Взаимодействие фагов с бактериальной клеткой

Вирулентные фаги - размножаются в бактериальной клетке и вызывают ее лизис. Умеренные фаги лизируют не все клетки в популяции, с частью из них они вступают в симбиоз, в результате чего ДНК фага встраивается в хромосому бактерии. Такой встроившийся геном фага называют - профаг. Профаг при размножении клетки реплицируется синхронно с геном бактерии, не вызывая ее лизиса, и передается по наследству от клетки к клетке неограниченному числу потомков. Такой симбиоз клетки с умеренным фагом называют лизогенией, а культура бактерий, содержащая профаг, называется лизогенной. Профаг способен самопроизвольно или под действием ряда физических или химических факторов исключаться из хромосомы клетки, переходить в цитоплазму и вести себя как вирулентный фаг.

Взаимодействие вирулентного фага с клеткой идет в несколько этапов:

1. Адсорбция фага на поверхности бактериальной клетки с помощью отростков.

2. Проникновение в клетку. В результате активации фагового фермента АТФазы происходит сокращение чехла хвостового отростка и внедрение стержня в клетку. В процессе «прокалывания» клеточной стенки бактерии принимает участие фермент лизоцим, находящийся на конце хвостового отростка. ДНК фага проходит через полость хвостового стержня в цитоплазму клетки. Оболочка фага остается вне клетки.

3. Биосинтез фаговых компанентов.

4. Самосборка фаговых частиц и выход из клетки. В бактериальной клетке образуется около 200 новых фаговых частиц, происходит лизис клетки и выход фагов. Один литический цикл продолжается 30-40 мин.

7. Практическое применение фагов.

Фаги используются для профилактики и лечения инфекционных болезней. Производят брюшнотифозный, дизентерийный, холерный, стафилококковый, противосальмонеллезный и колибактериозный фаги.

С помощью известных (диагностических) фагов проводят идентефикацию выделенных культур микроорганизмов. Фаготипирование имеет большое значение для установления источника и путей распространения инфекции.

Умеренные фаги используют в генетике и биотехнологии для получения рекомбинантных ДНК. С их помощью в кишечную палочку пересажен ген синтеза инсулина, ген синтеза гормона роста.

Наличие фагов в водопроводной воде - показатель ее загрязнения, а в сточных водах - показатель самоочищения.

Фаги наносят ущерб, если поселяются на производстве (молочнокислом, производстве антибиотиков, бактериальных удобрений). Для борьбы с этим выводят фагоустойчивые варианты микроорганизмов.