Бактериофаги размножение

Для бактерий размножение, как правило, не связано с половым процессом. Однако у некоторых наблюдается особый процесс передачи генетической информации с образованием меро-зиготы — конъюгация. Другие типы передачи генетической информации — трансформация (с помощью переноса голой ДНК) и трансдукция (с помощью бактериофагов). [c.65]

Первым важным вкладом Дельбрюка в исследования фага была разработка опыта по изучению одиночного цикла размножения, сделанная им и Эллисом. С помощью этого опыта они убедительно показали, что потомство инфицирующего фага появляется только после определенного периода, на протяжении которого титр фага остается постоянным. Именно этот опыт с одиночным циклом размножения положил начало современным исследованиям в области бактериофагии. Более того, и в настоящее время он по-прежнему служит основным методом при изучении размножения бактериальных вирусов. [c.259]

Рис. 14. Вирус коровьей оспы, титрованный на кролике (а) стерильные пятна, вызванные размножением бактериофага (б) местные поражения (вирус табачной мозаики) (в) кристаллический вирус кустистой карликовости помидор (г) и электронная микрофотография табачной мозаики (й).

Бактериофаги, т. е. вирусы, размножающиеся в бактериях, состоят из белковой оболочки и содержащейся внутри нее ДНК или РНК. С помощью меченых атомов и Р установлено, что при заражении бактериальной клетки фагом в нее не входит белок (метка по сере), но входит ДНК (метка по фосфору). Частица бактериофага вспрыскивает свою ДНК в клетку. Размножение частиц фага в клетке показывает, что ДНК ответственна за синтез своих копий и белковых оболочек, т. е. она является генетическим веществом фага. [c.487]

Описанные выше бактериофаги, как правило, лизируют зараженные ими бактерии, и потому их называют вирулентными. Некоторые фаги, однако, заражают бактерий-хозяев, но не размножаются в них автономно и не вызывают лизиса. Такие фаги называются умеренными. Видимо, их размножение происходит синхронно с размножением бактерии. Лишь очень редко, в одной из 10 -10 таких лизогенных бактерий, фаг начинает спонтанно размножаться и клетка подвергается лизису. В этом случае для того, чтобы обнаружить выход инфекционного фага, в качестве индикатора нужен другой бактериальный штамм, для которого этот фаг вирулентен. Если смешать лизогенные бактерии с избытком бактерий-индикаторов и посеять смесь на агаризованную среду, то будут расти также и колонии лизогенных бактерий. Время от времени некоторые клетки будут лизироваться и выходящие из них фаговые частицы будут заражать находящиеся по соседству чувствительные (индикаторные) бактерии. Это приведет к появлению бляшек в сплошном бактериальном газоне. Однако в середине каждой такой бляшки сохранится колония лизогенной бактерии (рис. 4.12). [c.147]

Явление рестрикции состоит в том, что бактериофаг, размноженный на одном штамме бактерий, часто очень плохо размножается на другом штамме. Те редкие фаги, которые все-таки смогли размножиться на чужом для них штамме, оказываются адаптированными к нему, или модифицированны.ми, т. е. следующий раунд размножения проходит с полной эффективностью. Одновременно эти модифицированные фаги теряют способность эффективно размножаться на том штамме, на котором были выращены исходно (табл. 6). [c.129]

Проникновение фага в клетку осуществляется в несколько этапов (рис. 66). Вначале бактериофаг адсорбируется на клетке-хозяине, прикрепляясь к ее стенке концом хвоста . Затем фаг внедряется в клетку, причем в нее проникает лишь ДНК фага, а белковая оболочка остается снаружи. С помощью электронного микроскопа удавалось увидеть тени фага — пустые белковые оболочки, оставшиеся после внедрения ДНК фага в бактерию. При размножении фага в клетке в ней происходят существенные изменения она перестает делиться и все ее содержимое [c.473]

