Hierdie artikel, soos 'n graad 5-biologieverslag oor bakteriofaagvirusse, sal die leser help om basiese inligting oor hierdie ekstrasellulêre lewensvorme te leer. Hier sal ons hul taksonomiese ligging, kenmerke van struktuur en lewensaktiwiteit, manifestasie van hulself in interaksie met bakterieë, ens.
oorweeg.
Inleiding
Almal weet dat die universele verteenwoordiger van 'n eenheid van lewe op planeet Aarde 'n sel is. Die wending tussen die negentiende en twintigste eeue was egter 'n era waartydens 'n aantal siektes ontdek is wat diere, plante en selfs swamme aantas. Deur hierdie verskynsel te ontleed en algemene inligting oor menslike siektes in ag te neem, het wetenskaplikes besef dat daar organismes is wat van 'n nie-sellulêre aard kan wees.
Sulke wesens is uiters klein, en kan dus deur die kleinste filter gaan sonder om te stop waar selfs die kleinste sel kan stop. Dit het gelei tot die ontdekking van virusse.
Algemene data
Voorheenoorweeg verteenwoordigers van virusse - bakteriofage - kom ons maak kennis met algemene inligting oor hierdie koninkryk van die taksonomiese hiërargie
Die virusdeeltjie het die kleinste afmetings (20-300 nm) en simmetriese strukturering. Dit is gebou uit voortdurend herhalende komponente. Alle organismes van 'n virale aard is 'n fragment van RNA of DNA, ingesluit in 'n spesiale proteïendop wat 'n kapsied genoem word. Hulle het nie die vermoë om onafhanklik te funksioneer en lewensbelangrike aktiwiteit te handhaaf nie, omdat hulle buite 'n ander sel is. Die manifestasie van die eienskappe van lewende wesens is inherent aan hulle eers nadat dit in 'n ander organisme ingebring is, terwyl die virus self die hulpbronne van die sel wat dit gevang het sal gebruik om stabiliteit in sy eie toestand te handhaaf. Dit volg dat hierdie domein van taksonomie aangebied word as 'n parasitiese, intrasellulêre lewensvorm. Daar is virusse wat dele van die membrane van die sel binnedring waarin hulle ontwikkel en geleef het. Hulle vorm 'n ander dop om sulke plekke, wat die kapsied bedek.
As 'n reël vorm virusse 'n binding met die oppervlak van die sel waarin hulle parasiteer. Dan kom die virus binne en begin soek na 'n spesifieke struktuur wat dit kan tref. Byvoorbeeld, die veroorsakende middels van hepatitis funksioneer en leef slegs in die seleenhede van die lewer, terwyl pampoentjies in die parotiskliere probeer deurdring.
DNA (RNA) wat aan die virus behoort, sodra dit binne die draersel is, begin interaksie met die apparaat van genetiese oorerwing sodat die sel self 'n onbeheerde sinteseproses begin'n spesifieke reeks proteïene gekodeer in die nukleïensuur van die patogeen self. Vervolgens vind replikasie plaas, wat direk deur die sel self uitgevoer word, en so begin die proses van samestelling van 'n nuwe virale deeltjie.
Bakteriofage
Wie is bakteriofaagvirusse? Dit is 'n spesiale vorm van lewe op Aarde wat selektief bakterieselle binnedring. Voortplanting vind meestal binne die gasheer plaas, en die proses self lei tot lisis. Met inagneming van die struktuur van virusse deur die voorbeeld van bakteriofage te gebruik, kan ons aflei dat hulle bestaan uit skulpe wat deur proteïene gevorm word en 'n apparaat het om oorerwing in die vorm van een RNA-ketting of twee DNA-kettings te reproduseer. Die totale aantal bakteriofage stem ongeveer ooreen met die totale aantal bakteriese organismes. Hierdie virusse neem aktief deel aan die chemiese sirkulasie van stowwe en energie in die natuur. Veroorsaak baie manifestasies van tekens in bakterieë en mikrobes wat in die loop van evolusie ontwikkel of ontwikkel word.
Ontdekkinggeskiedenis
Bakteriologie-navorser F. Twort het 'n beskrywing van 'n aansteeklike siekte geskep, wat hy voorgestel het in 'n artikel wat in 1915 gepubliseer is. Hierdie siekte het stafilokokke aangetas en kon deur enige filters gaan, en kon ook van een selkolonie na ander vervoer word.
F. D'Herelle, 'n Kanadese-gebore mikrobioloog, het bakteriofage in September 1917 ontdek. Hulle ontdekking is onafhanklik van die werk van F. Tworot gemaak.
In 1897 het N. F. Gamaleya 'n waarnemer geword van die verskynsel van lisisbakterieë wat voortgegaan het onder die invloed van die entmiddelproses.
