Den här artikeln, som en biologirapport i femte klass om bakteriofagvirus, kommer att hjälpa läsaren att lära sig grundläggande information om dessa extracellulära livsformer. Här kommer vi att överväga deras taxonomiska placering, egenskaper hos struktur och livsaktivitet, manifestation av dem själva när de interagerar med bakterier, etc.
Introduktion
Alla vet att den universella representanten för en livsenhet på planeten jorden är en cell. Men vändningen mellan 1800- och 1900-talen var en era under vilken ett antal sjukdomar upptäcktes som drabbar djur, växter och till och med svampar. Genom att analysera detta fenomen och ta hänsyn till allmän information om mänskliga sjukdomar, insåg forskarna att det finns organismer som kan vara av icke-cellulär natur.
Sådana varelser är extremt små och kan därför passera genom det minsta filtret utan att stanna där även den minsta cellen kunde stanna. Detta ledde till upptäckten av virus.
Allmän information
Föreöverväg representanter för virus - bakteriofager - låt oss bekanta oss med allmän information om detta kungarike i den taxonomiska hierarkin
Viruspartikeln har de minsta dimensionerna (20-300 nm) och symmetrisk strukturering. Den är byggd av komponenter som ständigt upprepas. Alla organismer av viral natur är ett fragment av RNA eller DNA, inneslutet i ett speciellt proteinskal som kallas en kapsid. De har inte förmågan att självständigt fungera och upprätthålla vital aktivitet, eftersom de är utanför en annan cell. Manifestationen av levande varelsers egenskaper är inneboende i dem först efter att ha introducerats i en annan organism, medan viruset självt kommer att använda resurserna i cellen som det har fångat för att upprätthålla stabilitet i sitt eget tillstånd. Det följer att denna domän av taxonomi presenteras som en parasitisk, intracellulär livsform. Det finns virus som invaderar delar av membranen i cellen där de utvecklades och levde. De bildar ett annat skal runt sådana platser och täcker kapsiden.
Som regel bildar virus en bindning med ytan på cellen där de parasiterar. Sedan kommer viruset in och börjar söka efter en specifik struktur som det kan träffa. Till exempel fungerar de orsakande medlen för hepatit och lever endast i leverns cellenheter, medan påssjuka försöker tränga in i öreskärlskörtlarna.
DNA (RNA) som tillhör viruset, när det väl är inne i bärarcellen, börjar interagera med den genetiska ärftlighetsapparaten så att cellen själv börjar en okontrollerad syntesprocessen specifik serie av proteiner som kodas i nukleinsyran hos själva patogenen. Därefter sker replikering, som utförs direkt av cellen själv, och därmed börjar processen med att sätta ihop en ny viruspartikel.
Bakteriofag
Vilka är bakteriofagvirus? Detta är en speciell form av liv på jorden som selektivt penetrerar bakterieceller. Reproduktion sker oftast inom värden, och själva processen leder till lys. Med tanke på strukturen hos virus med exemplet med bakteriofager kan vi dra slutsatsen att de består av skal bildade av proteiner och har en apparat för att reproducera ärftlighet i form av en RNA-kedja eller två DNA-kedjor. Det totala antalet bakteriofager motsvarar ungefär det totala antalet bakteriella organismer. Dessa virus deltar aktivt i den kemiska cirkulationen av ämnen och energi i naturen. Orsakar många manifestationer av tecken i bakterier och mikrober som utvecklas eller utvecklas under evolutionens gång.
Upptäcktshistorik
Bakteriologiforskaren F. Twort skapade en beskrivning av en infektionssjukdom, som han föreslog i en artikel publicerad 1915. Denna sjukdom drabbade stafylokocker och kunde passera genom vilka filter som helst och kunde också transporteras från en cellkoloni till andra.
F. D'Herelle, en kanadensiskfödd mikrobiolog, upptäckte bakteriofager i september 1917. Deras upptäckt gjordes oberoende av F. Tworots arbete.
År 1897 blev N. F. Gamaleya en observatör av fenomenet lysisbakterier som fortsatte under påverkan av ympningsmedelsprocessen.