Эукариотические вирусы до сих пор нашли более скромное применение в качестве векторов. Практически используются только онкогенный вирус SV 40 и его производные. Все эти векторы — дефектные вирусы, не способные давать полноценные вирусные частицы в клетке хозяина. Анализируемую ДНК можно вводить и в другие репликоны, способные размножаться в клетках, например бактериофаги. Чаще всего из известных фагов в качестве векторов применяют сконструированные производные фага X и фагов М13 и fd. В векторах на основе бактериофага I. используется его особенность, состоящая в том, что большая часть его ДНК не участвует в размножении фага в клетке. Это позволяет вводить чужеродную ДНК в ДНК фага X в качестве вектора. [c.120]

Как известно, вода открытых водоемов содержит большое количество микроорганизмов. Многие из них являются сапрофитами (питаются неорганическими и мертвыми органическими веществами), но есть также патогенные бактерии, живущие на живом субстрате и вызывающие заболевания растений, животных, человека. Увеличенные изображения некоторых из них представлены на рисунках 23, 24. Кроме того, в воде могут находиться вирусы (рис. 25), рассматриваемые большинством исследователей как внутриклеточные паразиты, имеющие общий обмен с тем видом, на котором они паразитируют. Некоторые виды вирусов — бактериофаги — паразитируют в живых клетках бактерий, разрушая их и губя. Для многих вирусов, паразитирующих на человеке, вода является внешней средой, в которой они могут существовать длительное время, пока не найдут восприимчивую клетку в ней осуществится цикл их размножения и нового выделения во внешнюю среду. [c.168]

В то время Луриа занимался в основном размножением бактериальных вирусов (бактериофагов, или, короче, фагов). Уже в течение нескольких лет среди наиболее прозорливых генетиков бытовало подозрение, что вирусы — это нечто вроде чистых генов. В этом случае для того, чтобы узнать, что же такое ген и как он воспроизводится, следовало изучать свойства вирусов. А так как простейшими вирусами были фаги, то в 40-х годах стало появляться все больше ученых, которые изучали фаги (так называемая фаговая группа), надеясь в конце концов узнать, каким образом гены управляют наследственностью клеток. Во главе этой группы стояли Луриа и его друг, немец по происхождению, физик-теоретик Макс Дельбрюк, который в то время был профессором Калифорнийского технологического института. Но если Дельбрюк продолжал надеяться, что проблему помогут решить чисто генетические ухищрения, то к Луриа все чаще начинала приходить мысль, что верный ответ удастся получить только после того, как будет установлено химическое строение вируса (гена). В глубине души он понимал, что невозможно описать поведение чего-то, если неизвестно, что это такое. Не сомневаясь, что он никогда не заставит себя изучить химию, Луриа избрал, как ему казалось, наиболее мудрый выход из положения и отправил к химику меня, своего первого серьезного ученика. [c.21]

Вирусы бактерий называются бактериофагами, вирусы актиномицетов — актинофагами. Слово фаг в переводе с греческого означает пожирающий. Размножение фага возможно только внутри живой микробной клетки, на ранних стадиях ее роста. Сначала фаг адсорбируется на поверхности микробной клетки, затем проникает внутрь ее, где размножается, после чего происходит лизис клетки и освобождение активных фаговых частиц. Период взаимодействия фага с клеткой длится от нескольких минут до нескольких часов. Фаги широко распространены в природе. Они встречаются повсюду, где есть культуры микроорганизмов, которые они способны лизировать (в почве, водоемах, кишечнике человека и животных и т. д.). Некоторые фаги лизи-руют только один вид какого-либо микроорганизма, другие — несколько близких видов. [c.11]

Правдоподобная модель, объясняющая рекомбинацию, заключается в том, что два фрагмента ДНК, образующие вместе одну полную макромолекулу, узнают друг друга с помощью гомологических областей СВ и С В и скрепляются по этим областям (рис. 128). Далее такая составная молекула копируется полу-консервативно. В результате получается рекомбинация локусов в области АВ и ЕГ. Одновременно в центральной части составной хромосомы образуется нечто вроде зиготы, т. е. диплоидный отрезок. Оказывается, что и генетический эксперимент обнаружил в бактериофагах подобную структуру. Было показано, что существенная часть потомства фага несет в себе аллеломорфные генетические локусы в части хромосомы. При последующем размножении фага признаки расщепляются в потомстве, и от одной частицы получаются фаги двух различных типов. Иногда это обстоятельство обнаруживается визуально по морфологии пятен на чашках Петри. Так, например, гетерозиготы образу [c.373]

