Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Бактеріофаги

Бактеріофаг — вірус, що вражає бактерії (табл. 6). Бактеріофаги широко розповсюджені в природі. Фаги виділені також з грибків. Найбільш вивчені колі-фаги — бактеріофаги Escherichia coli.

Типова частинка бактеріофага має форму пуголовка й складається з головки та хвоста. Довжина хвоста звичайно у 2-4 рази більша, ніж діаметр головки. Хвіст являє собою білкову оболонку — продовження білкової оболонки головки. Існують також бактеріофаги з коротким відростком, без відростка або ниткоподібні У головці, оточеній капсидом, міститься нуклеїнова кислота. Розрізняють ДНК-вмісні та РНК-вмісні бактеріофаги. Бактеріофаги — внутрішньоклітинні паразити, їх розмноження відбувається в живій клітині. За характером взаємодії з мікробною клітиною розрізняють вірулентні й помірні бактеріофаги. Процес взаємодії вірулентного бактеріофага з клітиною складається з кількох стадій: адсорбції, проникнення, біосинтезу нуклеїнової кислоти й білків, складання та виходу з клітини. Адсорбція, або прикріплення бактеріофага відбувається до фагоспецифічних рецепторів на поверхні мікробної клітини наступним чином: хвіст бактеріофага за допомогою ферментів, які є на його кінці, «продірявлює» оболонку клітини, скорочується, і ДНК з головки бактеріофага прослизає в клітину бактерії. Білкова оболонка бактеріофага залишається ззовні. Згодом настає стадія біосинтезу нуклеїнової кислоти й білків фага. ДНК вірусу гальмує синтезувальні механізми клітини, змушуючи її синтезувати ДНК і білки бактеріофага.

З утворених у різних частинах клітини в різний час фагової нуклеїнової кислоти й білка формуються нові фатові частинки (складання бактеріофага). Вихід бактеріофага відбувається в результаті руйнування клітини.

Увесь цикл розмноження триває 30-40 хв, у результаті якого утворюється до 200 нових фагів.

Помірні бактеріофаги інфікують клітину, але не спричиняють її лізису. ДНК бактеріофага, потрапляючи в клітину, інтегрує з її генетичним апаратом і успадковується наступними поколіннями клітини. ДНК бактеріофага, інтегровану з бактеріальною хромосомою, називають профагом. Бактеріальні клітини, які містять профаг, позначають терміном «лізогенні». Лізогенізація бактерій лежить в основі так званої лізогенної, або фагової, конверсії, яка полягає в набутті лізогенними бактеріями різних властивостей.

Наприклад, здатність дифтерійної палички утворювати екзотоксин пов’язана з наявністю профага в клітині. Під дією різних факторів (ультрафіолетове, іонізуюче випромінювання, деякі хімічні сполуки, а іноді — спонтанно) може відбуватися перетворення профага у вегетативну форму, що супроводжується розмноженням бактеріофага, лізисом клітини і виходом бактеріофагів. Інтерес до бактеріофагів зріс у зв’язку з можливістю їх застосування проти стійких до ліків форм патогенних та умовно-патогенних бактерій.

Ефективним є лікування бактеріофагами в поєднанні з антибіотиками. Препарати бактеріофагів мають вигляд таблеток з кислотостійкою оболонкою, мазей, свічок, у рідкому вигляді. Використовують їх для зрошенння, змащування поверхонь ран, вводять перорально тощо.

Схематична будова бактеріофага Т4: 1 — геном у вигляді дволанцюгової ДНК; 2 — головка; 3 — хвостовий відросток з чохлом; 4 — білкові нитки; 5 — базальна пластинка