Tämä artikkeli, kuten 5. luokan biologian raportti bakteriofagiviruksista, auttaa lukijaa oppimaan perustiedot näistä solunulkoisista elämänmuodoista. Tässä tarkastellaan niiden taksonomista sijaintia, rakenteen ja elämäntoiminnan piirteitä, itsensä ilmenemistä vuorovaikutuksessa bakteerien kanssa jne.
Esittely
Kaikki tietävät, että maapallon elämän yksikön universaali edustaja on solu. Käänne 1800- ja 1900-luvun välillä oli kuitenkin aikakausi, jonka aikana löydettiin useita eläimiin, kasveihin ja jopa sieniin vaikuttavia sairauksia. Analysoidessaan tätä ilmiötä ja ottamalla huomioon yleiset tiedot ihmisten sairauksista tutkijat huomasivat, että on olemassa organismeja, jotka voivat olla luonteeltaan ei-soluisia.
Tällaiset olennot ovat erittäin pieniä ja pystyvät siksi kulkemaan pienimmän suodattimen läpi pysähtymättä sinne, missä pieninkin solu voisi pysähtyä. Tämä johti virusten löytämiseen.
Yleiset tiedot
EnnenAjatellaanpa virusten edustajia - bakteriofageja - tutustutaan yleistietoon tästä taksonomisen hierarkian v altakunnasta.
Viruspartikkelilla on pienimmät mitat (20-300 nm) ja symmetrinen rakenne. Se on rakennettu jatkuvasti toistuvista komponenteista. Kaikki virusluonteiset organismit ovat RNA- tai DNA-fragmentteja, jotka on suljettu erityiseen proteiinikuoreen, jota kutsutaan kapsidiksi. Heillä ei ole kykyä itsenäisesti toimia ja ylläpitää elintärkeää toimintaa toisen solun ulkopuolella. Elävien olentojen ominaisuuksien ilmentyminen on niille luontaista vasta sen jälkeen, kun ne on viety toiseen organismiin, kun taas virus itse käyttää vangitsemansa solun resursseja ylläpitääkseen vakauden omassa tilassaan. Tästä seuraa, että tämä taksonomian alue esitetään loisena, solunsisäisenä elämänmuotona. On viruksia, jotka tunkeutuvat niiden solujen kalvojen osiin, joissa ne kehittyivät ja asuivat. Ne muodostavat toisen kuoren tällaisten paikkojen ympärille ja peittävät kapsidin.
Yleensä virukset muodostavat sidoksen sen solun pintaan, jossa ne loistautuvat. Sitten virus pääsee sisään ja alkaa etsiä tiettyä rakennetta, johon se voi osua. Esimerkiksi hepatiitin aiheuttajat toimivat ja elävät vain maksan soluyksiköissä, kun taas sikotauti yrittää tunkeutua korvasylkirauhasiin.
Virukseen kuuluva DNA (RNA) alkaa kantajasolun sisällä olla vuorovaikutuksessa geneettisen perinnöllisyyden laitteiston kanssa niin, että solu itse aloittaa hallitsemattoman synteesiprosessinspesifinen sarja proteiineja, joita koodaa itse patogeenin nukleiinihappo. Seuraavaksi tapahtuu replikaatio, jonka itse solu suorittaa suoraan, ja siten uuden viruspartikkelin kokoaminen alkaa.
Bakteriofagi
Keitä ovat bakteriofagivirukset? Tämä on erityinen elämänmuoto maan päällä, joka tunkeutuu valikoivasti bakteerisoluihin. Lisääntyminen tapahtuu useimmiten isännässä, ja itse prosessi johtaa hajoamiseen. Kun tarkastellaan virusten rakennetta bakteriofagien esimerkin avulla, voimme päätellä, että ne koostuvat proteiinien muodostamista kuorista ja niissä on laite perinnöllisyyden toistamiseksi yhden RNA-ketjun tai kahden DNA-ketjun muodossa. Bakteriofagien kokonaismäärä vastaa suunnilleen bakteeri-organismien kokonaismäärää. Nämä virukset osallistuvat aktiivisesti aineiden ja energian kemialliseen kiertoon luonnossa. Aiheuttaa monia merkkien ilmenemismuotoja bakteereissa ja mikrobeissa, jotka ovat kehittyneet tai kehittyvät evoluution aikana.
