Bakteriofágové viry: struktura a popis

Tento článek, jako zpráva o biologii pro třídu 5 o virech, bakteriofágách, pomůže čtenáři naučit se základní informace o těchto extracelulárních formách života. Zde budeme uvažovat o jejich taxonomické poloze, charakteristikách struktury a životních aktivit, projevů v interakci s bakteriemi atd.

Úvod

Každý ví, že univerzálním zástupcem jednotky života na planetě Zemi je buňka. Nicméně hranice mezi devatenáctým a dvacátým stoletím se stala dobou, během níž byla objevena celá řada chorob postihujících zvířata, rostliny a dokonce i houby. Při analýze tohoto jevu a při zohlednění obecných informací o lidských nemocech si vědci uvědomili, že existují organismy, které mohou mít povahu necelové povahy.

Takové stvoření jsou extrémně malé, a proto mohou projít nejmenším filtrem, aniž by se zdržely, kdy by se i ta nejmenší buňka mohla zastavit. To způsobilo zjištění virů.

Obecné informace

Před zvážení představitelů virů - bakteriofágů - se seznámíme s obecnými informacemi o tomto království taxonomické hierarchie.

Částka viru má nejmenší rozměry (20-300 nm) a symetrickou strukturování. Vyrobeno z neustále se opakujících komponent. Všechny organismy virového původu jsou fragmenty RNA nebo DNA, jsou zapouzdřeny ve speciálním obalu bílkoviny nazývaném kapsida. Nemají schopnost samostatně fungovat a podporují životně důležitou činnost, protože jsou mimo jinou buňku. Projevem vlastností živých bytostí je tkvící v nich až po zavedení jiného organismu, v tomto případě bude virus využívat zdroje buněk zachycených jimi v zájmu zachování stability v jejich vlastním státě. Z toho vyplývá, že tato oblast taxonomie je reprezentována ve formě parazitní, intracelulární formy života. Existují viry, které zachycují části buněčných membrán, ve kterých se vyvinuli a žili. Tvoří kolem těchto míst další plášť pokrývající kapsid.

Vírusy zpravidla vytvářejí spojení s povrchem buňky, v níž parasitizují. Poté se virus dostane dovnitř a začne hledat konkrétní strukturu, kterou může zasáhnout. Například patogeny hepatitidy fungují a žijí pouze v buněčných jednotkách jater a parotita se snaží proniknout do příušných žláz.

DNA (RNA), patřící do viru, jakmile je uvnitř buňky nosič začíná komunikovat s přístrojem dědičnosti, tak, že buňka je sám o sobě začíná nekontrolované způsob syntézy určitého počtu proteinů kódovaných v nukleové kyselině z patogenu. Pak se provádí replikace prováděná přímo buňkou samotnou, a tak začíná proces sběru nové částice viru.

Bakteriofága

Kdo jsou bakteriofágové viry? Toto je zvláštní forma života na Zemi, která selektivně proniká do buněk bakterií. Reprodukce se nejčastěji vyskytuje uvnitř nosiče a samotný proces vede k lýze. Vzhledem k struktuře virů na příkladu bakteriofágů můžeme usoudit, že sestávají z obalů tvořených bílkovinami a mají zařízení pro reprodukci dědičnosti ve formě jednoho řetězce RNA nebo dvou DNA řetězců. Celkový počet bakteriofágů přibližně odpovídá celkovému počtu bakteriálních organismů. Tyto viry se aktivně účastní chemického obratu látek a energie v přírodě. Způsobuje různé příznaky v bakteriích a mikroorganismech, které se vyvinuly nebo vyvíjely během evoluce.

Historie objevu

Výzkumník bakteriologie F. Tuort vytvořil popis infekční nemoci, který byl navržen v článku publikovaném v roce 1915. Toto onemocnění postihlo stafylokoky a mohlo by procházet libovolnými filtry a mohlo by být také transportováno z jedné kolonie buněk do druhé.

Kanadský mikrobiolog, F. D`Erell, objevil bakteriofágy v září 1917. Jejich objev byl učiněn nezávisle na díle F. Tuorotu.

V roce 1897 se stal NF Gamaleya pozorovatelem fenoménu bakteriální lýzy, který se objevil pod vlivem procesu roubování agentu.

