Морфология вирусов и фагов

Вирусы (лат. - яд животного происхождения) - мельчайшие облигатные (находятся строго внутри клетки) внутриклеточные паразиты. Они живут и размножаются только внутри живых клеток. Вирусы были открыты Д.И. Ивановским в 1892 году. Вирусы вызывают многие заболевания у растений, животных, человека- оспу, грипп, корь, бешенство, полиомейлит, ящур, чуму, «мозаичная» болезнь табака, парша картофеля.

Размеры вирусов колеблются от 10 до 250 нм, поэтому они проходят, фильтруясь, через мелкопористые бактериологические фильтры. Форма вирусов отличается большим разнообразием: может быть шиповидной, палочковидной, нитевидной, многогранной булавовидной формы.

Зрелая частица вируса называется вирионом. Он состоит из цепочки нуклеиновой кислоты, которая заключена в белковую оболочку- капсид. Капсид состоит из отдельных субъединиц- капсомеров.

В состав капсида кроме белка входит в небольшом количестве липиды, некоторые вирусы содержат углеводы. Нуклеиновая кислота может быть представлена нитью ДНК, либо нитью РНК, в зависимости от этого различают ДНК и РНК содержащие вирусы. Состав вирусов - нуклеиновая кислота, белок, следы липидов, следовательно, они размножаются очень быстро. Для вирусов характерна геометрическая упорядоченность, симметрия.

Вирусы для биотехнологических производств представляют интерес при получении вакцин. Для пищевой биотехнологии интереса они не представляют. Следует отметить, что устойчивость вирусов к внешним воздействиям не высока, они гибнут под действием ультрафиолета, при кипячении, но устойчивы к высушиванию и низким температурам. В воздухе не размножаются, начинают размножаться, попадая в организм.

Фаги

От латинского phagein- пожирать. Это вирусы, пожирающие микроорганизмы и вызывающие их лизис, т.е. расщепление. В зависимости от пожираемых микроорганизмов различают бактериофаги - пожирающие бактерий, актинофаги - фаги, поражающие актиномицетов. Обнаружены вирусы грибов и некоторых водорослей.

Строение фага:

Фага состоит из округлой или многогранной головки, в которой заключены ДНК и РНК, и отростка. Головка представляет собой белковую оболочку, внутри которой заключена ДНК или РНК, имеет размеры от 60 до 100 нм. Отросток (100-200 нм) представляет собой полый стержень, окруженный сократительным чехлом из белка. На окончании находится пластинка, которая заканчивается выростами с тонкими нитями.

Механизм проникновения фага внутрь клетки микроорганизмов.

1. Адсорбция фага на поверхности клеточной оболочки. В этом принимает участие пластинка с выростами.

2. Инъекция ДНК внутрь клетки через стержень-отросток.

3. Латентный период, когда фаговое ДНК вызывает перестройку обмена веществ в клетке хозяина и начинается синтез фаговых частиц, т.е. синтезируется ДНК и белка фага.

4. Лизис клетки. Оболочка клетки разрывается, и фаговые частицы высвобождаются.

Лизогения – наследственная способность бактерий продуцировать фаг без предварительного воздействия экзогенного фактора. Каждая лизогенная бактерия способна к бесконечному размножению в инфицированном состоянии. Лизогенные бактерии способны адсорбировать освобождаемые ими фаговые частицы, но не лизируются ими (имеют иммунитет к гомологичным фагам).

Фаги широко распространены в природе, они обладают специфичностью, т.к. каждый может воздействовать только на определённый вид микроорганизмов Бактериофаги поражают молочнокислые бактерии, нарушая процесс получения кисломолочных продуктов. Фаги могут поражать уксуснокислые бактерии, что приводит к нарушению уксуснокислого брожения. Бедствием являются фаги для ацетоно-бутилового производства, производства бактериальных удобрений. Проблематично уничтожить фаги при тепловой обработке. Некоторые фаги используются для профилактики инфекционных заболеваний (дизентерии, холеры, тифа, сибирской язвы и пр.).