Löytöhistoria
Bakteriologian tutkija F. Twort loi kuvauksen tartuntataudista, jota hän ehdotti vuonna 1915 julkaistussa artikkelissa. Tämä sairaus vaikutti stafylokokkeihin ja saattoi kulkeutua minkä tahansa suodattimen läpi, ja se voi myös kulkeutua yhdestä solupesäkkeestä muihin.
F. D'Herelle, kanadalainen mikrobiologi, löysi bakteriofageja syyskuussa 1917. Heidän löytönsä tehtiin F. Tworotin työstä riippumatta.
Vuonna 1897 N. F. Gamaleyasta tuli hajoamisilmiön tarkkailijabakteerit, jotka etenivät oksastusaineprosessin vaikutuksesta.
Bakteerivirukset ovat loisbakteriofageja, joilla on v altava rooli infektioiden patogeneesissä. He varmistavat monisoluisen organismin toipumisen monista sairauksista ja muodostavat siksi tietyntyyppisen immuunijärjestelmän. D'Herelle puhui tästä ensin ja kehitti sen myöhemmin opiksi. Tämä asema houkutteli monia tiedemiehiä, jotka alkoivat tutkia tätä aluetta ja yrittää löytää vastauksia kysymyksiin, kuten: millainen solurakenne (kiteet) on bakteeriviruksilla bakteriofageilla? Mitkä ovat prosessit niiden sisällä, niiden tuleva kohtalo ja kehitys? Kaikki tämä ja paljon muuta ovat herättäneet monien tutkijoiden huomion.
Merkitys
Virusten rakenne bakteriofagin esimerkillä voi kertoa meille paljon, erityisesti vuorovaikutuksessa muun tiedon kanssa, joka ihmisellä on heistä. Esimerkiksi niiden oletetaan olevan vanhin viruspartikkelien muoto. Kvantitatiivinen analyysi osoittaa meille, että heidän populaatiossaan on yli 1030 hiukkasta.
Luonnossa niitä löytyy samasta paikasta, jossa bakteerit elävät, joille ne voivat olla herkkiä. Koska kyseiset organismit määritellään niiden elinympäristön ja niiden tartuttamien bakteerien mieltymysten mukaan, tästä seuraa, että maaperässä hajoavat bakteerit (faagit) elävät maaperässä. Mitä enemmän mikro-organismeja substraatti sisältää, sitä enemmän tarvitaan faageja.
Todellisuudessa jokainen bakteriofagi ilmentääyksi geneettisen liikkuvuuden peruselementtiyksiköistä. Transduktiota käyttämällä ne aiheuttavat uusien geenien syntymistä bakteerin perinnöllisyysmateriaaliin. Noin 1024 bakteerisolua voidaan infektoitua sekunnissa. Tämä vastaus kysymykseen siitä, mitä viruksia kutsutaan bakteriofageiksi, näyttää meille avoimesti tavat, joilla perinnöllinen tieto jakautuu yhteisestä elinympäristöstä peräisin olevien bakteeriorganismien välillä.
Rakennusominaisuudet
Vastaamalla kysymykseen, mikä rakenne bakteriofagiviruksella on, voimme päätellä, että ne voidaan erottaa kemiallisen rakenteen, nukleiinihapon tyypin (n.c.), morfologisten tietojen ja vuorovaikutuksen muodon perusteella bakteeriorganismien kanssa. Tällaisen organismin koko voi olla useita tuhansia kertoja pienempi kuin itse mikrobisolu. Tyypillinen faagien edustaja muodostuu päästä ja hännästä. Hännän pituus voi olla kahdesta neljään kertaa pään halkaisija, joka muuten sisältää geneettisen potentiaalin, joka on saanut DNA- tai RNA-ketjun muodon. Siellä on myös entsyymi - transkriptaasi, joka on upotettu inaktiiviseen tilaan ja jota ympäröi proteiinien tai lipoproteiinien kuori. Se määrittää genomin varastoinnin solun sisällä ja sitä kutsutaan kapsidiksi.
