Aquest article, com un informe de biologia de 5è grau sobre virus bacteriòfags, ajudarà el lector a aprendre informació bàsica sobre aquestes formes de vida extracel·lulars. Aquí tindrem en compte la seva ubicació taxonòmica, les característiques de l'estructura i l'activitat vital, la seva manifestació quan interaccionen amb bacteris, etc.
Introducció
Tothom sap que el representant universal d'una unitat de vida al planeta Terra és una cèl·lula. Tanmateix, el canvi entre els segles XIX i XX va ser una època durant la qual es van descobrir una sèrie de mal alties que afecten animals, plantes i fins i tot fongs. Analitzant aquest fenomen i tenint en compte la informació general sobre mal alties humanes, els científics es van adonar que hi ha organismes que poden ser de naturalesa no cel·lular.
Aquestes criatures són extremadament petites i, per tant, poden passar pel filtre més petit sense aturar-se on fins i tot la cèl·lula més petita podria aturar-se. Això va provocar el descobriment de virus.
Dades generals
AbansConsidereu representants de virus - bacteriòfags - familiaritzem-nos amb la informació general sobre aquest regne de la jerarquia taxonòmica.
La partícula del virus té les dimensions més petites (20-300 nm) i l'estructuració simètrica. Està construït a partir de components que es repeteixen constantment. Tots els organismes de naturalesa vírica són un fragment d'ARN o ADN, tancat en una capa proteica especial anomenada càpsida. No tenen la capacitat de funcionar de manera independent i mantenir l'activitat vital, estant fora d'una altra cèl·lula. La manifestació de les propietats dels éssers vius els hi és inherent només després de ser introduïts en un altre organisme, mentre que el propi virus utilitzarà els recursos de la cèl·lula que ha capturat per mantenir l'estabilitat en el seu propi estat. Es dedueix que aquest domini de la taxonomia es presenta com una forma de vida intracel·lular paràsit. Hi ha virus que envaeixen seccions de les membranes de la cèl·lula on es van desenvolupar i van viure. Formen una altra closca al voltant d'aquests llocs, que cobreix la càpsida.
Per regla general, els virus formen un enllaç amb la superfície de la cèl·lula on parasiten. Aleshores, el virus entra i comença a buscar una estructura específica que pugui colpejar. Per exemple, els agents causants de l'hepatitis funcionen i viuen només a les unitats cel·lulars del fetge, mentre que les g alteres intenta penetrar a les glàndules paròtides.
ADN (ARN) pertanyent al virus, un cop dins de la cèl·lula portadora, comença a interactuar amb l'aparell de l'herència genètica de manera que la pròpia cèl·lula inicia un procés de síntesi incontrolatuna sèrie específica de proteïnes codificades en l'àcid nucleic del mateix patogen. A continuació, té lloc la replicació, que la porta a terme directament la pròpia cèl·lula, i així comença el procés d'acoblament d'una nova partícula viral.
Bacteròfag
Qui són els virus bacteriòfags? Aquesta és una forma especial de vida a la Terra que penetra selectivament en les cèl·lules bacterianes. La reproducció es produeix amb més freqüència a l'hoste, i el procés en si porta a la lisi. Tenint en compte l'estructura dels virus utilitzant l'exemple dels bacteriòfags, podem concloure que consisteixen en closques formades per proteïnes i tenen un aparell per reproduir l'herència en forma d'una cadena d'ARN o dues cadenes d'ADN. El nombre total de bacteriòfags correspon aproximadament al nombre total d'organismes bacterians. Aquests virus participen activament en la circulació química de substàncies i energia a la natura. Causa moltes manifestacions de signes en bacteris i microbis desenvolupats o desenvolupats en el curs de l'evolució.
Historial de descobriments
L'investigador en bacteriologia F. Twort va crear una descripció d'una mal altia infecciosa, que va proposar en un article publicat el 1915. Aquesta mal altia afectava els estafilococs i podia passar per qualsevol filtre i també es podia transportar d'una colònia cel·lular a unes altres.
F. D'Herelle, un microbiòleg canadenc, va descobrir els bacteriòfags el setembre de 1917. El seu descobriment es va fer independentment del treball de F. Tworot.
El 1897, N. F. Gamaleya es va convertir en un observador del fenomen de la lisibacteris que van procedir sota la influència del procés de l'agent d'empelt.
Els virus bacterians són bacteriòfags paràsits que tenen un paper important en la patogènesi de les infeccions. Es dediquen a garantir la recuperació del tipus d'organisme pluricel·lular de moltes mal alties i, per tant, formen un tipus específic de sistema immunitari. D'Herelle va parlar primer d'això, i després ho va desenvolupar en una doctrina. Aquesta posició va atreure molts científics que van començar a explorar aquesta àrea i intentar trobar respostes a preguntes com ara: quin tipus d'estructura cel·lular (cristalls) tenen els bacteriòfags virus-bacteris? Quins són els processos al seu interior, el seu destí i desenvolupament posterior? Tot això i molt més ha cridat l'atenció de molts investigadors.
Significat
L'estructura dels virus a l'exemple d'un bacteriòfag ens pot dir molt, sobretot per a la interacció amb altra informació que una persona té sobre ells. Per exemple, suposadament són la forma més antiga de partícules de virus. L'anàlisi quantitativa ens indica que la seva població té més de 1030 partícules.
A la natura, es poden trobar al mateix lloc on viuen els bacteris, als quals poden ser sensibles. Com que els organismes en qüestió es defineixen pel seu hàbitat, per les preferències dels bacteris que infecten, es dedueix que els bacteris del sòl lisants (fags) viuran al sòl. Com més microorganismes conté el substrat, més fags necessaris hi haurà.
En realitat, tots els bacteriòfags encarnenuna de les unitats elementals bàsiques de la mobilitat genètica. Mitjançant la transducció, provoquen l'aparició de nous gens en el material hereditari del bacteri. Es poden infectar aproximadament 1024 cèl·lules bacterianes per segon. Aquesta forma de respondre a la pregunta de quins virus s'anomenen bacteriòfags ens mostra obertament les maneres en què es distribueix la informació hereditària entre organismes bacterians d'un hàbitat comú.
Funcions de l'edifici
Contestant la pregunta de quina estructura té el virus bacteriòfag, podem concloure que es poden distingir segons l'estructura química, el tipus d'àcid nucleic (n.c.), les dades morfològiques i la forma d'interacció amb els organismes bacterians. La mida d'aquest organisme pot ser milers de vegades més petita que la pròpia cèl·lula microbiana. Un representant típic dels fags està format per un cap i una cua. La longitud de la cua pot ser de dues a quatre vegades el diàmetre del cap, que, per cert, alberga el potencial genètic, que ha pres la forma d'una cadena d'ADN o ARN. També hi ha un enzim - transcriptasa, immers en un estat inactiu i envoltat per una closca de proteïnes o lipoproteïnes. Determina l'emmagatzematge del genoma dins de la cèl·lula i s'anomena càpsida.
Les característiques estructurals del virus bacteriòfag defineixen el seu compartiment de la cua com un tub de proteïnes, que serveix com a continuació de la closca que forma el cap. L'ATPasa es troba a la regió de la base de la cua, que regenera els recursos energètics gastats en el procés d'injecció.material genètic.
Dades sistemàtiques
El bacteriòfag és un virus que infecta els bacteris. Així ho classifica el taxònom a la taula d'ordre jeràrquic. L'assignació d'un títol en aquesta ciència es va deure al descobriment d'una gran quantitat d'aquests organismes. Aquestes qüestions estan sent tractades actualment per l'ICTV. D'acord amb els estàndards internacionals per a la classificació i distribució dels tàxons entre virus, els bacteriòfags es distingeixen pel tipus d'àcid nucleic que contenen o per les característiques morfològiques.
Avui es poden distingir 20 famílies, entre les quals només 2 pertanyen a contenir ARN i 5 amb closca. Entre els virus d'ADN, només 2 famílies tenen una forma monocatenària del genoma. 9 virus que contenen ADN (el genoma ens apareix com una molècula circular d'àcid desoxiribonucleic) i els altres 9 amb una figura lineal. 9 famílies són específiques dels bacteris i les altres 9 són específiques de les arquees.
Influència sobre la cèl·lula bacteriana
Els virus bacteriòfags, depenent de la naturalesa de la interacció amb una cèl·lula bacteriana, poden diferir en fags de tipus virulent i moderat. Els primers són capaços d'augmentar el seu nombre només amb l'ajuda de cicles lítics. Els processos en què es produeix la interacció del fag virulent i la cèl·lula consisteixen en l'adsorció a la superfície cel·lular, la penetració en l'estructura cel·lular, processos per a la biosíntesi dels elements del fag i la seva posada en un estat funcional, així com l'alliberament de el bacteriòfag de l'hoste.
Considerem la descripció dels virus bacteriòfags en funció de la seva acció posterior a la cèl·lula.
Els bacteris tenen a la seva superfície unes estructures específiques de fags especials, presentades en forma de receptors, als quals, de fet, està unit el bacteriòfag. Utilitzant la cua, el fag, mitjançant els enzims continguts en el seu extrem, destrueix la membrana en un lloc determinat de la cèl·lula. A més, es produeix la seva contracció, com a resultat de la qual s'introdueix l'ADN a la cèl·lula. El "cos" del virus bacteriòfag amb la seva capa proteica roman a l'exterior.
La injecció feta per un fag provoca una reestructuració completa de tots els processos metabòlics. S'ha completat la síntesi de proteïnes bacterianes, així com de l'ARN i l'ADN, i el propi bacteriòfag inicia el procés de transcripció gràcies a l'activitat d'un enzim personal anomenat transcriptasa, que s'activa només després d'entrar a la cèl·lula bacteriana.
Tant les cadenes primerenques com les tardanes d'ARN missatger es sintetitzen després d'entrar al ribosoma de la cèl·lula portadora. També hi té lloc el procés de síntesi d'estructures com la nucleasa, l'ATPasa, el lisozima, la càpsida, el procés de la cua i fins i tot l'ADN polimerasa. El procés de replicació transcorre segons un mecanisme semiconservador i només es porta a terme en presència d'una polimerasa. Les proteïnes tardanes es formen després de la finalització dels processos de replicació de l'àcid desoxiribonucleic. Després d'això, comença l'etapa final del cicle, en la qual es produeix la maduració del fag. També es pot combinar amb la closca de proteïnes i formar partícules madures preparades per a la infecció.
Cicles de la vida
Independentment de l'estructura del virus bacteriòfag, tots tenen una característica comuna dels cicles vitals. D'acord amb la moderació o la virulència, ambdós tipus d'organismes són semblants entre si en les etapes inicials d'influència sobre la cèl·lula amb el mateix cicle:
- el procés d'adsorció del fag en un receptor específic;
- injectar àcids nucleics a la víctima;
- inicia el procés conjunt de replicació dels àcids nucleics, tant de fags com de bacteris;
- procés de divisió cel·lular;
- desenvolupament per via lisogènica o lítica.
El bacteriòfag temperat manté el mode profag, segueix la via lisogènica. Els representants virulents es desenvolupen d'acord amb el model lític, en el qual hi ha una sèrie de processos seqüencials:
- La direcció de la síntesi d'àcids nucleics la determinen els enzims del fag, que afecten l'aparell responsable de la síntesi de proteïnes. El paràsit comença la inactivació de l'ARN i l'ADN pertanyents a l'hoste, i una acció enzimàtica addicional condueix completament a la seva divisió. La següent part del procés és la "subordinació" de l'aparell cel·lular per a la síntesi de proteïnes.
- Fag n. experimenta la replicació i determina la direcció de la síntesi de noves closques proteiques. El procés de formació del lisozima està subordinat a l'ARN del fag.
- Lisi cel·lular: ruptura cel·lular causada per l'activitat del lisozima. S'allibera un gran nombre de nous fags, que infectaran encara més els organismes bacterians.
Mètodes de funcionament
VirusEls bacteriòfags troben la seva àmplia aplicació en la teràpia de tipus antibacterià, que serveix com a alternativa als antibiòtics. Entre els organismes que poden ser aplicables, els més comunament distingits són: estreptocòccic, estafilococ, klebsiella, coli, proteus, piobacteriòfags, poliproteïnes i disenteria.
Tretze substàncies medicinals a base de fags estan registrades i aplicades a la pràctica al territori de la Federació Russa amb finalitats mèdiques. Com a regla general, aquests mètodes de lluita contra les infeccions s'utilitzen quan la forma tradicional de tractament no comporta canvis significatius, causats per una feble sensibilitat del patogen al propi antibiòtic o una resistència completa. A la pràctica, l'ús de bacteriòfags condueix a una consecució ràpida i de gran qualitat de l'èxit desitjat, però això requereix la presència d'una membrana biològica coberta amb una capa de polisacàrids, a través de la qual els antibiòtics no poden penetrar.
El tipus d'aplicació terapèutica dels representants dels fags no troba suport a Occident. No obstant això, sovint s'utilitza per combatre els bacteris que causen intoxicacions alimentàries. Molts anys d'experiència en l'estudi de l'activitat dels bacteriòfags ens demostren que la presència, per exemple, del fag de la disenteria a l'espai comú de ciutats i pobles provoca l'exposició de l'espai a mesures preventives.
Els enginyers genètics exploten els bacteriòfags com a vectors per transferir segments d'ADN. I també amb la seva participació es produeix la transferència d'informació genòmicaentre cèl·lules bacterianes en interacció.