Bakterievirus är parasitiska bakteriofager som spelar en stor roll i patogenesen av infektioner. De är engagerade i att säkerställa återhämtningen av den flercelliga typen av organism från många sjukdomar och bildar därför en specifik typ av immunsystem. D'Herelle talade först om detta och utvecklade det senare till en doktrin. Denna position lockade många forskare som började utforska detta område och försöka hitta svar på frågor som: vilken typ av cellstruktur (kristaller) har bakterie-virus bakteriofager? Vilka är processerna inom dem, deras vidare öde och utveckling? Allt detta och mer har uppmärksammats av många forskare.
Meaning
Virusstrukturen i exemplet med en bakteriofag kan säga oss mycket, särskilt för interaktion med annan information som en person har om dem. Till exempel är de förmodligen den äldsta formen av viruspartiklar. Kvantitativ analys visar för oss att deras befolkning har mer än 1030 partiklar.
I naturen kan de finnas på samma plats där bakterier lever, som de kan vara känsliga för. Eftersom organismerna i fråga definieras av deras livsmiljö, av preferenserna hos de bakterier de infekterar, följer det att lyserande jordbakterier (fager) kommer att leva i jorden. Ju fler mikroorganismer substratet innehåller, desto fler nödvändiga fager finns där.
I verkligheten förkroppsligar varje bakteriofagen av de grundläggande elementära enheterna för genetisk rörlighet. Med hjälp av transduktion orsakar de uppkomsten av nya gener i bakteriens ärftliga material. Cirka 1024 bakterieceller kan infekteras per sekund. Denna form av att svara på frågan om vilka virus som kallas bakteriofager visar oss öppet hur ärftlig information distribueras mellan bakteriella organismer från en gemensam livsmiljö.
Byggnadsfunktioner
För att svara på frågan om vilken struktur bakteriofagviruset har, kan vi dra slutsatsen att de kan särskiljas efter den kemiska strukturen, typen av nukleinsyra (n.c.), morfologiska data och formen av interaktion med bakteriella organismer. Storleken på en sådan organism kan vara flera tusen gånger mindre än själva mikrobiella cellen. En typisk representant för fager bildas av ett huvud och en svans. Längden på svansen kan vara två till fyra gånger diametern på huvudet, som för övrigt rymmer den genetiska potentialen, som har tagit formen av en DNA- eller RNA-kedja. Det finns också ett enzym - transkriptas, nedsänkt i ett inaktivt tillstånd och omgivet av ett skal av proteiner eller lipoproteiner. Den bestämmer lagringen av genomet inuti cellen och kallas kapsiden.
Bakteriofagvirusets strukturella egenskaper definierar dess svansutrymme som ett rör med proteiner, som fungerar som en fortsättning på skalet som utgör huvudet. ATPase är beläget i regionen av svansbasen, vilket regenererar energiresurserna som spenderas på injektionsprocessen.genetiskt material.
Systematisk data
Bakteriofag är ett virus som infekterar bakterier. Så här klassificerar taxonomen det i hierarkisk ordningstabell. Tilldelningen av en titel till dem i denna vetenskap berodde på upptäckten av en enorm mängd av dessa organismer. Dessa frågor behandlas för närvarande av ICTV. I enlighet med de internationella standarderna för klassificering och distribution av taxa bland virus, särskiljs bakteriofager av typen av nukleinsyra de innehåller eller morfologiska egenskaper.
Idag kan 20 familjer urskiljas, bland vilka endast 2 tillhör innehållande RNA och 5 med ett skal. Bland DNA-virus har endast 2 familjer en enkelsträngad form av genomet. 9 virus som innehåller DNA (genomet framstår för oss som en cirkulär molekyl av deoxiribonukleinsyra) och de andra 9 med en linjär figur. 9 familjer är specifika för bakterier, och de andra 9 är specifika för archaea.
Påverkan på bakteriecellen
Bakteriofagvirus, beroende på typen av interaktion med en bakteriecell, kan skilja sig åt i virulenta och måttliga fager. De förra kan öka sitt antal endast med hjälp av lytiska cykler. Processerna i vilka interaktionen mellan den virulenta fagen och cellen sker, består av adsorption på cellytan, penetration in i cellstrukturen, processer för biosyntes av fagelement och deras föra till ett funktionellt tillstånd, samt frisättning av bakteriofagen från värden.
Låt oss överväga beskrivningen av bakteriofagvirus baserat på deras vidare verkan i cellen.