Bakteriofagiviruksen rakenteelliset ominaisuudet määrittelevät sen hännän osan proteiiniputkeksi, joka toimii pään muodostavan kuoren jatkona. ATPaasi sijaitsee hännän tyven alueella, joka regeneroi ruiskutusprosessiin käytetyt energiaresurssit.geneettistä materiaalia.
Systemaattiset tiedot
Bakteriofagi on virus, joka saastuttaa bakteereja. Näin taksonomisti luokittelee sen hierarkkisen järjestyksen taulukkoon. Heille nimen antaminen tässä tieteessä johtui v altavan määrän näitä organismeja löytämisestä. ICTV käsittelee parhaillaan näitä kysymyksiä. Taksonien virusten luokitusta ja jakautumista koskevien kansainvälisten standardien mukaisesti bakteriofagit erotetaan niiden sisältämän nukleiinihappotyypin tai morfologisten ominaisuuksien perusteella.
Tänä päivänä voidaan erottaa 20 perhettä, joista vain 2 kuuluu RNA:ta sisältäviin ja 5 kuoreen. DNA-viruksista vain kahdella perheellä on yksijuosteinen genomimuoto. 9 virusta sisältävät DNA:ta (genomi näyttää meille pyöreänä deoksiribonukleiinihappomolekyylinä) ja muut 9 lineaarisella kuviolla. 9 perhettä ovat spesifisiä bakteereille ja loput 9 ovat spesifisiä arkeille.
Vaikutus bakteerisoluun
Bakteriofagivirukset voivat bakteerisolun kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen luonteesta riippuen olla erilaisia virulenttien ja kohtalaisen tyyppisten faagien os alta. Ensimmäiset pystyvät lisäämään lukumääräänsä vain lyyttisten syklien avulla. Prosessit, joissa virulentin faagin ja solun vuorovaikutus tapahtuu, koostuvat adsorptiosta solun pinnalle, tunkeutumisesta solun rakenteeseen, prosesseista faagielementtien biosynteesiä ja niiden saattamista toiminnalliseen tilaan sekä solujen vapautumista. bakteriofagi isännästä.
Mietitään bakteriofagivirusten kuvausta niiden jatkovaikutuksen perusteella solussa.
Bakteereiden pinnalla on erityisiä faagispesifisiä rakenteita, jotka esitetään reseptorien muodossa, joihin itse asiassa bakteriofagi on kiinnittynyt. Häntä käyttämällä faagi tuhoaa sen päässä olevien entsyymien avulla kalvon tietyssä solun kohdassa. Lisäksi tapahtuu sen supistuminen, jonka seurauksena DNA viedään soluun. Bakteriofagiviruksen "ruumis" proteiinikuorineen jää ulkopuolelle.
Faagin antama injektio saa aikaan kaikkien aineenvaihduntaprosessien täydellisen uudelleenjärjestelyn. Bakteeriproteiinien sekä RNA:n ja DNA:n synteesi on valmis, ja bakteriofagi itse aloittaa transkriptioprosessin henkilökohtaisen transkriptaasi-nimisen entsyymin toiminnan ansiosta, joka aktivoituu vasta bakteerisoluun pääsyn jälkeen.
Sekä varhaiset että myöhäiset lähetti-RNA:n ketjut syntetisoidaan sen jälkeen, kun ne tulevat kantajasolun ribosomiin. Siellä tapahtuu myös sellaisten rakenteiden kuin nukleaasin, ATPaasin, lysotsyymin, kapsidin, häntäprosessin ja jopa DNA-polymeraasin synteesiprosessi. Replikaatioprosessi etenee puolikonservatiivisen mekanismin mukaisesti ja suoritetaan vain polymeraasin läsnä ollessa. Myöhäiset proteiinit muodostuvat deoksiribonukleiinihapon replikaatioprosessien päätyttyä. Tämän jälkeen alkaa syklin viimeinen vaihe, jossa faagi kypsyy. Se voi myös yhdistyä proteiinikuoren kanssa ja muodostaa kypsiä hiukkasia, jotka ovat valmiita infektioon.
