Альтернативные состояния бактериофага и их характеристика

Наиболее хорошо изученный объект исследования регуляции транскрипции – бактериофаг λ. Для него существует два альтернативных пути развития. Если ресурсов клетки много, фаг избирает литический п уть развития, т.е. старается синтезировать как можно больше дочерних фаговых частиц и в конце концов лизирует клетку. Если ресурсов клетки, зараженной λ мало, то бактериофаг предпочитает интегрироваться в геном клетки и переждать “трудные времена” в лизогенном состоянии. Когда клетке грозит опасность, такой интегрированный профаг стремиться “ бежать с тонущего корабля” и активирует литическую программу развития.

Лuзогенuя - это биологическое явление, сущность которого заклю­чается в способности бактериальной культуры в бесчисленном ряду по­колений нести в своем составе фаг в особой неинфекционной форме, называемой профагом.

В форме профага вирус не патогенен для клетки, сохраняя, однако, потенциальную способность стать вирулентным при переходе в зрелый (активный) фаг. Профаг находится в клетке либо в интегрированном с бактериальной хромосомой состоянии (например, λ, Р22), либо в виде цитоплазматической частицы. В частности, профаги Рl и N15 локализу­ются в цитоплазме клетки хозяина, образуя самостоятельный репликон, подобно плазмидам бактерий.

Бактерии, в составе клеток которых есть профаг, называются лизо­генными. Они могут лизироваться и высвобождать зрелый фаг (либо спонтанно, либо под воздействием индуцирующих факторов: УФ-из­лучения, ионизирующего излучения, обработки некоторыми кислотами и перекисями и др.). Лизогенные бактерии также иммунны к гомологич­ному фагу.

Лuзогенuзацuя - это процесс перехода бактериальной клетки в лизогенное состояние, обусловленный инфицированием умеренным фагом.

Что же из себя представляет фаг? Это вирион, это вегетативный фаг, это профаг. Фаг это вирус бактерий, который может существовать в двух или трёх альтернативных состояниях. Умеренные фаги существуют в трёх состояниях либо это вирион, либо это фаг на стадии репродукции - вегетативный фаг, либо это профаг на стадии лизогенизации. Вирулентные фаги могут существовать только в двух состояниях: в виде свободного вириона, в виде вегетативного фага, когда он репродуцируется в чувствительной клетке. Вирулентные фаги не могут вызывать лизогенизацию клетки, могут вызывать только умеренные фаги.

В состоянии вириона - свободная фаговая частица имеет нуклеиновую кислоту, но эта нуклеиновая кислота не реплицируется. Внешняя свободная фаговая частица или вирион представляет собой статическую нуклеиново-белковую структуру, инертную, в смысле каких-то метаболических процессов. Значит, репликацию нуклеиновой кислоты не осуществляется, синтез фаговых белков не осуществляется, но вирион способен заразить чувствительную клетку. Способность вызвать заболевание если он свободный, без клеток, то ни о каком заболевании и речи быть не может для того что бы возникло заболевание нужна клетка.

Вегетативный фаг (фаг на стадии размножения) - нуклеиновая кислота присутвует либо она реплицируется, синтез белков осуществляется, синтезируются белки предшественники фаговых частиц, но на этой стадии, на стадии воспроизведения фага ничего в клетке инфекционного выделить не удается, даже если разрушить клетку, в которой реплицируется фаг, то этим материалом нельзя заразить следующую чувствительную клетку. Клетка может быть заражена только свободной фаговой частицей, только вирионами. В данном состоянии фага клетка болеет, в ней идет репродукция фага и это заболевание приводит ее в конце концов к гибели.

Профаг – нуклеиновая кислота фага присутствует, но она находится встроенной в хромосому бактериальной клетки, она реплицируется, но реплицируется она вместе с хромосомой за счет репликативного комплекса бактериальной клетки, то есть она воспроизводится или реплицируется как составная часть бактериальной хромосомы, как какой-то ген хромосомы, синтез фаговых белков не идет. Это конечно немножко грубовато сказано ибо синтез определенных фаговых белков имеет место, эти белки подавляют активность фаговых генов способных привести к репродукции фага, значит, какой то белок супрессор фага лямбда образуется, но никаких других белков, входящих в состав фаговых частиц, к примеру, в состав головки, хвоста не формируется. Если выделить из такой клетки, которая несет профаг некое вещество то им нельзя заразить чувствительные клетки. Опять же искусственно можно заразить и чистой нуклеиновой кислотой фага, так называемая – трансфекция. Но в естественном состоянии никаких инфекционных начал из такой клетки, которая несет профаг, выделить не удается.