Бул макала, бактериофаг вирустары жөнүндө 5-класстын биология баяндамасы сыяктуу, окурманга клеткадан тышкаркы жашоо формалары жөнүндө негизги маалыматты алууга жардам берет. Бул жерде алардын таксономиялык жайгашуусун, түзүлүшүнүн жана жашоо активдүүлүгүнүн өзгөчөлүктөрүн, бактериялар менен өз ара аракеттенүүдөгү көрүнүштөрүн жана башкаларын карап чыгабыз.
Кириш
Жер планетасындагы жашоо бирдигинин универсалдуу өкүлү клетка экенин ар бир адам билет. Бирок, он тогузунчу жана жыйырманчы кылымдардын ортосундагы бурулуш жаныбарларга, өсүмдүктөргө, ал тургай козу карындарга да таасир эткен бир катар оорулар ачылган доор болгон. Бул кубулушту талдап, адамдын оорулары тууралуу жалпы маалыматты эске алуу менен окумуштуулар клеткалык эмес мүнөздө болушу мүмкүн болгон организмдер бар экенин түшүнүштү.
Мындай жандыктар өтө кичинекей болгондуктан, эң кичинекей клетка да токтой турган жерде токтобостон эң кичинекей чыпкадан өтө алышат. Бул вирустардын ачылышына алып келди.
Жалпы маалымат
Мурдавирустардын өкүлдөрүн - бактериофагдарды карап көрөлү, келгиле таксономиялык иерархиянын бул падышалыгы жөнүндө жалпы маалымат менен таанышалы.
Вирус бөлүкчөсүнүн эң кичинекей өлчөмдөрү (20-300 нм) жана симметриялуу структурасы бар. Ал дайыма кайталануучу компоненттерден курулган. Вирустук мүнөздөгү бардык организмдер капсид деп аталган атайын белок кабыгында камтылган РНКнын же ДНКнын фрагменти болуп саналат. Алар башка клетканын сыртында болуп, өз алдынча иштөө жана жашоо активдүүлүгүн сактоо жөндөмүнө ээ эмес. Тирүү жандыктардын касиеттеринин көрүнүшү аларга башка организмге киргенден кийин гана мүнөздүү, ал эми вирус өзү басып алган клетканын ресурстарын өзүнүн абалында туруктуулукту сактоо үчүн колдонот. Демек, таксономиянын бул чөйрөсү мите, клетка ичиндеги жашоо формасы катары берилген. Өздөрү өнүгүп, жашаган клетканын кабыкчаларынын бөлүмдөрүн басып алган вирустар бар. Алар капсидди жаап, мындай жерлердин айланасында дагы бир кабык түзүшөт.
Эреже катары, вирустар мителик кылган клетканын бети менен байланыш түзүшөт. Андан кийин вирус ичине кирип, ал тийе турган белгилүү бир түзүлүштү издей баштайт. Мисалы, гепатиттин козгогучтары боордун клетка бөлүмдөрүндө гана иштешет жана жашашат, ал эми паротит паротит бездерине өтүүгө аракет кылат.
Вируска таандык ДНК (РНК) алып жүрүүчү клетканын ичине киргенден кийин, генетикалык тукум куучулук аппараты менен өз ара аракеттенип, клетканын өзү көзөмөлдөнбөгөн синтез процессин баштайт.патогендин өзүнүн нуклеиндик кислотасында коддолгон белоктордун белгилүү бир сериясы. Андан кийин репликация ишке ашат, ал түздөн-түз клетканын өзү тарабынан ишке ашат жана ошентип жаңы вирустук бөлүкчөлөрдү чогултуу процесси башталат.
Бактериофаг
Бактериофаг вирустары кимдер? Бул жер бетиндеги жашоонун өзгөчө формасы, ал бактерия клеткаларына тандалма түрдө кирет. Көбөйүү көбүнчө үй ээси ичинде болот жана процесстин өзү лизиске алып келет. Бактериофагдардын мисалында вирустардын түзүлүшүнө көңүл бурсак, алар белоктордон пайда болгон кабыктардан турат жана бир РНК чынжырчасы же эки ДНК чынжырчасы түрүндөгү тукум куучулукту көбөйтүүчү аппараты бар деген тыянак чыгарууга болот. Бактериофагдардын жалпы саны болжол менен бактериялык организмдердин жалпы санына туура келет. Бул вирустар жаратылыштагы заттардын жана энергиянын химиялык айлануусуна активдүү катышат. Эволюциянын жүрүшүндө өнүккөн же өнүгүп жаткан бактериялар менен микробдордогу көптөгөн белгилердин көрүнүшүнө себеп болот.