Viry bakterií jsou bakteriofágy - parazity, které hrají obrovskou roli v patogenezi infekcí. Zabývají se zajišťováním obnovy mnohobuněčného typu z mnoha chorob, a tudíž tvoří určitý typ imunitního systému. D`Erell poprvé o tom hovořil a později ho rozvinul do výuky. Toto ustanovení přilákal mnoho vědců, kteří začali zkoumat tuto oblast a pokusit se nalézt odpovědi na otázky jako: Jak buněčné struktury (krystalů) jsou bakterie viry bakteriofágy? Jaké jsou procesy v nich, jejich budoucí osud a vývoj? To vše a mnohem více přitahovalo pozornost mnoha vědců.

Význam

Struktura virů na příkladu bakteriofága nám může hodně říci, zvláště pro interakci s dalšími informacemi, které má člověk o sobě. Jde například o nejstarší formu virových částic. Kvantitativní analýza nám naznačuje, že jejich populace má více než deset³⁰ částice.

V přírodě se nacházejí na stejném místě, kde žijí bakterie, ke kterým mohou projevit citlivost. Vzhledem k tomu, že uvažované organismy jsou určovány jejich stanovištěm, budou preference bakterií, které infikují, a proto by lysa půdních bakterií (fágů) žít v půdě. Čím více mikroorganismů je obsaženo v substrátu, tím více fágů je nutno.

Ve skutečnosti každý bakteriofág ztělesňuje jednu ze základních elementárních jednotek genetické mobility. Pomocí transdukce způsobují vznik nových genů v dědičném materiálu bakterie. Za vteřinu může dojít k přibližně 10 infekcím²⁴ bakteriálních buněk. Tato forma odpovědi na otázku, které viry se nazývají bakteriofágy, otevřeně ukazuje způsoby distribuce dědičných informací, které se vyskytují mezi bakteriálními organismy ze společného prostředí.

Vlastnosti konstrukce

V reakci na vydávání, struktura má bakteriofág virus, je možné učinit závěr, že mohou být rozlišeny podle chemické struktury, ve formě nukleové kyseliny (např. A.) a morfologických dat formě interakce s bakteriálními organismy. Velikost takového organismu může být několik tisíckrát menší než samotná mikrobiální buňka. Typický reprezentant fágů tvoří hlavu a ocas. Délka kaudální oblasti může být dvakrát až čtyřikrát průměr velikosti hlavy, který, mimochodem, je genetický potenciál, které byly ve formě DNA nebo RNA řetězce. Existuje také enzym - transkriptáza, ponořená do neaktivního stavu a obklopena vrstvou bílkovin nebo lipoproteinů. Způsobuje ukládání genomu uvnitř buňky a nazývá se kapsid.

Vlastnosti struktury viru bakteriofága určují jeho ocasní prostor jako zkumavku bílkovin, která slouží jako pokračování pláště tvořící hlavu. V oblasti kaudální báze se nachází ATPáza, která regeneruje energetické zdroje vynaložené na proces vstřikování genetického materiálu.

Systematické údaje

Bakteriofága je bakterie, která infikuje bakterie. Takto klasifikuje taxonomii v tabulce hierarchického pořadí. Přidělování titulu v této vědě bylo způsobeno objevem obrovského množství těchto organismů. V současné době jsou tyto otázky řešeny ICTV (ICTV). V souladu s mezinárodními normami a klasifikační distribuci taxonů mezi viry, bakteriofágy se vyznačují typu, které obsahuje, nukleovou kyselinu nebo morfologické znaky.

Dnes existuje 20 rodin, z nichž pouze 2 patří k obsahující RNA a 5 k přítomnosti obálky. Mezi DNA viry mají pouze 2 rodiny jednovláknový genom. 9. viry obsahující DNA (genom se nám jeví jako kruhová molekula deoxyribonukleové kyseliny) a dalších 9 s lineárním číslem. 9 rodin je specifické pro bakterie a dalších 9 pro archeas.

Vliv na bakteriální buňku

Bakteriofágové viry, v závislosti na povaze interakce s bakteriální buňkou, se mohou lišit fágy virulentního a středního typu. Ty jsou schopny zvýšit své počty pouze pomocí lytických cyklů. Způsoby, ve kterých interakce virulentního fága a buňky se skládá z adsorpce na povrchu buněk, zavedení do buněčné struktury biosyntézy procesů fágových prvků a uvedení do funkčního stavu a bakteriofága k odchýlení se z masteru.

Zvažte popis virů bakteriofágů, spoléhajících se na jejich další expozici v buňce.

Bakterie mají na svém povrchu speciální fagospecifické struktury, reprezentované ve formě receptorů, ke kterým je ve skutečnosti připojen bakteriofág. Použitím ocasu, fág, prostřednictvím enzymů obsažených při jeho dokončení, zničí obálku na určitém místě buňky. Dále dochází k její redukci, v důsledku čehož je DNA zavedena do buňky. "Tělo" bakteriofágového viru s jeho bílkovinným povlakem zůstává venku.

Injekce, provedená fágem, způsobuje úplnou reorganizaci všech metabolických procesů. Syntéza bakteriálních proteinů, stejně jako RNA a DNA je kompletní a bakteriofág začíná proces transkripce působením osobního enzymu zvaného transkriptáza, který je aktivován až po vstupu bakterií do buňky.

Jakmile začnou vstupovat do ribosomu nosné buňky, syntetizují se jak časné, tak pozdní řetězce informační RNA. Existuje také proces syntézy takových struktur, jako je nukleáza, ATPáza, lysozym, kapsida, ocas a dokonce DNA polymeráza. Proces replikace probíhá v souladu se semikonzervativním mechanismem a je realizován pouze za přítomnosti polymerázy. Pozdní proteiny se tvoří po ukončení procesů replikace kyseliny deoxyribonukleové. Poté začíná konečná fáze cyklu, ve kterém dochází k zrání fágů. A také lze kombinovat s bílkovinným pláštěm a tvorbou zralých částic připravených k infekci.

Cykly života

Bez ohledu na strukturu bakteriofágového viru mají všichni společnou charakteristiku životních cyklů. V souladu se zmírňováním nebo virulencí jsou oba typy organismů v počátečních fázích vlivu na buňku se stejným cyklem navzájem podobné:

• proces adsorpce fágu na speciálním receptoru;
• injekce nukleových kyselin do oběti;
• společný proces replikace nukleových kyselin, jak fágů, tak bakterií, začíná;
• proces dělení buněk;
• rozvoj lyzogenních nebo lytických cest.

Mírný bakteriofág zachovává prophage režim, sleduje lysogenní dráhu. Virulentní zástupci se vyvíjejí v souladu s lytickým modelem, ve kterém existuje řada postupných procesů:

• syntézu nukleových kyselin je uveden směr fágových enzymů, které mají vliv na jednotku, která je odpovědná za syntézu proteinů. Parazit začíná inaktivace RNA a DNA, která patří k majiteli, a dále štěpen na všech dochází k jeho degradaci. V další části procesu je buněčný přístroj "podřízený" syntéze bílkovin.
• Fág n. k. je replikován a způsobuje směr syntézy nových proteinových membrán. Způsob tvorby lysozymu je v podřízenosti fágové RNA.
• Buněčná lýza: prasknutí buněk způsobené aktivitou lysozymu. Tam je uvolnění obrovského množství nových fágů, které budou dále infikovat bakteriální organismy.

Způsoby práce

bakteriofág viry najdou široké uplatnění při léčení antibiotiky typu, který slouží jako alternativa k antibiotikům. Mezi organismy, které mohou být použity, obvykle význačných: streptokokové, stafylokokové, klebsielleznyh, v případě, Proteaceae, piobakteriofagov, poliproteynovyh a úplavice.

Na území Ruské federace pro léčebné účely jsou registrovány a použitelné v praxi třináct léčivých látek založených na fágu. Obvykle se takové metody boje proti infekcí používají, když tradiční forma léčby nevede k významným změnám, což je způsobeno slabou citlivostí patogenu na samotné antibiotikum nebo na celkový odpor. V praxi vede použití bakteriofágů k rychlému a kvalitativnímu dosažení požadovaného úspěchu, ale vyžaduje přítomnost biologické membrány pokryté vrstvou polysacharidů, kterou antibiotika nemohou proniknout.

Terapeutický typ užívání zástupců fágů na západě nenalezne podporu. Často se však používá k regulaci bakterií, které způsobují otravu potravinami. Dlouhodobé pokusy o studium aktivity bakteriofágů nám ukazují, že například přítomnost dysenterického fágu ve společném prostoru měst a obcí způsobuje vystavení prostoru preventivním opatřením.

Genetickí inženýři využívají bakteriofágy jako vektory, kterými se provádí přenos DNA. A také s jejich účastí dochází k přenosu genomických informací mezi interagujícími buňkami bakterií.