Особливості будови біофагов
Будова фага складніше, ніж будова вірусів тварин і рослин. Досить своєрідна морфологія фага. У нього розрізняють головку, що має овальну форму, іноді шестигранную, призматичну, іноді круглу. Від головки відходить більш-менш довгий порожнистий відросток. Фаг порівнюють з барабанною паличкою, шпилькою, пуголовком. За своїми розмірами фаги відносяться до середніх за величиною вірусам. Діаметр головки їх становить 60-90 ммк, довжина відростка - 250 ммк, товщина - 10-25 ммк. Величина фагів досить мінлива. Навіть різні варіанти (типи) одного і того ж виду фага можуть сильно відрізнятися за своїми розмірами. Молекулярний вага фага 200 млн.
Зміст
Частка фага є нуклепротеідом і складається з білка (50-60%) і ДНК (45-50%). Деякі фаги містять невелику кількість липоидов (1,5-2%). Білок утворює оболонку фага, а ДНК знаходиться у внутрішньому просторі головки фага. Білкова оболонка складається з великого числа білкових частинок, званих субодиницями.
Деякі вчені вважають, що ДНК фага має дуже невелику домішку білка, який відрізняється від білкової оболонки фага. ДНК різних фагів відрізняються один від одного і від ДНК клітин бактерій, в яких вони мешкають. Кишкова паличка містить ДНК близько 5%, а лизирующие її фаги - близько 45%. Крім того, ДНК кишкової палички має підставу цитозин, а її фаг містить іншу підставу, кілька відрізняється від цитозину.
Відео: Вправи для ніг і особливості будови.
Фаги є паразитами бактерій (фаг - пожирач). Вони знайдені майже у всіх хвороботворних для людини і тварин бактерій і у багатьох непатогенних мікробів, в тому числі у молочнокислих бактерій, азотобактера, бульбочкових бактерій, у багатьох променистих грибів, з яких готують антибіотики. Фаги широко поширені в природі. Вони знаходяться там, де зустрічаються бактерії і актиноміцети. Їх виділяють з молока, грунту, води, що містять велику кількість мікробів. Основним джерелом фагів хвороботворних мікробів є хворі люди і тварини, а також бацилоносії. Фаги виділяються при кишкових інфекціях з випорожнень, при гнійних захворюваннях з гною. Особливо легко вони виділяються в період одужання.
Мал. Розміри і будова фага Т2
Сучасна класифікація бактеріофагів включає 13 родин, підрозділених більш ніж на 140 пологів, які містять більше 5300 видів фагів. В даний час ці віруси виявлені у більшості бактерій, як хвороботворних, так і неболезнетворних, а також ряду інших мікроорганізмів (наприклад, грибів).
Фаги відрізняються за формою, структурної організації, типу нуклеїнової кислоти і характером взаємодії з мікробною клітиною.
Фагів притаманні всі біологічні особливості, які властиві вірусам. Їх геном представлений або ДНК, або РНК і ув`язнений в білкову оболонку (капсид), структурні субодиниці якої покладені на кшталт або спіральної, або кубічної симетрії. Великі фаги, що мають хвостик, влаштовані за типом бінарної симетрії (головка - ікосаедр, хвостик - спіральна симетрія). Фаги відрізняються за формою - ниткоподібні, сферіческіе- фаги, що мають головку і хвостік- за розмірами - дрібні, середнього розміру і великі (рис. 1).
Мал. 1. Різні форми фагових віріонів по Г. Шлегелю, 1972 р
1 - ниткоподібна форма (фаг fd) - 2 - гексагональна головка з відростком і скорочувальним чохлом (фаги Т2. Т4, Т6) - 3 - гексагональна головка з довгим, нездатним до скорочення хвостіком- 4 - головка з коротким відростком (фаги ТЗ, Т7) - 5 - октаедр- 6 - ікосаедр.
Відео: Михайло Варламов в Periscope 08 06 2016 Особливості будови ментального тіла
Більшість фагів під електронним мікроскопом мають форму пуголовка або сперматозоїда, деякі - кубічну і ниткоподібну форми. Розміри фагів коливаються від 20 до 800 нм у ниткоподібних фагів.
Найбільш повно вивчені великі бактеріофаги, які мають форму сперматозоїда. Вони складаються з витягнутої ікосаедріческой головки розміром 65-100 нм і хвостового відростка довжиною понад 100 нм (рис. 3).
