Бактериофаги являются "пожирателями бактерий" в том, что они вирусы которые заражают и уничтожают бактерии. Иногда называемые фагами, эти микроскопические организмы вездесущи в природе. В дополнение к заражению бактериями, бактериофаги также заражают другие микроскопические прокариоты известный как археи. Эта инфекция специфична для определенного вида бактерий или архей. Фаг, который заражает E. палочка например, не заразит бактерии сибирской язвы. Так как бактериофаги не заражают клетки человека, они были использованы в медицинской терапии для лечения бактериальные заболевания.
Бактериофаги имеют три основных типа строения.
Поскольку бактериофаги являются вирусами, они состоят из нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) заключен в оболочку белка или капсид. Бактериофаг также может иметь белковый хвост, прикрепленный к капсиду с хвостовыми волокнами, выходящими из хвоста. Волокна хвоста помогают фагу прикрепляться к хозяину, а хвост помогает вводить вирус гены в хозяин. Бактериофаг может существовать как:
- вирусные гены в головке капсида без хвоста
- вирусные гены в головке капсида с хвостом
- нитевидный или палочковидный капсид с круглой одноцепочечной ДНК.
Бактериофаги упаковывают свой геном
Как вирусы вписывают свой объемный генетический материал в свои капсиды? РНК-бактериофаги, растительные вирусы и вирусы животных имеют механизм самораскладывания, который позволяет вирусному геному поместиться в капсидный контейнер. Похоже, что только геном вирусной РНК имеет этот механизм самофолдинга. ДНК-вирусы встраивают свой геном в капсид с помощью специальных ферментов, известных как упаковочные ферменты.
Бактериофаги имеют два жизненных цикла
Бактериофаги способны к размножению либо по лизогенному, либо по литическому жизненным циклам. Лизогенный цикл также известен как умеренный цикл, потому что хозяин не убит. Вирус вводит свои гены в бактерию, а вирусные гены внедряются в бактерию хромосома. в бактериофаг, литический циклвирус размножается внутри хоста. Хозяин погибает, когда вновь реплицированные вирусы раскрываются или лизируются клеткой-хозяином и высвобождаются.
Бактериофаги передают гены между бактериями
Бактериофаги помогают переносить гены между бактериями с помощью генетическая рекомбинация. Этот тип переноса гена известен как трансдукция. Трансдукция может быть осуществлена через литический или лизогенный цикл. Например, в литическом цикле фаг вводит свою ДНК в бактерию, а ферменты разделяют бактериальную ДНК на кусочки. Гены фагов направляют бактерию на производство большего количества вирусных генов и вирусных компонентов (капсид, хвост и т. Д.). Как новый вирусы начинают собираться, бактериальная ДНК может случайно оказаться внутри вирусного капсида. В этом случае фаг обладает бактериальной ДНК вместо вирусной ДНК. Когда этот фаг заражает другую бактерию, он вводит ДНК из предыдущей бактерии в клетку-хозяина. Затем донорская бактериальная ДНК может быть вставлена в геном вновь инфицированной бактерии путем рекомбинации. В результате гены одной бактерии передаются другой.
Бактериофаги могут сделать бактерии вредными для человека
Бактериофаги играют роль в заболевании человека, превращая некоторые безвредные бактерии в возбудителей болезней. Некоторые виды бактерий, включая E. палочка, Streptococcus pyogenes (вызывает мясоедение), Vibrio cholerae (вызывает холеру) и Shigella (вызывает дизентерию) становится вредным, когда гены, которые производят токсичные вещества, передаются им через бактериофаги. Эти бактерии могут заразить людей и вызвать пищевое отравление и другие смертельные заболевания.
Бактериофаги используются, чтобы предназначаться для superbugs
Ученые выделили бактериофаги, которые уничтожают супербуга Clostridium difficile (C. Diff). C. разница как правило, влияет на пищеварительную систему, вызывая диарею и колит. Лечение этого типа инфекции бактериофагами дает возможность сохранить хорошие кишечные бактерии, уничтожая только C. разница зародыши. Бактериофаги рассматриваются как хорошая альтернатива антибиотики. Из-за чрезмерного использования антибиотиков устойчивые штаммы бактерий становятся все более распространенными. Бактериофаги также используются для уничтожения других супер-жуков, в том числе устойчивых к лекарствам E. палочка и MRSA.
Бактериофаги играют важную роль в мировом круговороте углерода
Бактериофаги являются наиболее распространенным вирусом в океане. Фаги, известные как Pelagiphages, заражают и уничтожают бактерии SAR11. Эти бактерии превращают молекулы растворенного углерода в углекислый газ и влияют на количество доступного атмосферного углерода. Пелагифаги играют важную роль в круговороте углерода, уничтожая бактерии SAR11, которые размножаются с высокой скоростью и очень хорошо адаптируются, чтобы избежать инфекции. Пелагифаги контролируют количество бактерий SAR11, гарантируя, что не будет переизбытка глобального производства углекислого газа.
Источники:
- Энциклопедия Британника Онлайн, с. против «бактериофаг», доступ 7 октября 2015 г., http://www.britannica.com/science/bacteriophage.
- Норвежская школа ветеринарных наук. "Вирусы могут стать безвредными" Коли Опасный. "ScienceDaily. ScienceDaily, 22 апреля 2009 г. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.
- Университет Лестера. «Волшебные пули бактерий, поедающих бактерии, в войне с супербуками». ScienceDaily. ScienceDaily, 16 октября 2013 г. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.
- Орегонский государственный университет. «Война без конца с углеродным циклом Земли, удерживаемым на волоске» ScienceDaily. ScienceDaily, 13 февраля 2013 г. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.