Бактериофаги строение классификация морфологические типы (4 видео)

Бактериофаги – это вирусы, которые инфицируют бактерии и используют их в качестве хозяев для размножения. Термин «бактериофаг» происходит от греческих слов «βακτήριον», что означает «бактерия», и «φαγεῖν», что переводится как «пожирать». Таким образом, бактериофаги буквально пожирают бактерии.

Структура бактериофага состоит из нескольких основных компонентов. Внешняя оболочка, или капсид, окружает генетический материал (ДНК или РНК) и защищает его от воздействия окружающей среды. Капсид имеет характерный морфологический тип, который определяется его формой и организацией белковой структуры.

Существуют различные морфологические типы бактериофагов. Однокомпонентные фаги имеют простую структуру и состоят только из генетического материала и капсида. Двухкомпонентные фаги, такие как т-фаги, содержат дополнительные структурные элементы, такие как хвост, шип или нити.

Классификация бактериофагов основана на различных признаках, таких как строение капсида, тип генетического материала, характер взаимодействия с бактерией-хозяином и другие. Существует несколько систем классификации бактериофагов, но все они опираются на вышеупомянутые особенности структуры и функций вируса.

Содержание

Строение бактериофагов
Генетический материал
Белковая оболочка
Классификация бактериофагов
По способу инфекции
По типу генетического материала
По типу белковой оболочки
📹 Видео

Видео:Особенности строения ВИРУСОВСкачать

Строение бактериофагов

Белковая оболочка бактериофагов имеет различные формы и структуры, которые определяют их морфологические типы. Оболочка состоит из капсида, который оберегает генетический материал, и хвоста, который используется для присоединения к бактериальной клетке и введения генетического материала.

Внутри капсида бактериофага находится генетический материал, представленный ДНК или РНК. Для защиты генетического материала от разрушения, бактериофаги обладают специальными механизмами, такими как белки-стабилизаторы и эндонуклеазы.

Некоторые бактериофаги также имеют дополнительные структуры, такие как фибриллы и волокна, которые помогают им присоединяться к бактериальной поверхности и инфицировать клетки.

Морфологический тип бактериофага	Описание
Тиминовые фаги (T-фаги)	Имеют хвост с независимо подвижной фибриллой, которая позволяет бактериофагу присоединяться к бактериальной поверхности.
Сифовые фаги (S-фаги)	Имеют хвост с фибриллой, которая может быть бактериального происхождения. Классифицируются на основе присутствия или отсутствия фибриллы.
Подушечковые фаги	Имеют форму подушечки и не обладают хвостом.

Строение бактериофагов разнообразно и зависит от их классификации и функциональных характеристик. Изучение строения бактериофагов позволяет понять их взаимодействие с бактериями и использовать их в медицине и биотехнологии.

Генетический материал

Бактериофаги содержат свою генетическую информацию в виде ДНК или РНК. Некоторые бактериофаги имеют двухцепочечную ДНК или одноцепочечную РНК, в то время как другие могут иметь одноцепочечную ДНК или двухцепочечную РНК. Генетический материал бактериофагов содержит все необходимые информацию для репликации и синтеза новых вирусных частиц.

ДНК бактериофагов может быть линейной или кольцевой, в зависимости от вида. Некоторые бактериофаги имеют геномы с небольшим размером, состоящие из нескольких тысяч пар оснований, в то время как другие имеют геномы размером в несколько сотен тысяч пар оснований. Генетический материал бактериофагов эффективно упакован внутри капсида, чтобы обеспечить его защиту и сохранность.

Белковая оболочка

Бактериофаги, как и все вирусы, состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, которая защищает их генетический материал. Белковая оболочка бактериофагов играет важную роль во многих аспектах их жизненного цикла, включая прикрепление к бактериальной клетке, проникновение внутрь и защиту генетического материала.

Оболочка бактериофагов представляет собой сложную структуру, состоящую из различных белковых подединиц, которые могут быть упорядочены в определенном порядке или формировать хаотичную матрицу. Белки, составляющие оболочку, могут иметь разную функцию и свойства.

Некоторые белковые подединицы оболочки бактериофагов отвечают за опознавание и связывание с поверхностью бактериальной клетки. Они содержат специфические аминокислотные остатки или структуры, которые позволяют фагу прикрепляться только к определенному виду или штамму бактерий. Это обеспечивает специфичность и селективность процесса заражения.

Другие белки оболочки бактериофагов обладают ферментативной активностью и участвуют в разрушении клеточной стенки бактерий, обеспечивая проникновение внутрь клетки. Некоторые из этих белков могут иметь гемолитическую активность и способность разрушать мембраны бактерий и других клеток.

Также белки оболочки могут быть ответственными за защиту генетического материала бактериофагов. Они могут участвовать в упаковке и компактировании нуклеиновой кислоты, защищая ее от воздействия внешних факторов и обеспечивая стабильность фага в течение его жизненного цикла.

В целом, белковая оболочка бактериофагов является ключевым компонентом, обеспечивающим их жизненный цикл. Она играет важную роль в рекогницировании, проникновении и защите генетического материала, и ее характеристики могут быть уникальными для каждого типа бактериофага.

Видео:Классификация и Морфология бактерий.Скачать

Классификация бактериофагов

По роду бактерий-хозяев бактериофаги делятся на два основных типа: специфичные и широкого спектра действия. Специфические бактериофаги инфицируют только определенный вид или род бактерий, тогда как бактериофаги широкого спектра действия способны инфицировать различные виды и роды бактерий.