Усередині хвостового відростка є порожнистий циліндричний стрижень, з`єднана отвором з головкою, зовні - чохол, здатний до скорочення на зразок м`язи. Хвостовий відросток закінчується шестикутної базальної платівкою з короткими шипами, від яких відходять ниткоподібні структури - фібрили.
Існують також фаги, що мають довгий відросток, чохол якого не здатний скорочуватися, фаги з короткими відростками, аналогами відростків, без відростка. [2,4]
Рис.3. Бактеріофаг (схема будови).
1 - головка, 2 хвіст, 3 - нуклеїнова кислота, 4 - капсид, 5 -"комірець", 6 - білковий чохол хвоста, 7 фібрила хвоста, 8 - шипи, 9 - базальна пластинка.
Головка Т-фагів утворена з однотипних субодиниць, організованих за принципом кубічної симетрії, і може досягати розмірів 100 нм. Капсомери головки складаються з білкових молекул, побудованих переважно з аспарагінової і глутамінової кислот, а також лізину. Вміст білка і ДНК в голівці приблизно однаково. Геном більшості фагів утворює спірально упакована подвійна нитка ДІК. Число фагів, що містять одноцепочечную молекулу ДНК або РНК, незначно. У деяких фагів (наприклад, Т2) в голівці знаходиться внутрішній білок, що містить поліаміни (спермін і путресцин) і забезпечує суперспіралізацію великий молекули ДНК. У такому вигляді вона може упаковуватися порівняно невеликому обсязі. У складі фаговой ДНК виявлені незвичайні азотисті основи (наприклад, оксіметілцітозін).
Хвіст Т-фагів може досягати 250 нм в довжину і 25 нм в ширину. Він включає поль - стрижень (сконструйований за принципом спіральної симетрії) і скоротливий чохол, який приєднується до комірця, навколишнього стрижень близько головки. Чохол утворений 120-140 білковими молекулами, кожна з яких пов`язує одну молекулу АТФ і іони Са2 +. У дистальному відділі стержня розташована шестикутна базальна пластина з шістьма шипами шістьма нитками (фибриллами). У парних фагів (наприклад, у Т2) закінчення фібрил опущений вниз, а у непарних - загнуті вгору. У деяких Т-фагів (бактеріофагів) в дистальній частині хвоста знаходить лізоцим (ендолізін).
Фаги складаються з двох основних хімічних компонентів - нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і білка. У фагів, що мають форму сперматозоїда, двунитчатая ДНК щільно упакована у вигляді спіралі всередині головки.
Відео: Віруси [Особливості будови і життєдіяльності вірусів] А.Н. Квашенко
Білки входять до складу оболонки (капсида), навколишнього нуклеїнових кислот, і в усі структурні елементи хвостового відростка. Структурні білки фага розрізняються за складом поліпептидів і представлені у вигляді безлічі ідентичних субодиниць, укладених по спіральному або кубічному типу симетрії.
Крім структурних білків, у деяких фагів виявлено внутрішні (геномні) білки, пов`язані з нуклеїнової кислотою, і білки - ферменти (лізоцим, АТФ - аза), які беруть участь у взаємодії фага з клітиною.
Фаги більш стійкі до дії хімічних і фізичних факторів, ніж бактерії. За ступенем стійкості до дії різних факторів зовнішнього середовища і хімічних речовин фаги займають місце між вірусами і неспоровие бактеріями. Вони стійкі в межах рН від 5,0 до 8,0, більшість з них не інактивується холодними водними розчинами гліцерину і етилового спирту. На них не діють такі ферментні отрути, як ціанід, фторид, динитрофенол, а також хлороформ і фенол. Фаги добре зберігаються в запаяних ампулах і в лиофилизированном стані, але легко руйнуються при кип`ятінні, дії кислот, хімічних дезінфектантів, при УФ опроміненні.
Високочутливі фаги до формаліну і кислот. Інактивація більшості фагів настає при температурі 65-70 ° С. Тривалий час вони зберігаються при висушуванні в запаяних ампулах, заморожуванні при температурі -185 ° С в гліцерині.
Ще по темі:
Історія відкриття бактеріофагів
Взаємодія фага з бактеріальною клітиною
Життєвий цикл фага
Методи вирощування і визначення бактеріальних вірусів
Практичне застосування бактеріофагів
