transportatorului, iar procesul în sine conduce la liza. Considerând exemplul structurii virusurilor bacteriofagi, se poate concluziona că acestea sunt compuse din membrane formate din proteine ​​și au un aparat pentru a reproduce moștenirea unui singur lanț de ARN sau două lanțuri de ADN. Numărul total de bacteriofagi corespunde aproximativ numărului total de organisme bacteriene. Acești viruși participă activ la transformarea chimică a substanțelor și a energiei în natură. Cauzează o varietate de simptome în bacterii și microbi, dezvoltate sau dezvoltate în timpul evoluției.

Istoria descoperirii

Cercetătorul de bacteriologie F. Tuort a creat o descriere a bolii infecțioase, care a fost propusă într-un articol publicat în 1915. Această boală a afectat stafilococi și ar putea trece prin orice filtre și ar putea fi, de asemenea, transportată dintr-o singură colonie de celule în alta.

Un microbiolog din Canada, F. D`Erell, a descoperit bacteriofagi în septembrie 1917. Descoperirea lor sa făcut independent de lucrările lui F. Tuorot.

În 1897, NF Gamaleya a devenit observator al fenomenului de liză bacteriană, care a avut loc sub influența procesului de altoire a agentului.

Virușii de bacterii sunt bacteriofagi-paraziți care joacă un rol imens în patogeneza infecțiilor. Ei se angajează să asigure recuperarea organismului de tip multicelulular din multe boli și, prin urmare, să formeze un tip specific de sistem imunitar. D`Erell a vorbit mai întâi despre acest lucru, și mai târziu a dezvoltat-o ​​în predare. Această situație a atras mulți oameni de știință care au început să exploreze acest domeniu și să încerce să găsească răspunsuri la întrebări precum: ce fel de structură celulară (cristale) au virusii bacteriofagi? Care sunt procesele din interiorul lor, viitorul lor destin și dezvoltare? Toate acestea și mult mai mult a atras atenția multor cercetători.

valoare

Structura virușilor pe baza unui bacteriofag poate să ne povestească foarte mult, în special pentru interacțiunea cu alte informații pe care o persoană le are despre ele. De exemplu, acestea sunt, probabil, cea mai veche formă de particule virale. Analiza cantitativă ne indică faptul că populația lor are peste 10 ani³⁰ particule.

În natură, ele se găsesc în același loc în care trăiesc bacteriile, la care pot prezenta sensibilitate. Deoarece organismele luate în considerare sunt determinate de habitatul lor, preferințele bacteriilor pe care le infectează, atunci, prin urmare, liza bacteriilor solului (fagi) va trăi în sol. Mai multe microorganisme sunt conținute în substrat, cu atât mai mulți fagi necesari acolo.

De fapt, fiecare bacteriofag intruchipează una dintre unitățile elementare de bază ale mobilității genetice. Folosind transducția, ele determină apariția de noi gene în materialul ereditar al bacteriei. Pentru o secundă, pot apărea aproximativ 10 infecții²⁴ bacteriene. Această formă de răspuns la întrebarea despre ce viruși se numesc bacteriofagi ne arată în mod deschis căile de distribuire a informațiilor ereditare care se produc între organismele bacteriene din habitatul comun.

Caracteristicile structurii

Ca răspuns la această problemă, o structură are virus bacteriofag, se poate concluziona că acestea pot fi distinse în conformitate cu structura chimică, sub formă de acid nucleic (de ex. A.), și datele morfologice ale formei de interacțiune cu organisme bacteriene. Mărimea unui astfel de organism poate fi de câteva mii de ori mai mică decât cel microbian în sine. Un reprezentant tipic al fagilor este format din cap și coadă. Lungimea regiunii caudal poate fi de două până la patru ori diametrul dimensiunii capului, care, întâmplător, este potențialul genetic, luat forma de lanț ADN sau ARN. Există, de asemenea, o enzimă - transcriptază, scufundată într-o stare inactivă și înconjurată de un strat de proteine ​​sau lipoproteine. Aceasta provoacă stocarea genomului în interiorul celulei și se numește capsidă.

Caracteristicile structurii virusului bacteriofag determină compartimentul coada ca un tub de proteine, care servește ca o continuare a cochiliei care formează capul. În regiunea bazei caudale, ATPaza este localizată, regenerând resursele energetice folosite în procesul de injectare a materialului genetic.

Date sistematice

Bacteriofagul este o bacterie care infectează bacteriile. Astfel clasifică taxonomia în tabelul de ordine ierarhică. Atribuirea titlului în această știință sa datorat descoperirii unui număr mare de astfel de organisme. În prezent, aceste probleme sunt abordate de ICTV (ICTV). În conformitate cu Standardele Internaționale de Clasificare și cu distribuirea taxonomelor între viruși, bacteriofagii se disting prin tipul de acid nucleic pe care îl conțin sau caracteristicile morfologice.

Pentru astăzi, există 20 de familii, dintre care numai 2 aparțin ARN-ului care conține și 5 la prezența plicului. Printre virusurile ADN, doar 2 familii au un genom monocatenar. 9 virușii care conțin ADN (genomul ne apare sub forma unei molecule de inel de acid deoxiribonucleic) si alte 9 cu o figura liniara. 9 familii sunt specifice bacteriilor, iar celelalte 9 arheate.

Influența asupra celulei bacteriene

Viruși, bacteriofagi, în funcție de natura interacțiunii cu celula bacteria poate diferi in tip virulente si fagii temperate. Primii sunt capabili să-și mărească numărul numai prin intermediul ciclurilor litice. Procese în care interacțiunea fagului și celulele virulentă constă din adsorbție pe suprafața celulei, prin introducerea în structura celulară a biosintezei proceselor de elemente de fagi și punerea în stare funcțională și bacteriofagi care pleacă de la maestru.

Luați în considerare o descriere a virușilor bacteriofagilor, bazându-se pe expunerea lor ulterioară în celulă.

Bacteriile au pe suprafața lor structuri fagospecifice speciale, reprezentate sub formă de receptori, la care, de fapt, bacteriofagul este atașat. Folosind coada, fagul, prin enzimele conținute la finalizarea acestuia, distruge plicul într-o anumită locație a celulei. Mai mult, are loc reducerea sa, ca urmare a introducerii ADN-ului in celula. "Corpul" virusului bacteriofag cu stratul proteic rămâne în afara acestuia.

Injectarea, realizată de un fag, determină o reorganizare completă a tuturor proceselor metabolice. Sinteza proteinelor bacteriene și ARN și ADN-ul, este finalizat, iar procesul de transcriere începe activitatea bacteriofagi, datorită enzimei personale numit transcriptaza, care este activat numai după pătrunderea în celula de bacterii.

Ambele lanțuri timpurii și târzii ale ARN-ului de informare sunt sintetizate după intrarea lor în ribozomul celulei purtătoare. Există, de asemenea, un proces de sinteză a unor astfel de structuri ca nucleaza, ATPază, lizozimă, capsidă, coadă și chiar ADN polimerază. Procesul de replicare are loc în conformitate cu mecanismul semiconservativ și se realizează numai în prezența polimerazei. Proteinele târzii se formează după finalizarea proceselor de replicare a acidului deoxiribonucleic. După aceasta, începe etapa finală a ciclului, în care apare maturarea fagului. Și, de asemenea, pot fi combinate cu stratul proteic și formarea de particule mature, gata pentru infecție.

Cicluri de viață

Indiferent de structura virusului bacteriofag, toate au o caracteristică comună a ciclurilor de viață. În conformitate cu moderarea sau virulența, ambele tipuri de organisme sunt similare între ele în stadiile inițiale de influență asupra unei celule cu același ciclu:

• procesul de adsorbție a unui fag pe un receptor special;
• injectarea de acizi nucleici în victimă;
• se incepe procesul comun de replicare a acizilor nucleici, atat fagi cat si bacterii;
• procesul de diviziune celulară;
• dezvoltarea căilor lizogene sau litice.

Bacteriofagul moderat păstrează regimul prophage, urmează calea lizogenică. Reprezentanții virulenți se dezvoltă în conformitate cu modelul litice, în care există un număr de procese succesive:

• Direcția sintezei acizilor nucleici este determinată de enzimele fagului, care afectează aparatul responsabil pentru sinteza proteinelor. Parazitul începe să inactiveze ARN-ul și ADN-ul aparținând gazdei, iar o altă acțiune enzimatică conduce la scindarea acestuia. În următoarea parte a procesului, aparatul celular este "subordonat" sintezei proteinelor.
• Fage n. k. este supus replicării și determină direcția de sinteză a membranelor de proteine ​​noi. Procesul de formare a lizozimei se află în subordonarea ARN-ului fagic.
• Lysisul celulelor: ruptura celulelor datorită activității lizozimului. Există o eliberare a unui număr imens de fagi noi care vor infecta organismele bacteriene în continuare.

Metode de operare

viruși bacteriofag găsi aplicarea lor pe scară largă în tratamentul de tip antibiotic, care servește ca o alternativă la antibiotice. Printre organismele care pot fi aplicate, de obicei distinse: streptococică, stafilococică, klebsielleznyh, dacă este, Proteaceae, piobakteriofagov, poliproteynovyh și dezinterie.

Pe teritoriul Federației Ruse în scopuri medicale este înregistrată și se aplică în practică, treisprezece substanțe medicamentoase pe bază de fagi. De obicei, astfel de metode sunt folosite pentru a lupta împotriva infecțiilor în cazul în care forma tradițională de tratament nu conduce la modificări semnificative, ceea ce conduce la o sensibilitate scăzută a agentului patogen la impedanta antibiotic sau. În practică, utilizarea bacteriofagi conducând la o calitate rapidă și pentru a atinge succesul dorit, dar acest lucru necesită prezența unei membrane biologice, stratul polizaharidic adăpostit prin care antibioticele nu pot penetra.

Tipul terapeutic de utilizare a reprezentanților fagilor nu găsește sprijin în Occident. Cu toate acestea, este adesea folosit pentru a controla bacteriile care provoacă intoxicații alimentare. Experimentele pe termen lung privind studiul activității bacteriofagilor ne arată că prezența, de exemplu, a unui fag dysenteric în spațiul comun al orașelor și satelor determină expunerea spațiului la măsuri preventive.

Inginerii genetici exploatează bacteriofagii, ca vectori, prin care se efectuează transferul de ADN. Și, de asemenea, cu participarea lor există un transfer de informații genomice între interacțiunea celulelor de bacterii.