Для проведения экспериментов по инактивации вирусов облучением необходимо получить количественную оценку активности вируса. Поскольку вирусы нельзя разводить на искусственной среде, определение их активности связано с заражением соответствующих восприимчивых организмов, и потому методы определения различны для растительных вирусов животных вирусов и бактериофагов. В случае бактериофагов количественная оценка наиболее точна. Для оценки используется следующий метод. На пластинку твердой питательной среды, подходящей для роста данных бактерий, наносится капля суспензии, содержащая несколько миллионов этих организмов, и определенного размера капля суспензии фага. С помощью стеклянного шпателя жидкость равномерно распределяется по поверхности питательной среды. После инкубации густо засеянной бактериями пластинки на ее поверхности образуется сплошная бактериальная пленка со светлыми участками в местах размножения отдельных частиц фага, которые вызывают лизис бактерий в непосредственной от них близости. Эти светлые участки, или стерильные пятна , хорошо различимые невооруженным глазом, показаны на рис. 14, б. Количество стерильных пятен пропорционально концентрации фага (если она не избыточна, что приводит к слиянию отдельных стерильных пятен) и немногим меньше числа частиц фага, нанесенных на пластинку (Эллис и Дельбрюк, 1938, полагают, что отношение равно 1 2). [c.87]

Лабораторными опытами показано, что чистые препараты ДНК из одних видов бактерий или из бактериофага, добавленные к другим видам бактерий, служат матрицей, заставляющей воспринимающие клетки развивать свойства бактерий-доноров. Вполне возможно, что размножение [c.330]

Выходит, в Индиане собрались выдаюш,иеся ученые, генетик МеЛлер да еще Сальвадор Лурия — микробиолог, открывший в эксперименте стадии размножения бактериофагов. [c.135]

Степень индукции SOS-системы в определенном смысле отражают благополучие клетки и ее шансы на выживание. Поэтому некоторые относительно автономные внутриклеточные генетические элементы, например умеренные бактериофаги, используют индукцию SOS-системы в качестве сигнала для размножения и уничтожения клетки-хозяина безвредный до того участок хромосомы (профаг, см. гл. ХП1), почувствовав слабость хозяина, начинает размножаться и уничтожает его, чтобы спастись самому. Для фага лямбда показано, что чувствительность к состоянию индукции SOS-системы объясняется тем, что репрессор фага устроен аналогично белку LexA и самораскусывается , связавшись с активированным КесА-белком. [c.81]

Инфицирование клетки Е. соИ бактериофагом происходит следующим путем фаг впрыскивает свою ДНК через клеточную стенку в цитоплазму. Приблизительно через 20 мин после этого клетка лопается, и из нее выходит около 100 полностью готовых копий исходной вирусной частицы. Такая высокая скорость размножения позволяет проводить в пробирке в течение 20 мин генетические эксперименты, для которых потребовалось бы все население земного шара, если бы эти опыты проводились на людях. Главные принципы, лежащие в основе этого метода, были ясно изложены Бензером [130], который впервые составил карту тонкого строения гена. Частицы бактериофагов, подобно бактериям, можно посеять в чашке с агаром. Отличие заключается лишь в том, что агар должен содержать однородную суспензию бактерий, чувствительных к вирусу. В какой бы участок чашки ни попали вирусные частицы, они заражают какую-либо бактерию. Вокоре инфекция распространяется на соседние бактерии и в результате образуется стерильное пятно (рис. 15-20). Число основных вирусных частиц, содержащихся в суспензии, можно легко определить, сосчитав число стерильных пятен, образовавшихся в результате посева. [c.248]