Bakterier har på sin yta speciella fagspecifika strukturer, presenterade i form av receptorer, till vilka faktiskt bakteriofagen är fäst. Med hjälp av svansen förstör fagen, med hjälp av enzymerna i dess ände, membranet på en viss plats i cellen. Vidare uppstår dess sammandragning, som ett resultat av vilket DNA införs i cellen. Bakteriofagvirusets "kropp" med dess proteinhölje förblir utanför.
Injektion gjord av en fag orsakar en fullständig omstrukturering av alla metaboliska processer. Syntesen av bakteriella proteiner, såväl som RNA och DNA, är fullbordad, och bakteriofagen själv påbörjar transkriptionsprocessen tack vare aktiviteten av ett personligt enzym som kallas transkriptas, som aktiveras först efter att ha kommit in i bakteriecellen.
Både tidiga och sena kedjor av budbärar-RNA syntetiseras efter att de kommit in i bärarcellens ribosom. Processen för syntes av sådana strukturer som nukleas, ATPas, lysozym, kapsid, svansprocess och till och med DNA-polymeras äger också rum där. Replikationsprocessen fortskrider enligt en semi-konservativ mekanism och utförs endast i närvaro av ett polymeras. Sena proteiner bildas efter fullbordandet av processerna för replikering av deoxiribonukleinsyra. Efter detta börjar det sista skedet av cykeln, där fagmognad sker. Den kan också kombineras med proteinskalet och bilda mogna partiklar redo för infektion.
Livets cykler
Oavsett strukturen hos bakteriofagviruset har de alla ett gemensamt kännetecken för livscykler. I enlighet med måttlighet eller virulens liknar båda typerna av organismer varandra i de inledande stadierna av påverkan på cellen med samma cykel:
- processen för fagadsorption på en specifik receptor;
- injicera nukleinsyror i offret;
- startar den gemensamma processen för replikering av nukleinsyror, både fag och bakterier;
- celldelningsprocess;
- utveckling på lysogen eller lytisk väg.
Den tempererade bakteriofagen upprätthåller profetläget, följer den lysogena vägen. Virulenta representanter utvecklas i enlighet med den lytiska modellen, där det finns en serie sekventiella processer:
- Riktningen för nukleinsyrasyntesen bestäms av fagenzymer, som påverkar den apparat som ansvarar för proteinsyntesen. Parasiten börjar inaktiveringen av RNA och DNA som tillhör värden, och ytterligare enzymatisk verkan leder fullständigt till dess splittring. Nästa del av processen är "underordningen" av den cellulära apparaten för proteinsyntes.
- Phage n. to. genomgår replikering och bestämmer riktningen för syntesen av nya proteinskal. Processen för bildning av lysozym är underordnad fag-RNA.
- Celllys: Cellruptur orsakad av lysozymaktivitet. Ett stort antal nya fager släpps, som kommer att infektera bakteriella organismer ytterligare.
Operationsmetoder
Virusbakteriofager finner sin breda tillämpning i antibakteriell typ av terapi, som fungerar som ett alternativ till antibiotika. Bland de organismer som kan vara tillämpliga är de vanligast utmärkande: streptokocker, stafylokocker, klebsiella, coli, proteus, pyobakteriofager, polyproteiner och dysenteri.
Tretton medicinska substanser baserade på fager registreras och används i praktiken på Ryska federationens territorium för medicinska ändamål. Som regel används sådana metoder för att bekämpa infektioner när den traditionella behandlingsformen inte leder till betydande förändringar, vilket orsakas av en svag känslighet hos patogenen för själva antibiotikan eller fullständig resistens. I praktiken leder användningen av bakteriofager till en snabb och högkvalitativ uppnående av önskad framgång, men detta kräver närvaron av ett biologiskt membran täckt med ett lager av polysackarider, genom vilket antibiotika inte kan tränga igenom.
Den terapeutiska typen av applicering av fagrepresentanter finner inte stöd i väst. Det används dock ofta för att bekämpa bakterier som orsakar matförgiftning. Många års erfarenhet av att studera bakteriofagers aktivitet visar att förekomsten av till exempel dysenterifagen i det gemensamma utrymmet i städer och byar gör att utrymmet utsätts för förebyggande åtgärder.
Geningenjörer utnyttjar bakteriofager som vektorer för att överföra DNA-segment. Och även med deras deltagande sker överföring av genomisk informationmellan interagerande bakterieceller.