Классификация бактериофагов по механизму инфекции включает две основные группы: либо они инфицируют бактерии путем ввода своей генетической информации внутрь бактериальной клетки, в результате чего этот генетический материал интегрируется в геном бактерии и начинает воздействовать на ее функции, либо бактериофаги разрушают клетку бактерии, в процессе высвобождая новые вирусные частицы.

Строение вирусных частиц также играет важную роль в классификации бактериофагов. Они могут быть разделены на несколько морфологических типов, включая бактериофаги с головкой и хвостом, бактериофаги с икосаэдрической симметрией и бактериофаги с необычными морфологическими структурами.

Тип	Описание
Бактериофаги с головкой и хвостом	Имеют икосаэдрическую головку и хвост, через который происходит передача генетической информации
Бактериофаги с икосаэдрической симметрией	Имеют икосаэдрическую структуру, без отдельного хвоста
Бактериофаги с необычными морфологическими структурами	Имеют необычные формы и структуры, отличные от типичных бактериофагов

Классификация бактериофагов важна для понимания и изучения их разнообразия, а также для применения в медицине и биотехнологии. На основе этой классификации проводятся исследования по разработке новых бактериофагов, которые могут быть использованы для борьбы с определенными бактериальными инфекциями.

По способу инфекции

Бактериофаги могут инфицировать бактерии различными способами. Существуют два основных механизма инфекции: лизогенный и лицевой.

Лизогенный механизм инфекции предполагает интеграцию бактериофага в геном бактерии-хозяина. В этом случае фаг-лизоген может долгое время сосуществовать с бактерией, передавая свою ДНК на следующие поколения бактерий. Под воздействием определенных факторов, таких как стресс или ухудшение условий, фаг-лизоген может выйти из состояния долговременной латентности и начать активное размножение, приводя к литической инфекции бактерии.

Лицевой механизм инфекции предполагает непосредственное проникновение вирусной ДНК или РНК внутрь бактериальной клетки, где происходит его репликация и сборка новых вирионов. После созревания фаги-личи уничтожают бактерию-хозяина, вызывая ее гибель.

Однако все бактериофаги не следуют строго лизогенному или лицевому пути инфекции. В некоторых случаях, после проникновения в бактерию, бактериофаг может перемещаться между лизогенным и лицевым состоянием в зависимости от условий среды.

По типу генетического материала

Бактериофаги могут быть разделены на две основные группы в зависимости от типа генетического материала, который они содержат: ДНК или РНК.

1. ДНК-фаги — это бактериофаги, содержащие ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) в качестве генетического материала. Они являются наиболее известными и изученными типами бактериофагов. ДНК-фаги могут быть дальше классифицированы на основе структуры и размера их ДНК.

Т4-подобные фаги — это группа ДНК-фагов, которые могут инфицировать бактерии рода Escherichia coli. Они имеют крупные головки и длинные хвостики и шипы.
Лямбда-подобные фаги — это еще одна группа ДНК-фагов, которые инфицируют бактерии рода Escherichia coli. Они имеют небольшие головки и короткие хвостики.

2. РНК-фаги — это бактериофаги, содержащие РНК (рибонуклеиновую кислоту) в качестве генетического материала. РНК-фаги обычно инфицируют бактерии рода Pseudomonas. Они могут быть классифицированы на основе типа РНК, которую они содержат.

Фаги с двухцепочечной РНК (dsRNA) — это группа РНК-фагов, которые содержат две комплементарные цепочки РНК. Они обычно инфицируют бактерии рода Pseudomonas и имеют необычную структуру генома.
Фаги с одноцепочечной РНК (ssRNA) — это еще одна группа РНК-фагов, которые содержат одну цепочку РНК. Они инфицируют различные группы бактерий и могут быть классифицированы на основе последовательности своей РНК.

Таким образом, классификация бактериофагов по типу генетического материала является одним из способов организации и изучения этого разнообразного семейства вирусов.

По типу белковой оболочки

1. Однослойная оболочка — представляет собой один единственный слой белков, образующих капсид. Этот тип оболочки встречается у многих бактериофагов, например, у фага Т4.

2. Комплексная оболочка — состоит из нескольких слоев различных белков. Как правило, это внешний слой, который служит защитным фильтром для ДНК фага, а также внутренний слой, который содержит генетическую информацию. Примером такой оболочки является фаг Лямбда.

3. Оболочка с волокнами — имеет на своей поверхности специальные волокна, которые позволяют фагу прикрепляться к бактериальной клетке. Такой тип оболочки наблюдается у некоторых фагов, например у фага T7.

4. Оболочка с шипами или шиповидная оболочка — характеризуется наличием на поверхности фага шипов или выступов, которые помогают ему проникнуть через клеточную стенку бактерий. Примером такой оболочки является фаг Фи.

5. Оболочка с широкими хвостовыми волокнами — отличается наличием на хвостовой части бактериофага широких волокон. Этот тип оболочки характерен, например, для фага T4.

6. Оболочка с длинными хвостовыми волокнами — имеет на хвостовой части фага длинные волокна, которые помогают ему прикрепляться к бактериальным клеткам. Примером такой оболочки является фаг T2.

Каждый из этих типов оболочек имеет свои особенности и выполняет определенные функции в жизненном цикле бактериофага. Изучение разнообразия белковых оболочек помогает углубить наши знания о бактериофагах и их взаимодействии с бактериями.