噬菌體
phage
定義:感染細菌的病毒。
學科:生物化學與分子生物學_方法與技術
相關名詞:宿主 繁殖 烈性噬菌體 溫和噬菌體
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
噬菌體是一類侵害細菌的病毒,又稱細菌病毒。它與病毒具有共同特性:個體小、無細胞結(jié)構(gòu)、專一寄生等,其結(jié)構(gòu)主要由蛋白質(zhì)和核酸(DNA或RNA)組成。噬菌體在自然界中分布廣泛,在土壤、空氣、水或生物體內(nèi)都可存在。
噬菌體的生長和繁殖過程主要為:吸附、侵入、增殖、成熟和釋放。
1.吸附:噬菌體的吸附器官(尾絲、基板和刺突)與宿主細胞的特殊位點接觸,尾絲觸及宿主細胞表面,基板和刺突起到固定作用。
2.侵入:尾絲收縮,啟動感染。對于T類噬菌體,尾髓插入細胞壁,DNA被“注射”進宿主細胞,蛋白質(zhì)外殼留在細胞壁外。對于線狀噬菌體,DNA和蛋白質(zhì)外殼被全部“注射”進入宿主細胞。
3.增殖:核酸復制,蛋白質(zhì)合成。
4.成熟(裝配):首先,DNA凝聚,頭部組裝,尾部組裝;然后按從頭至尾的順序自我裝配,形成一個完整的噬菌體。
5.釋放:T類噬菌體繁殖到一定程度時會裂解宿主細胞,釋放出子代噬菌體;而線狀噬菌體則不會裂解宿主細胞,子代噬菌體通過擠壓而“沖出”宿主細胞。
根據(jù)噬菌體與宿主細胞的關系,可將噬菌體分為烈性噬菌體和溫和噬菌體。烈性噬菌體在侵入宿主細胞后迅速增殖,產(chǎn)生許多子代噬菌體,并最終使宿主細胞裂解。溫和噬菌體侵入宿主細胞后,將其基因組整合到宿主細胞的染色體上,隨宿主細胞核酸的復制而復制,不產(chǎn)生子代噬菌體,一般情況下不引起宿主細胞裂解。整合到宿主染色體上的噬菌體稱為原噬菌體,宿主細胞稱為溶源菌,原噬菌體隨溶源菌的繁殖而繁殖,延續(xù)傳代,和平共處。但有些溫和噬菌體在特殊條件下(如紫外線照射或溫度刺激)可變?yōu)榱倚允删w,大量增殖,最終裂解宿主細胞。
噬菌體的危害主要存在于發(fā)酵工業(yè),如乳制品、酶制劑、氨基酸、抗生素和菌肥生產(chǎn)等。發(fā)酵系統(tǒng)污染噬菌體時,往往會出現(xiàn)一些明顯的異常變化,如菌體顯著減少和破碎、泡沫驟增、pH值異常變化、碳源和氮源消耗減慢等。噬菌體在醫(yī)學、科研和工業(yè)領域也有廣泛的應用,如治療細菌感染,用于細菌鑒定和檢測、污水處理,作為基因工程上的克隆載體等。
(延伸閱讀作者:東北師范大學生命科學學院 張帆博士)
責任編輯:張鵬輝