Триптофансинтетаза (стр. 141) состоит из двух субъединиц А и В (или а и ), первая из которых содержит всего лишь 268 аминокислот. Тонкую структуру гена А удалось картировать следующим образом. Было выделено большое число мутантных бактерий, неспособных расти на среде, не содержаш,ей триптофана (ауксотрофы по триптофану). Генетические скрещивания проводились с помощью специального трансдуцирующего бактериофага Pike [134]. В процессе размножения в чувствительных к ним бактериях трансдуцирующие бактериофаги иногда включают в собственную ДНК часть бактериальной хромосомы. В дальнейшем, когда такой фаг заражает другие бактерии, часть его генетической информации может переноситься в результате рекомбинации 3 хромосомы бактерий, переживших инфекцию. Используя серии мутантов с делециями аналогично тому, как это было сделано при картировании гена гЛ, удалось разделить ген А на ряд участков, а исследование частоты рекомбинаций позволило осуществить точное картирование. [c.251]

Два классических примера — это группа генов, использующие лактозу как питательное вещество для Е. oli, а именно /ас-опе-рон [4] и оперон бактериофага X, который контролирует размножение фага после его включения в хромосому хозяина [5]. [c.204]

Большое разнообразие векторов существует на основе бактериофага в них используется особенность фага, состоящая в том, что значительная часть его ДНК не нужиа для размножения фага в клетке (рнс. 249). Это позволяет вводить чужеродную ДНК в ДНК фага к при использовании его в качестве вектора, причем длина вставляемого фрагмента может быть существенно больше величины фрагмента, встраиваемого в плазмиду. [c.432]

Известны три состояния, в которых могут находиться недефектные фаги и три типа влияния фаговой инфекции на судьбу зараженной клетки К числу первых относят свободное состояние, вегетацию и состояние профага (для так называемых умеренных фагов), к числу вторых — гибель зараженной клетки (фаги здесь называют истинно вирулентными), переход клетки, несущей умеренный фаг (профаг), на путь лизогенного развития, или, в случае индуцибельности профага и воздействия индуцирующими факторами (УФЛ, некоторые мутагены и др ) — на путь лизиса, наконец, при третьем типе влияния фаговой инфекции не наблюдается каких-либо заметных отклонений в характере поведения зараженных клеток — гибели их не происходит, фаги при этом могут высвобождаться из клеток или постоянно реплицироваться, находясь внутри их и слегка замедляя скорость размножения клеток Учитывая сказанное, следует подчеркнуть, что бактериофаги имеют большое значение в биотехнологии еще и потому, что они могут выступать ощутимыми вредителями в микробиологических производствах, базирующихся на эксплуатации прокариотических организмов [c.85]

Бактериофаги представляют собой ультрамикробы, паразитирующие на бактериях. Изучение распространения бактериофагов в природе показало, что они, как правило, сопутствуют тем бактериям, к которым приспособлены. Размножение бактериофага происходит только в живых бактериях, самостоятельно бактериофаги во внешней среде не размножаются, но они здесь могут длительно сохраняться, переживая благодаря более высокой стойкости соответствующие бактерии. Основным источником бактериофагов патогенных кишечных бактерий является кишечник человека. Поэтому обнаружение этих бактериофагов в воде, почве и другихсубстратах следует рассматривать [c.169]

После очистки соответственно кристаллизации вирусы сохраняют в значительной степени способность передавать болезнь. Для этого достаточно небольшого числа молекул вируса. В случае вируса оспы и некоторых бактериофагов инфекция передается, вероятно, лишь одной молекулой вируса. Вирусы размножаются только в живых клетках содержащего их организма и не развиваются на культуральных средах, подобных применяемым для размножения бактерий, или в мертвых тканях. После того как частица впруса внедрится в клетку организма, белок этой клетки постепенно исчезает, и вместо него размножается вирус. В случае мозаики табака было найдено, что через четыре дня после прививки количество вируса превышает приблизительно в миллион раз привитое количество. Разумеется, вирус потребляет не только белок клетки-хозяина, но и энергию, вырабатываемую в результате определенных процессов в этой клетке для построения своего собственного вещества. Таким образом, вирусы ведут себя как рудиментарные паразиты с высокой способностью к воспроизведению, которые, однако, не в состоянии осуществлять метаболические сопровождающиеся производством энергии процессы, необходимые для эндэргонных синтезов, связанных с этим воспроизведением. Ввиду того что вирусы состоят главным образом из нуклеопротеидов, этот процесс воспроизведения выявляет важную роль нуклеопротеидов в синтезе белков. [c.456]