Elämänkierrot
Bakteriofagiviruksen rakenteesta riippumatta niillä kaikilla on yhteinen ominaisuus elinkaarelle. Kohtuullisuuden tai virulenssin mukaan molemmat organismityypit ovat samank altaisia toistensa kanssa vaikutuksen alkuvaiheessa soluun samalla syklillä:
- faagiadsorptioprosessi tiettyyn reseptoriin;
- nukleiinihappojen ruiskuttaminen uhriin;
- aloittaa nukleiinihappojen, sekä faagien että bakteerien, yhteisreplikaatioprosessin;
- solunjakoprosessi;
- kehitys lysogeenisellä tai lyyttisellä tavalla.
Lauhkea bakteriofagi ylläpitää profaagimoodia, seuraa lysogeenistä reittiä. Virulentit edustajat kehittyvät lyyttisen mallin mukaisesti, jossa on sarja peräkkäisiä prosesseja:
- Nukleiinihapposynteesin suunnan määräävät faagientsyymit, jotka vaikuttavat proteiinisynteesistä vastaavaan laitteistoon. Loinen aloittaa isännälle kuuluvan RNA:n ja DNA:n inaktivoinnin, ja entsymaattinen lisävaikutus johtaa täydellisesti sen halkeamiseen. Prosessin seuraava osa on solulaitteiston "alistaminen" proteiinisynteesiä varten.
- Faagi n. läpikäy replikaation ja määrittää uusien proteiinikuorten synteesin suunnan. Lysotsyymin muodostumisprosessi on alisteinen faagin RNA:lle.
- Solujen hajoaminen: Lysotsyymitoiminnan aiheuttama solun repeämä. Vapautuu v altava määrä uusia faageja, jotka saastuttavat bakteeriorganismeja edelleen.
Toimintatavat
Viruksetbakteriofagit löytävät laajan sovelluksensa antibakteerisessa tyyppisessä hoidossa, joka toimii vaihtoehtona antibiooteille. Organisaatioista, joita voidaan soveltaa, yleisimmin erotellaan: streptokokki, stafylokokki, klebsiella, coli, proteus, pyobakteriofagit, polyproteiinit ja punatauti.
13 faagipohjaista lääkeainetta on rekisteröity ja käytetty käytännössä Venäjän federaation alueella lääketieteellisiin tarkoituksiin. Tällaisia infektioiden torjuntamenetelmiä käytetään pääsääntöisesti silloin, kun perinteinen hoitomuoto ei johda merkittäviin muutoksiin, jotka johtuvat patogeenin heikosta herkkyydestä itse antibiootille tai täydellisestä resistenssistä. Käytännössä bakteriofagien käyttö johtaa halutun menestyksen nopeaan ja laadukkaaseen saavuttamiseen, mutta tämä edellyttää polysakkaridikerroksella päällystetyn biologisen kalvon läsnäoloa, jonka läpi antibiootit eivät pääse tunkeutumaan.
Faagiedustajien terapeuttinen käyttötapa ei saa tukea lännestä. Sitä käytetään kuitenkin usein ruokamyrkytystä aiheuttavien bakteerien torjuntaan. Monen vuoden kokemus bakteriofagien toiminnan tutkimisesta osoittaa, että esimerkiksi punatautifaagin esiintyminen kaupunkien ja kylien yhteisessä tilassa altistaa tilan enn altaehkäiseville toimenpiteille.
Geeniinsinöörit käyttävät bakteriofageja vektoreina siirtääkseen DNA-segmenttejä. Ja myös heidän osallistumisensa kanssa tapahtuu genomisen tiedon siirtoavuorovaikutuksessa olevien bakteerisolujen välillä.