Bakteriële virusse is parasitiese bakteriofage wat 'n groot rol speel in die patogenese van infeksies. Hulle is besig om die herstel van die meersellige tipe organisme van baie siektes te verseker, en vorm dus 'n spesifieke tipe immuunstelsel. D'Herelle het eers hiervan gepraat en dit later tot 'n leerstelling ontwikkel. Hierdie posisie het baie wetenskaplikes gelok wat hierdie area begin verken het en antwoorde probeer vind op vrae soos: watter soort sellulêre struktuur (kristalle) het bakterieë-virusse bakteriofage? Wat is die prosesse binne hulle, hul verdere lot en ontwikkeling? Dit alles en meer het die aandag van baie navorsers getrek.
Betekenis
Die struktuur van virusse op die voorbeeld van 'n bakteriofaag kan ons baie vertel, veral vir interaksie met ander inligting wat 'n persoon oor hulle het. Hulle is byvoorbeeld kwansuis die oudste vorm van virusdeeltjies. Kwantitatiewe ontleding dui vir ons aan dat hul bevolking meer as 1030 deeltjies het.
In die natuur kan hulle gevind word op dieselfde plek waar bakterieë leef, waarvoor hulle sensitief kan wees. Aangesien die betrokke organismes gedefinieer word deur hul habitat, deur die voorkeure van die bakterieë wat hulle besmet, volg dit dat lyserende grondbakterieë (fage) in die grond sal leef. Hoe meer mikroörganismes die substraat bevat, hoe meer nodige fage is daar.
In werklikheid beliggaam elke bakteriofaageen van die basiese elementêre eenhede van genetiese mobiliteit. Deur transduksie te gebruik, veroorsaak hulle die opkoms van nuwe gene in die oorerflike materiaal van die bakterie. Ongeveer 1024 bakteriële selle kan per sekonde besmet word. Hierdie vorm van beantwoording van die vraag watter virusse bakteriofage genoem word, wys ons openlik die maniere waarop oorerflike inligting tussen bakteriese organismes uit 'n gemeenskaplike habitat versprei word.
Boukenmerke
Beantwoord die vraag watter struktuur die bakteriofaagvirus het, en ons kan tot die gevolgtrekking kom dat hulle onderskei kan word volgens die chemiese struktuur, die tipe nukleïensuur (n.c.), morfologiese data en die vorm van interaksie met bakteriese organismes. Die grootte van so 'n organisme kan 'n paar duisend keer kleiner wees as die mikrobiese sel self. 'n Tipiese verteenwoordiger van fage word gevorm deur 'n kop en 'n stert. Die lengte van die stert kan twee tot vier keer die deursnee van die kop wees, wat, terloops, die genetiese potensiaal huisves, wat die vorm van 'n DNS- of RNA-ketting aangeneem het. Daar is ook 'n ensiem - transkriptase, gedompel in 'n onaktiewe toestand en omring deur 'n dop van proteïene of lipoproteïene. Dit bepaal die berging van die genoom binne die sel en word die kapsied genoem.
Die strukturele kenmerke van die bakteriofaagvirus definieer sy stertkompartement as 'n buis van proteïene, wat dien as 'n voortsetting van die dop waaruit die kop bestaan. ATPase is geleë in die streek van die stertbasis, wat die energiebronne wat aan die inspuitproses bestee word, regenereer.genetiese materiaal.
Sistematiese data
Bakteriofage is 'n virus wat bakterieë besmet. Dit is hoe die taksonoom dit in die tabel van hiërargiese orde klassifiseer. Die toekenning van 'n titel aan hulle in hierdie wetenskap was te danke aan die ontdekking van 'n groot hoeveelheid van hierdie organismes. Hierdie kwessies word tans deur die ICTV aangespreek. In ooreenstemming met die Internasionale Standaarde vir die klassifikasie en verspreiding van taksa onder virusse, word bakteriofage onderskei deur die tipe nukleïensuur wat hulle bevat of morfologiese kenmerke.
Vandag kan 20 families onderskei word, waaronder slegs 2 behoort tot die RNA bevat en 5 met 'n dop. Onder DNS-virusse het slegs 2 families 'n enkelstrengige vorm van die genoom. 9 virusse wat DNA bevat (die genoom verskyn vir ons as 'n sirkelvormige molekule van deoksiribonukleïensuur) en die ander 9 met 'n lineêre figuur. 9 families is spesifiek vir bakterieë, en die ander 9 is spesifiek vir archaea.
Invloed op die bakteriese sel
Bakteriofagvirusse, afhangende van die aard van interaksie met 'n bakteriese sel, kan verskil in virulente en matige tipe fage. Eersgenoemde kan hul aantal slegs met behulp van litiese siklusse vermeerder. Die prosesse waarin die interaksie van die virulente faag en die sel plaasvind, bestaan uit adsorpsie op die seloppervlak, penetrasie in die selstruktuur, prosesse vir die biosintese van faagelemente en hulle in 'n funksionele toestand te bring, asook die vrystelling van die bakteriofaag van die gasheer.
Kom ons kyk na die beskrywing van bakteriofaagvirusse gebaseer op hul verdere werking in die sel.
Bakterieë het op hul oppervlak spesiale faagspesifieke strukture, aangebied in die vorm van reseptore, waaraan die bakteriofaag in werklikheid geheg is. Deur die stert te gebruik, vernietig die faag, deur middel van die ensieme wat aan sy einde bevat, die membraan op 'n sekere plek van die sel. Verder vind sy sametrekking plaas, waardeur DNS in die sel ingebring word. Die "liggaam" van die bakteriofaagvirus met sy proteïenbedekking bly buite.
Inspuiting gemaak deur 'n faag veroorsaak 'n volledige herstrukturering van alle metaboliese prosesse. Die sintese van bakteriële proteïene, sowel as RNA en DNA, word voltooi, en die bakteriofaag self begin die transkripsieproses danksy die aktiwiteit van 'n persoonlike ensiem genaamd transkriptase, wat eers geaktiveer word nadat dit die bakteriële sel binnegegaan het.
Beide vroeë en laat kettings van boodskapper-RNA word gesintetiseer nadat hulle die ribosoom van die draersel binnegaan. Die proses van sintese van strukture soos nuklease, ATPase, lisosiem, kapsied, stertproses en selfs DNA-polimerase vind ook daar plaas. Die replikasieproses verloop volgens 'n semi-konserwatiewe meganisme en word slegs in die teenwoordigheid van 'n polimerase uitgevoer. Laat proteïene word gevorm na die voltooiing van die prosesse van replikasie van deoksiribonukleïensuur. Hierna begin die finale stadium van die siklus, waarin fage rypwording plaasvind. Dit kan ook met die proteïendop kombineer en volwasse deeltjies vorm wat gereed is vir infeksie.
siklusse van die lewe
Ongeag die struktuur van die bakteriofaagvirus, hulle het almal 'n gemeenskaplike kenmerk van lewensiklusse. In ooreenstemming met matigheid of virulensie is beide tipes organismes soortgelyk aan mekaar in die aanvanklike stadiums van invloed op die sel met dieselfde siklus:
- die proses van fagadsorpsie op 'n spesifieke reseptor;
- inspuiting van nukleïensure in die slagoffer;
- begin die gesamentlike proses van replisering van nukleïensure, beide fage en bakterieë;
- selverdelingsproses;
- ontwikkeling deur lisogeniese of litiese manier.
Die gematigde bakteriofaag handhaaf die profaagmodus, volg die lisogeniese pad. Virulente verteenwoordigers ontwikkel in ooreenstemming met die litiese model, waarin daar 'n reeks opeenvolgende prosesse is:
- Die rigting van nukleïensuursintese word bepaal deur faag-ensieme, wat die apparaat wat verantwoordelik is vir proteïensintese, beïnvloed. Die parasiet begin met die inaktivering van RNA en DNA wat aan die gasheer behoort, en verdere ensiematiese werking lei heeltemal tot die splitsing daarvan. Die volgende deel van die proses is die "ondergeskiktheid" van die sellulêre apparaat vir proteïensintese.
- Phage n. replikasie ondergaan en die rigting van die sintese van nuwe proteïendoppe bepaal. Die proses van vorming van lisosiem is ondergeskik aan faag-RNA.
- Sellise: Selbreuk veroorsaak deur lisosiemaktiwiteit. 'n Groot aantal nuwe fage word vrygestel, wat bakteriese organismes verder sal besmet.
Operasiemetodes
Virusebakteriofage vind hul wye toepassing in antibakteriese tipe terapie, wat dien as 'n alternatief vir antibiotika. Onder die organismes wat van toepassing kan wees, word die algemeenste onderskei: streptokokke, stafilokokke, klebsiella, coli, proteus, pyobakteriofage, poliproteïene en disenterie.
Dertien medisinale stowwe gebaseer op fage is geregistreer en in die praktyk toegepas op die grondgebied van die Russiese Federasie vir mediese doeleindes. As 'n reël word sulke metodes om infeksies te beveg gebruik wanneer die tradisionele vorm van behandeling nie tot beduidende veranderinge lei nie, wat veroorsaak word deur 'n swak sensitiwiteit van die patogeen vir die antibiotika self of volledige weerstand. In die praktyk lei die gebruik van bakteriofage tot 'n vinnige en hoë-geh alte bereiking van die gewenste sukses, maar dit vereis die teenwoordigheid van 'n biologiese membraan bedek met 'n laag polisakkariede, waardeur antibiotika nie kan penetreer nie.
Die terapeutiese tipe toediening van faagverteenwoordigers vind nie ondersteuning in die Weste nie. Dit word egter dikwels gebruik om bakterieë te beveg wat voedselvergiftiging veroorsaak. Baie jare se ondervinding in die bestudering van die aktiwiteit van bakteriofage wys ons dat die teenwoordigheid van byvoorbeeld die disenterie-faag in die gemeenskaplike ruimte van stede en dorpe die blootstelling van die ruimte aan voorkomende maatreëls veroorsaak.
Genetiese ingenieurs ontgin bakteriofage as vektore om DNS-segmente oor te dra. En ook met hul deelname vind die oordrag van genomiese inligting plaastussen interaksie van bakteriese selle.
