Вопрос 6. Вирусы и фаги

Вирусы. Вирусами называют (от лат. virus — яд) мельчайшие неклеточные частицы, состоящие из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсулы). Вирусы не являются самостоятельными организмами и не способны размножаться вне живой клетки хозяина. Вне клетки вирус существует в виде вирусной частицы (вириона), которую называют еще нуклеинокапсидом. Нуклеинокапсид может быть «голым» или окруженным белковой оболочкой— капсидом, состоящим из субъединиц белка — капсомеров. Капсид чаще всего имеет симметричное строение. Различают два вида симметрии — спиральную и кубическую. Вирусы распознаются по последствиям своего развития в клетках хозяина. Они разрушают целые комплексы клеток и вызывают поражения тканей, что ведет к появлению некротических пятен, или зон лизиса. Вирусы поражают растения, человека, животных и микроорганизмы. Вирусы, поражающие растения, называют фитопатогенными. Они попадают внутрь растительных клеток только через повреждения, а не в результате активного внедрения. Переносчиками вирусов служат насекомые. Вирусы, поражающие человека и животных, вызывают такие заболевания, как оспа, ветрянка, корь, бешенство, полиомиелит (детский паралич), грипп, насморк, ящур и др., которые передаются при контакте, а также насекомыми. Заболевания, вызываемые вирусами, наносят большой ущерб здоровью людей.

Фаги. Фагами называются вирусы, поражающие бактерии. Они выявляются по образованию «стерильных пятен» («бляшек») в сплошном бактериальном газоне. В бактериальной взвеси они размножаются так быстро, что за короткое время способны лизировать (растворить) все клетки. Нуклеиновая кислота фага — это либо двухцепочечная или одноцепочечная ДНК, либо одноцепочечная РНК.В зависимости от формы зрелых фаговых частиц существуют различные виды фагов: нитевидной формы, с аналогом отростка, с коротким отростком, с длинным несокращающимся отростком, с отростком сложного строения, чехол которого способен сокращаться. Размножение фага в клетке хозяина является очень сложным процессом. Сначала происходит адсорбция фага на поверхности чувствительной бактериальной клетки, у которой есть соответствующие рецепторы. За адсорбцией следует инъекция, т.е. введение ДНК фага в бактериальную клетку. Базальная пластинка фиксируется на клетке, чехол отростка сокращается и полый стержень входит в бактериальную клетку. ДНК фага по полому стержню попадает внутрь клетки бактерии, а белковая оболочка фага остается снаружи. Инъецированная ДНК фага вызывает полную перестройку метаболизма зараженной клетки. Сразу же прекращается синтез ДНК и РНК бактериальных белков. Затем образуются фаговая ДНК и белки оболочки фага. Следующий этап —«созревание», который состоит в соединении фаговой ДНК с белком оболочки и образование зрелых инфекционных фаговых частиц. Созревание фагов — сложный многоступенчатый процесс. В конце созревания клеточная стенка бактерии под действием фагового лизоцима растворяется и вновь образованные фаги покидают клетку. Продолжительность периода созревания фагов и величина «урожая» фаговых частиц варьируют в широких пределах в зависимости от вида фага и бактерии, условий среды.Фаги, как правило, лизируют зараженные ими бактерии, поэтому их называют еще вирулентными. Но есть фаги, которые заражают клетки бактерий-хозяев, но не размножаются в них и не вызывают лизиса. Такие фаги называются умеренными, а бактерии — «лизогенными». Видимо, размножение умеренных фагов происходит синхронно с делением клетки бактерии. Фаг в таком состоянии называют профагом, его ДНК интегрирована в хромосому клетки хозяина. Размножаются только в клетках, могут находиться в виде кристаллов.Все вирусы являются возбудителями заболеваний. ВТМ — вирусы табачной мозайки. Строение: Белковая оболочка, внутри которой располагается чаще всего ДНК, иногда РНК. Фаги — вирусы бактерий. Строение:Шестигранная головка, состоит из белка, внутри РНК.Отросток с полым стержнем.Базальная пластинка с отростками выделяет ферменты, которые разрушают клеточную стенку бактерий; отросток сокращается и ДНК выталкивается внутрь бактериальной клетки. ДНК фага всегда побеждает ДНК самой клетки и направляет всю деятельность клетки на создание себеподобных частиц (фаголизис).