Совершенно ясно, что технически довольно трудно наблюдать, каким образом вирусы растений и животных внедряются в клетки своих хозяев и размножаются там трудно также изучать роль нуклеиновой кислоты вируса в этих процессах. Удобным объектом для такого рода исследований служат бактериофаги — вирусы, поражающие бактериальные клетки. Они легко поддаются биохимическому изучению, главным образом благодаря быстрому размножению их в клетках хозяина. Бактериофаги широко использовались при исследованиях в области молекулярной генетики и репликации пуклеиновых кислот. Частицы бактериофага могут содержать либо ДНК, либо РНК. [c.157]

Полагают, что это интересное исключение из правил классической генетики возникло в результате ощибки в копировании при дупликации генов, выразивщейся в том, что один участок был скопирован дважды, а другой — ни разу. В нашем примере две хромосомы р1+ и +рг должны при делении произвести две хромосомы того же самого типа, но в исключительных случаях хромосома р[+ во время размножения может утратить ген р и вместо этого поймать плюс-аллель гомологичной хромосомы, В связи с этим следует упомянуть, что конверсия гена, так же как перекрест, предполагает предварительную тесную конъюгацию между двумя хромосомами. Пока еще не установлено, насколько часто может происходить это явление, однако имеющиеся данные показывают, что конверсия гена — исключительный случай и обычно не имеет большого биологического значения, У бактериофагов рекомбинации, возможно, возникают довольно сходным путем, но вопрос о них. еще остается открытым. [c.275]

Особую группу вирусов представляют паразитические формы микроорганизмов — фаги. Фаги, развивающиеся в клетках бактерий, называются бактериофагами, актиномицетов — актинофаги, грибов — микофаги, водорослей — альгофаги. Фаги имеют булавовидную форму (рис. 22). Утолщенная часть называется головкой, а суженная — хвостовой. Размеры бактериофагов варьируют в пределах от 50 до 100 нм. Размножение фагов осуществляется только в живых клетках. Адсорбируясь на поверхности клетки бактерии, фаги выделяют фермент, способствующий растворению оболочки, после чего молекулы РНК или ДНК фагов поступают в клетку. При этом происходит изменение обмена веществ, заключающееся [c.200]

При анализе аминокислотного состава белков Т-4 бактериофага Е. oil был установлен крайне интересный факт, состоящий в том, что аминокислотный состав этого вирусного белка почти идентичен аминокислотному составу белков самих кишечных бактерий [127]. Это удивительное сходство аминокислотного набора заставляет думать, что вирусный белок образуется путем перегруппировки аминокислот хозяина и что превращение белка хозяина в вирусный белок может не сопровождаться дезаминированием или другими процессами глубокого распада аминокислот. Однако, с другой стороны, было показано, что Н Нз, добавленный к среде, на которой происходит размножение ука-за шого вируса, проникает в вирус, тогда как бактериальный азот вирусом не используется [128]. Это как будто дает основание считать, что вирусный белок бактериофага образуется за счет веществ, находящихся в питательной среде, а не за счет бактериального белка. Однако опыты с радиоактивным фосфором показали, что около 75% входящего в состав данного вируса фосфора состоит из радиоактивного фосфора среды, а для построения остальных 25% используется бактериальный фосфор. Очень трудно интерпретировать эти разноречивые данные. Не исключена возможность того, что бактерия-хозяин доставляет ферменты, необходимые для синтеза белков вируса [128]. [c.399]

Правда, в настоящее время известны такие примитивные существа, как вирусы и бактериофаги. Они во много сотен раз уступают по своим размерам даже бактерия.м. Их уже не назовешь клетками, так как эти организ.мы имеют столь примитивное строение, что могут существовать только внутри других живых клеток, Однако изучение их строения, питания, размножения дало и дает еще. много интересного для позна-П1 я секретов жизни, Вспомни.м, например, что изучение размножения вируса табачной мозаики помогло выяснить роль РНК в синтезе белка. [c.132]