Ачылуулар таржымалы
Бактериологияны изилдөөчү Ф. Творт 1915-жылы жарыяланган макаласында сунуш кылган жугуштуу оорунун сыпаттамасын түзгөн. Бул оору стафилококктарга таасирин тийгизип, каалаган чыпкалардан өтүп, бир клетка колониясынан башкасына да өтүшү мүмкүн.
Ф. Д'Херелл, Канадалык микробиолог, 1917-жылы сентябрда бактериофагдарды ачкан. Алардын ачылышы Ф. Твороттун эмгектеринен көз карандысыз жасалган.
1897-жылы Н. Ф. Гамалея лизис кубулушунун байкоочусу болуп калган.кыйыштыруу агент процессинин таасири астында жүргөн бактериялар.
Бактериялык вирустар инфекциялардын патогенезинде чоң роль ойногон мите бактериофагдар. Алар көптөгөн оорулардан организмдин көп клеткалуу түрүн калыбына келтирүүнү камсыз кылуу менен алектенишет, ошондуктан иммундук системанын белгилүү бир түрүн түзөт. Д'Херелл адегенде бул жөнүндө айтып, кийинчерээк аны доктринага айланткан. Бул позиция көптөгөн илимпоздорду өзүнө тартып, алар бул аймакты изилдеп, төмөнкү суроолорго жооп табууга аракет кылышкан: бактерия-вирус бактериофагдары кандай клеткалык түзүлүшкө (кристаллдарга) ээ? Алардын ичиндеги процесстер, алардын мындан аркы тагдыры жана өнүгүшү кандай? Мунун баары жана башка көптөгөн изилдөөчүлөрдүн көңүлүн бурду.
Мааниси
Бактериофагдын мисалында вирустардын түзүлүшү бизге көп нерсени айтып бере алат, өзгөчө адамдын алар жөнүндө башка маалыматтар менен өз ара аракеттенүүсү үчүн. Мисалы, алар вирус бөлүкчөлөрүнүн эң байыркы түрү болуп саналат. Сандык талдоо алардын популяциясында 1030 ашык бөлүкчөлөр бар экенин көрсөтүп турат.
Табиятта алар сезгич боло турган бактериялар жашаган жерде кездешет. Сөз болуп жаткан организмдер жашаган чөйрөсү, жугузган бактериялардын артыкчылыктары менен аныкталгандыктан, топурактын лизингдүү бактериялары (фагдар) топуракта жашайт. Субстрат канчалык көп микроорганизмдерди камтыса, ошончолук керектүү фагтар бар.
Чындыгында ар бир бактериофаг баргенетикалык мобилдүүлүктүн негизги элементардык бирдиктеринин бири. Трансдукцияны колдонуп, алар бактериянын тукум куума материалында жаңы гендердин пайда болушуна себеп болот. Секундасына болжол менен 1024 бактериялык клеткалар жугушу мүмкүн. Кайсы вирустар бактериофагдар деп аталат деген суроого жооп берүүнүн бул формасы бизге тукум куучулук маалыматтын жалпы жашоо чөйрөсүндөгү бактериялык организмдер арасында бөлүштүрүлүшүнүн жолдорун ачык көрсөтүп турат.
Курулуш өзгөчөлүктөрү
Бактериофаг вирусу кандай түзүлүшкө ээ деген суроого жооп берип, аларды химиялык түзүлүшүнө, нуклеин кислотасынын түрүнө (н.к.), морфологиялык маалыматтарына жана бактериялык организмдер менен өз ара аракеттенүү формасына жараша айырмалоого болот деген жыйынтыкка келүүгө болот. Мындай организмдин көлөмү микроб клеткасынын өзүнөн бир нече миң эсе кичине болушу мүмкүн. Фагдардын типтүү өкүлү баш жана куйруктан түзүлөт. Куйруктун узундугу баштын диаметринен эки-төрт эсеге чейин болушу мүмкүн, демек, бул ДНК же РНК чынжырчасынын формасын алган генетикалык потенциалды камтыйт. Ошондой эле бир фермент бар - транскриптаза, активдүү эмес абалда чөмүлдүрүлгөн жана белоктордун же липопротеиддердин кабыгы менен курчалган. Ал клетканын ичиндеги геномдун сакталышын аныктайт жана капсид деп аталат.
Бактериофаг вирусунун структуралык өзгөчөлүктөрү анын куйрук бөлүмүн башты түзгөн кабыктын уландысы катары кызмат кылган белоктордун түтүкчөсү катары аныктайт. ATPase куйруктуу базанын аймагында жайгашкан, ал инъекция процессине сарпталган энергия ресурстарын калыбына келтирет.генетикалык материал.
Системалуу маалыматтар
Бактериофаг – бактерияларды жугузуучу вирус. Таксономист аны иерархиялык тартиптеги таблицада ушинтип классификациялайт. Бул илимде аларга наамдын берилиши бул организмдердин эбегейсиз көп санынын ачылышына байланыштуу болгон. Учурда бул маселелер ICTV тарабынан чечилүүдө. Вирустар арасында таксондорду классификациялоонун жана бөлүштүрүүнүн эл аралык стандарттарына ылайык, бактериофагдар курамындагы нуклеиндик кислотанын түрү же морфологиялык белгилери боюнча айырмаланат.
Бүгүнкү күндө 20 үй-бүлөнү бөлүп көрсөтүүгө болот, алардын ичинен 2 гана РНКны камтыган жана 5 кабыгы бар. ДНК вирустарынын ичинен 2 гана үй-бүлөдө геномдун бир тилкелүү формасы бар. ДНКны камтыган 9 вирус (геном бизге дезоксирибонуклеин кислотасынын тегерек молекуласы катары көрүнөт) жана калган 9у сызыктуу фигуралуу. 9 үй-бүлө бактерияларга мүнөздүү, ал эми калган 9 үй-бүлө археяларга мүнөздүү.
Бактерия клеткасына таасири
Бактериофаг вирустары бактериялык клетка менен өз ара аракеттенүү мүнөзүнө жараша вируленттүү жана орточо типтеги фагтарда айырмаланышы мүмкүн. Биринчилери литикалык циклдердин жардамы менен гана алардын санын көбөйтүүгө жөндөмдүү. Вируленттүү фаг менен клетканын өз ара аракеттенишүү процесстери клетканын бетине адсорбциядан, клетканын структурасына өтүүдөн, фаг элементтеринин биосинтези жана аларды функционалдык абалга келтирүү процесстеринен, ошондой эле хосттон бактериофаг.
Келгиле, бактериофаг вирустарынын сыпаттамасын алардын клеткадагы андан аркы аракетинин негизинде карап көрөлү.
Бактериялардын бетинде рецепторлор түрүндө берилген фаг-спецификалык түзүлүштөр болот, аларга чындыгында бактериофаг кошулат. Фаг куйругун колдонуп, аягында камтылган ферменттер аркылуу клетканын белгилүү бир жериндеги мембрананы жок кылат. Андан ары, анын жыйрылышы пайда болот, анын натыйжасында ДНК клеткага киргизилет. Бактериофаг вирусунун белок кабыгы менен "денеси" сыртта калат.
Фаг тарабынан жасалган инъекция бардык метаболизм процесстеринин толук реструктуризациясын шарттайт. Бактерия белокторунун, ошондой эле РНК менен ДНКнын синтези аяктап, бактериофагдын өзү транскриптаза деп аталган жеке ферменттин активдүүлүгүнүн аркасында транскрипция процессин баштайт, ал бактерия клеткасына киргенден кийин гана активдешти.
