Химические свойства бактериофагов

Малые бактериофаги содержат только белок и нуклеиновую кислоту типа РНК (Леб и Циндер, 1961; Купер и Циндер, 1962; Штраус и Синсхеймер, 1963) или ДНК (Патнем, 1963).

Крупные спермиеобразные бактериофаги, из которых наиболее изучены бактериофаги, поражаю­щие Escherichia coli, имеют сложный белковый состав и нуклеиновую кислоту типа ДНК.

Почти половина азота бактериофага приходится на белок, а другая половина — на ДНК. Около 7% азота содержит кислотнорастворимый материал, химическая природа которого не установлена. Почти весь фосфор (99%) входит в состав ДНК и только 1 % его связан с кислотнорастворимой фракцией.

Получение препаратов инфекционной нуклеиновой кислоты бактериофагов сопряжено со значительными трудностями. Нормальные клетки восприимчивых бакте­рий не могут быть использованы в опытах по заражению очищенной нуклеиновой кислотой бактериофагов, по­скольку последняя неспособна проникать через клеточ­ную оболочку. Для опытов используются голые прото­пласты бактерий. Освобождение протопластов от оболоч­ки происходит при воздействии на бактериальную куль­туру растворами пенициллина или лизоцима.

Простей­шие формы вирионов состоят из белка и нуклеиновой кис­лоты, сближает их с активными органоидами клетки, такими, как рибосомы. Последние также состоят из белка и нуклеиновой кислоты и по размерам близки к простей­шим икосаэдрическим вирусам. Однако между ними суще­ствует глубокое качественное различие. Рибосомы — ор­ганоиды белкового синтеза. Они находятся в непрерывном обмене с веществами клетки, открыты для этого обмена. Обладая своей нуклеиновой системой, они непрерывно входят в связь с цепями информационной РНК клетки, катализируя синтез полипептидов. Продукты синтеза, в свою очередь, отделяются от активных центров рибосом и поступают в гиалоплазму клеток. Уровень биохимиче­ской активности рибосом очень высок.

В противоположность этому вирионы вирусов пред­ставляют собой замкнутую покоящуюся систему, выклю­ченную из обмена веществ. Внешняя белковая оболочка, образующая своеобразный поверхностный кристалл, изолирует от окружающей среды внутреннее содержимое вириона, состоящее в основном из нуклеиновой системы. Вирионы многих вирусов имеют фор­му, близкую к шаровидной, обладающую минимальной поверхностью соприкосновения с внешней средой. Это также служит для лучшей защиты их от внешних воздей­ствий. Вирионы спиральных вирусов в этом отношении менее совершенны. Однако их нуклеиновая система хоро­шо защищена со всех сторон белковыми субъединицами.

Биологическая функция вирионов такая же, как у по­коящихся спор микроорганизмов: сохранение в анабиоти­ческом состоянии жизнеспособной системы до того, как появятся условия, благоприятные для ее жизнедеятель­ности.

Вирионы ряда вирусов наделены приспособлениями, способствующими проникновению в нового хозяина. К ним относятся структуры, определяющие адсорбцию вирионов на клетках хозяина, ферменты, воздействующие на кле­точные оболочки, а у крупных бактериофагов — сложная структура отростка, включающая сократительный белок и сердцевинный стержень с концевой пластинкой и фибрил­лами.

Ни в цитоплазме, ни в ядре клеток растений, животных или микроорганизмов нет образований, структурно и функционально подобных вирионам вирусов. Эта каче­ственная особенность вирионов гармонирует с представле­нием о них, как об особой форме жизни.