Fágok reprodukálása - stadopedia
A fágok antigén tulajdonságai
A fágok kémiai összetétele
A fágok kémiai összetételének vizsgálata csak akkor jöhetett létre, ha javultak a fágok tisztított készítmények előállítására szolgáló eljárások. Jelenleg a különböző morfológiai típusokhoz tartozó és a szinte minden szisztematikus csoport mikroorganizmusainak hatását vizsgáló fágok kémiai összetételét tanulmányozták.
A fágok fő összetevői fehérjék és nukleinsavak. Fontos megjegyezni, hogy a fágok, mint más vírusok, csak egyfajta nukleinsavat tartalmaznak - des-oxiribonukleinsav (DNA) vagy ribonukleinsav (RNS). Ezzel a tulajdonsággal a vírusok különböznek a mikroorganizmusoktól, amelyek mindkét típusú nukleinsavat tartalmazzák a sejtekben.
Ábra. 209. Az ötödik morfológiai típus különböző fágjai, a részecske fejből és hosszú folyamatból áll, amelynek fedele nem képes összehúzódni. 1,2 Mag. X 225 000, 3 - nagyítva. X250 000
A nukleinsav a fejében van. A fágfejben kis mennyiségű fehérjét (kb. 3%) is detektáltunk.
Ábra. 210. A hatodik morfológiai típus fágja, a részecske egy fejből és egy hosszú folyamatból áll, amelynek fedele képes összehúzódásra. Uvel, körülbelül 400.000.
Ezen alapvető összetevők mellett a fágok kis mennyiségű szénhidrátot és néhány túlnyomórészt semleges zsírt tartalmaznak.
Ábra. 211. A fágrészecske szerkezetének vázlata.
A második morfológiai típus ismert fágai RNS-típusúak. A harmadik morfológiai típus fágai közül mind RNS, mind DNS formák léteznek. A fennmaradó morfológiai típusok fágjai DNS-ova.
Ismeretes, hogy amikor egy állatnak beadjuk szubkután vagy intravénásán fehérje, bakteriális sejtek, néhány anyagcsere termékek mikroorganizmusok és egyéb anyagok a vérben egy állat által termelt nevezett anyagok antitestek. Az ellenanyagok képződését okozó anyagokat antigéneknek nevezik.
Az antitestek nagyon specifikusak és képesek csak azokkal az antigénekkel reagálni, amelyek kialakulásukat okozták. Megkötik a megfelelő antigéneket, vagy semlegesítik őket, vagy kicsapják vagy oldódnak.
Kiderült, hogy minden fágnak van antigén tulajdonsága. Ha egy fágot bejuttatunk az állat testébe, a szérumban specifikus antitestek képződnek, amelyek csak a fágra hatnak. Az ilyen szérumokat antifagnak nevezik. Amikor a fágot egy specifikus antifagikus szérummal keverjük össze, a fág-fág inaktiválása elveszíti azon képességét, hogy az érzékeny mikrobák lízisét indukálja.
Mivel minden egyes antifág szérum specifikus, sikeresen alkalmazható a fágok azonosítására és osztályozására és a mikroorganizmus kultúrájának tisztítására a fágból. Amikor a szérum támogatás nem bizonyította, hogy a fehérje héj a fág fehérje eltér a folyamat a héj és a fehérje lamina basalis és fonalszerű képződmények, ami azt jelzi, hogy bonyolult a szerkezete a fág részecske. A fágok antigén tulajdonságai szerint az érzékenynek megfelelő mértékben eltér a mikrobáktól.
A fág és a sejt számára érzékeny sejtek közötti kapcsolat nagyon összetett, és nem mindig ér véget a sejtlízissel és a fágszorzással. Megfontoljuk a sejtek ilyen fertőzését, amely a sejt halálával és a fág szorzásával fejeződik be. Az ilyen fertőzés termelékeny.
A fág-szorzás legfontosabb jellemzője, hogy csak a növekedési szakaszban élő sejtekben fordulhat elő.
Az elpusztult sejtekben, valamint a celluláris metabolizmus termékeiben a fág-szorzás nem fordul elő. A fágok szorzásának folyamata nagyon összetett, és a következő egymást követő lépésekből áll (212. Ábra): 1) egy fágrészecske adszorpciója egy mikrobiális sejt felszínén; 2) a fágrészecske (nukleinsav) fejének a mikrobiális sejtbe való behatolása; 3) a fág intracelluláris fejlődése, ami új fágrészecskék képződését eredményezi; 4) a sejt lízise és az új fág megjelenése.
Az az idő, attól a pillanattól kezdve, hogy a fágot a sejt lízisét megelőzően fertőzte meg a cellával, látens vagy látens időszaknak nevezzük. Ennek az időtartamnak a időtartama eltérő a különböző fág típusoknál, attól függ, hogy a környezeti hőmérséklet, a táptalaj összetétele és más tényezők vannak-e. Néhány baktériumra specifikus fágok látens periódusa, 15-40 perc, mások számára - 5 vagy több óra. Az aktinomycetes fágjaiban a látens időszak még hosszabb is lehet. Alacsony hőmérsékleten a látens idő jelentősen megnő.
Ábra. 212. A fágok szorzásának rendszere.
A fág-szorzás minden fázisából az első az adszorpció.
A fág sejten történő adszorpciója - a reakció nagyon specifikus. A baktériumok sejtfalában speciális struktúrák (receptorok) vannak, amelyekhez fágok kapcsolódhatnak. A receptorokra csak azok a fágok találhatók, amelyekre a sejt érzékeny.
A folyamatokkal rendelkező fágok a mikrobák falához csatlakoznak a függelék szabad végével. A fonalas fágok és fágok, amelyek nem rendelkeznek függelékek nem adszorbeált a bakteriális falon és a menet-szerű struktúrák körülvevő fal - fimbriákkal. A fágokat ismertetik, amelyek a folyamat során a bakteriális flagellához kötődnek. Néhány fágok adszorpciós folyamat végezhető csak abban az esetben, amikor a közeg tartalmaz bizonyos anyagok - kofaktorok: aminosavak (triptofán, tirozin, stb), vagy sókat (kalcium, magnézium).
A fág folyamat végén speciális enzim, például lizozim van. A fág ezen enzim hatására történő adszorpciója után a mikroorganizmus sejtjeinek fala oldódik és a fágfej-nukleinsav tartalmát szivattyúzzák a mikroba sejtbe. Ezzel befejeződik a fágszorzási folyamat második fázisa.
A fágrészecske fennmaradó szerkezetei - a fej membrája, a folyamat és a szubstruktúra - nem lépnek be a fággal fertőzött sejt belsejébe. Ezek szerepe a sejten kívüli fágrészecske biztonságosságának biztosítása, valamint a fág nukleinsav penetrációja a sejtbe a fertőzés során.
Ábra. 213. Az aktinophág kis (alig látható) negatív telepei. Nagyítás. 6. 10.
A fonalas fágokban, a többi fág fajtól eltérően, az egész fehérje vagy annak egy része behatol a sejtbe. Miután a fág nukleinsav bejutott a sejtbe, elkezdődik a fág intracelluláris szorzásának komplex folyamata. A nukleinsavfág hatása alatt a mikrobiális sejtek teljes cseréje hirtelen megváltozik. A fertőzött sejtben zajló fő folyamatok új fágrészecskék kialakulását célozzák. Kezdetben külön fejek és folyamatok alakulnak ki, amelyeket azután érett fágrészecskékké alakítanak össze. Ettől kezdve a sejt belsejében speciális lítiális enzim képződik, ami belső sejt lízisét okozza. A sejt szétesik, és az új érett fágrészecskék kilépnek.
Ábra. 214. Az Uvel aktinophág kis negatív telepei. 8. 9.
A fág-fertőzés egyetlen sejtjével képződő új fágrészecskék számát egy fág vagy hozamának nevezik. A fág hozama a fág tulajdonságaitól függ, és nem függ a gazdasejttől és méretétől. Egyes fágok nagyon alacsony hozamot (5-50 részecskéket sejtenként), másokban a hozam sokkal magasabb (1000 és 2500 között). Különösen nagy hozamokat különböztetünk meg a kis RNS-fágoktól (cellánként több mint 20 000 részecske). Ha nagyszámú baktériumsejtet keverünk kis mennyiségű fágrészecskékkel, a fágok sokszorosítási folyamata több ciklust eredményez. Kezdetben néhány sejt fertőzött. A fágok első utódai fertőzik meg a fennmaradó sejteket - egy második ciklust, majd egy harmadik, stb., Amíg a fágra érzékeny összes sejt lizált. A fágok közül olyanok találhatók, amelyek reprodukciója csak akkor lehetséges, ha bizonyos közegben vannak kofaktorok. Ezeknek az anyagoknak a némelyike - amint már jeleztük - a fág adszorpcióhoz szükséges; mások intracelluláris fág-szorzásra.
Ábra. 215. Közepes bakteriofág negatív telepei. Nagyítás. 1: 1.
A fág szorzási folyamata mindig végzetes a fertőzött sejt számára? Kétségtelen, hogy a fágok abszolút többsége a reprodukció során a sejt lízisét és halálát okozza. Csak a közelmúltban állapították meg, hogy amikor a sejtet fonalas fágokkal fertőzték meg, a sejtek megölése nélkül sokszorozhatók.
Ha termék szitálással felületi AGA-polarizált tápközeg Petri lemezeken és a fág keveréket bejuttató érzékeny csírák és csészék termosztátban állni, a sejtek lízisével által terjedési fág. Ha nagyszámú fágrészecskét veszünk be, akkor a kultúra növekvő gyepét vagy egészét lizáltuk. Ha a fágrészecskék száma olyan, hogy csak a gyep egyes részein kerülnek elosztásra, ezeken a helyeken lévõ kultúrát lizálnak, akkor egy fág kolóniája keletkezik.
Ezeket a fág kolóniákat plakkoknak, steril foltoknak neveztük el. Pontosabb, ha negatív telepeket hívnak. Minden negatív kolónia tíz és több száz millió fág részecskéből áll. A negatív telepek mérete és formája elsősorban a fág tulajdonságaitól, valamint a táptalaj összetételétől és a mikrobák tenyészetétől függ. Néhány fágban a negatív telepek nagyon kicsiek és alig láthatók a szabad szemmel, míg mások 10 mm átmérőjűek vagy annál nagyobbak. A telepek világosak és világosak, amikor az egész kultúra lizált, vagy nem tisztázott, amikor nem minden sejt lizált. Egyes fágok negatív telepei körül különböző halo formák és méretek fordulhatnak elő. A 213-217. Ábrák különböző fágok negatív telepeit mutatják.
A negatív kolóniák morfológiája a fágok differenciálódásának egyik fajtája.