Кабарчы РНКнын алгачкы жана кеч чынжырлары ташуучу клетканын рибосомасына киргенден кийин синтезделет. Нуклеаза, АТФаза, лизоцим, капсид, куйрук процесси жана ал тургай ДНК полимераза сыяктуу структуралардын синтез процесси да ошол жерде жүрөт. Репликация процесси жарым консервативдүү механизм боюнча жүрөт жана полимеразанын катышуусунда гана ишке ашат. Кеч белоктор дезоксирибонуклеин кислотасынын репликация процесстери аяктагандан кийин пайда болот. Андан кийин циклдин акыркы этабы башталат, мында фагдын жетилиши пайда болот. Ал ошондой эле белоктун кабыгы менен биригип, инфекцияга даяр жетилген бөлүкчөлөрдү түзө алат.
Жашоо циклдары
Бактериофаг вирусунун түзүлүшүнө карабастан, алардын бардыгынын жашоо циклинин жалпы мүнөздөмөсү бар. Модерацияга же вируленттүүлүккө ылайык, организмдердин эки түрү бирдей цикл менен клеткага таасир этүүнүн баштапкы этаптарында бири-бирине окшош:
- белгилүү бир рецептордогу фагдын адсорбция процесси;
- жабырлануучуга нуклеиндик кислоталарды киргизүү;
- нуклеиндик кислоталардын, фагдын жана бактериялардын биргелешкен репликация процессин баштайт;
- клетканын бөлүнүү процесси;
- лизогендик же литикалык жол менен өнүгүү.
Мелүүн бактериофаг профаг режимин сактап, лизогендик жол менен жүрөт. Вирустун өкүлдөрү литикалык моделге ылайык өнүгүп, анда бир катар ырааттуу процесстер бар:
- Нуклеин кислотасынын синтезинин багыты белок синтези үчүн жооптуу аппаратка таасир этүүчү фаг ферменттери тарабынан белгиленет. Паразит ээсине таандык РНК менен ДНКны инактивациялоону баштайт, андан ары ферментативдик аракет толугу менен анын бөлүнүшүнө алып келет. Процесстин кийинки бөлүгү - белок синтези үчүн клеткалык аппараттын "баш ийүүсү".
- Фаг н. репликациядан өтүп, жаңы белок кабыкчаларынын синтезинин багытын аныктайт. Лизоцимдин пайда болуу процесси фаг РНКсына баш ийет.
- Клетка лизиси: Лизоцимдин активдүүлүгүнөн улам клетканын жарылуусу. Көптөгөн жаңы фагдар бөлүнүп чыгат, алар бактериялык организмдерди андан ары жугузат.
Иштетүү ыкмалары
Вирустарбактериофагдар антибиотиктерге альтернатива катары кызмат кылган антибактериалдык типтеги терапияда кеңири колдонулат. Колдонулушу мүмкүн болгон организмдердин ичинен эң көп айырмалангандары: стрептококк, стафилококк, клебсиелла, коли, протей, пиобактериофагдар, полипротеиндер жана дизентерия.
Фагдардын негизиндеги он үч дары-дармектер Россия Федерациясынын аймагында медициналык максатта катталган жана практикада колдонулат. Эреже катары, инфекциялар менен күрөшүүнүн мындай ыкмаларын дарылоонун салттуу формасы антибиотиктин өзүнө алсыз сезгичтигинен же толук каршылыктан улам келип чыккан олуттуу өзгөрүүлөргө алып келбегенде колдонулат. Практикада бактериофагдарды колдонуу каалаган ийгиликке тез жана сапаттуу жетишүүгө алып келет, бирок бул полисахариддердин катмары менен капталган биологиялык мембрананын болушун талап кылат, ал аркылуу антибиотиктер кире албайт.
Фаг өкүлдөрүн колдонуунун терапиялык түрү Батышта колдоо таппайт. Бирок, көбүнчө тамак-аштан ууланууга алып келген бактериялар менен күрөшүү үчүн колдонулат. Бактериофагдардын активдүүлүгүн изилдөөнүн көп жылдык тажрыйбасы, мисалы, шаарлардын жана айылдардын жалпы мейкиндигинде дизентериялык фагдын болушу мейкиндиктин профилактикалык чаралардын таасирине алып келерин көрсөтүп турат.
Ген инженерлери бактериофагдарды ДНК сегменттерин өткөрүү үчүн вектор катары колдонушат. Жана ошондой эле алардын катышуусу менен геномдук маалыматты берүү ишке ашатөз ара аракеттенген бактериялык клеткалардын ортосунда.
