32. Бактериофаги. Морфология и химический состав.

Бактериофа́ги или фа́ги (от др.-греч. φᾰγω — «пожираю») — вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Бактериофаг присутствует там, где находятся чувствительные к нему бактерии. Бактериофаги – неклеточные формы жизни, содержат одну нуклеиновую кислоту – ДНК или РНК у них отсутствуют белоксинтезирующие системы и самостоятельный метаболизм облигатные внутриклеточные паразиты на генетическом уровне 

По признаку специфичности выделяют:

1. поливалентные фаги (лизируют культуры одного семейства или рода бактерий);

2. моновалентные (лизируют культуры только одного вида бактерий);

3. Типовые (способны вызывать лизис только определенных типов (вариантов) бактериальной культуры внутри вида бактерий)

Морфология бактериофагов.

Бактериофаги различаются по химической структуре, типу нуклеиновой кислоты, морфологии и характеру взаимодействия с бактериями. По размеру бактериальные вирусы в сотни и тысячи раз меньше микробных клеток.

Применение современных электронных микроскопов, а также усовершенствование методов приготовления препаратов для электронной микроскопии позволили более детально изучить тонкую структуру фагов. Оказалось, что она весьма разнообразна и у многих фагов более сложна, чем структура вирусов растений и ряда вирусов человека и животных.

Рис.1 Морфологические типы фагов.

По форме частиц фаги делятся на шесть основных морфологических типов:

1) палочковидные или нитевидные фаги;

2) фаги, состоящие из одной головки, без отростка;

3) фаги, состоящие из головки, на которой имеется несколько небольших выступов;

4) фаги, состоящие из головки и весьма короткого отростка;

5) фаги, имеющие головку и длинный отросток, чехол которого может сокращаться;

6) фаги, имеющие головку и длинный отросток, чехол которого не может сокращаться;

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, окружённая белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом, сохраняющим геном вне клетки. Нуклеиновая кислота и капсид вместе составляют нуклеокапсид.

Хвост, или отросток, представляет собой белковую трубку — продолжение белковой оболочки головки, в основании хвоста имеется АТФаза, которая регенерирует энергию для инъекции генетического материала. Отросток имеет вид полой трубки, окружённой чехлом, содержащим сократительные белки, подобные мышечным. На конце отростка у многих бактериофагов имеется базальная пластинка, от которой отходят тонкие длинные нити, способствующие прикреплению фага к бактерии.

Химический состав.

Фаги состоят из нуклеиновой кислоты и белков. Большинство из них содержит 2хнитевую ДНК, замкнутую в кольцо. Некоторые фаги содержат одну нить ДНК или РНК. Нуклеиновая кислота находится в головке. Внутри головки фагов обнаружено также небольшое количество белка (около 3%).

Оболочка фагов – капсид, состоит из упорядоченных белковых субъединиц – капсомеров.

 У наиболее сложноорганизованных фагов в дистальной части отростка, содержится фермент – лизоцим. Этот фермент способствует растворению оболочки бактерий при проникновении фаговой НК в цитоплазму.

Кроме указанных основных компонентов, фаги содержат в небольших количествах углеводы и некоторые преимущественно нейтральные жиры.

Фаги хорошо переносят замораживание, нагревание до 70, высушивание. Чувствительны к кислотам, УФ и кипячению. Фаги инфицируют строго определенные бактерии, взаимодействую со специфическими рецепторами клеток.

Фаги обладают антигенными свойствами: если их вводить в организм человека или животного, минуя желудочно-кишечный тракт, то в них образуются антитела, обладающие высокой специфичностью и нейтрализующие литическую активность фагов.