Нарушения метаболизма. Культура бактерий, у которой способность к росту подавлена большой дозой радиации, тем не менее продолжает дышать (Боне-Мори, Пероль, Эриксен, 1944) и поддерживать в определенных границах размножение бактериофага (Ройе, Латарже, 1946). Эти свойства не сохраняются бактериями, убитыми нагреванием или действием дезинфицирующих веществ. [c.272]

Другой опыт, иллюстрирующий роль ДНК, заключается в следующем. Фаги, как уже упомянуто, это вирусы бактерий. Под электронным микроскопом можно наблюдать, как эти маленькие организмоподобные частицы, прилипнув к стенке большой клетки — бактерии, прокалывают острым выступом (точнее, растворяют с помощью выделяемого им фермента) участок стенки бактерии и выпускают внутрь клетки содержимое своего белкового мешка — дезоксирибонуклеиновую кислоту. Сам белковый мешок легко отделяется от бактерии и в дальнейшем участия не принимает. Был выращен бактериофаг (типа Tg), помеченный радиоактивным фосфором по нуклеиновой кислоте и радиоактивной серой по белку (Херши и Чейг). В результате радиохимического анализа было выяснено, что в клетку бактерии проникает только радиоактивный фосфор (т. е. ДНК), а радиоактивная сера практически вся остается в отпавших оболочках фага. В дальнейшем идет обычное размножение фага в клетке бактерии, распад последней и выпадение взрослых частиц фага в среду. Таким об- [c.726]

Что мы можем ожидать от опытов, которые будут проведены в молекулярной биологии Что принесет нам эта новая, пограничная между биохимией и биологией область науки, которая экспериментирует на границе с жизнью, рассматривая биологические явления как бы через молекулярные очки А если однажды окажется возможным полностью, по определенному плану строения , синтезировать вещество наследственности — ДНК — и создать у потомства вполне определенные свойства Если можно будет даже синтезировать нечто вроде пресловутого гомункулуса в реторте , но в современной и гораздо более скромной форме — например, в виде некой простой бактерии И будет ли это простейшее искусственное живое существо, показывающее только важнейшие признаки жизни — обмен вещества и энергии, рост и размножение, —полезным или вредным для человека Что предпримет при этом общество Будет ли это живое существо особенно опасным возбудителем болезни или безвредной бактерией типа Es heri hia oli — кишечной палочки, этого домашнего животного молекулярной биологии, которое поставляет необходимые для экспериментов ферменты и служит пищей для бурно размножающихся вирусов и бактериофагов [c.164]

До сих пор, говоря о бактериофагах, мы рассматривали их как бактерицидные агенты, которые проникают в бактериальную клетку, завладевают ее синтетическим аппаратом, заставляют его работать на них, размножаются и дают потомство, состоящее из нескольких сотен частиц. Размножающийся в клетке паразит в конце концов убивает ее, так как для высвобождения образовавшегося потомства необходимо эту клетку лизировать. При таком положении вещей выживание бактериофагов целиком зависит от гибели чувствительных бакгерий-хозяев. Однако это отнюдь не единственный способ их существования, и бактериофаг не всегда рубит сук, на котором сидит . Бактериофаги могут также воспроизводиться как часть наследственного аппарата бактерии при нормальном размножении бактерии-хозяина. В данной главе мы и рассмотрим такой симбиоз между бактериями и их вирусами. [c.334]

Как упоминалось в гл. XII, в 1960 г. был открыт класс условно-летальных мутантов бактериофага Т4, названных amber- или ат-мутантами. Напомним, что а/тг ег-мутация может возникнуть в любом из многих генов бактериофага и приводит к тому, что нормальный продукт этого гена не синтезируется при заражении обычных непермиссивных клеток Е. соИ (вследствие этого мутантный бактериофаг не может размножаться в этом хозяине). Однако при заражении клеток пермиссивного штамма К, фаговый атЬег-мутапт способен синтезировать нормальный продукт мутировавшего гена (и в этом случае происходит размножение фага). Теперь рассмотрим природу этого странного фенотипа фаговых мутантов. [c.453]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология