Бактериофаг оболочка

Рис. 2-25. А. Вирус табачной мозаики, имеющий палочковидную форму. Электронная микрофотография ( ) и модель (В) бактериофага Т4-сложного вируса, по своей форме напоминающего головастика. После прикрепления концевых нитей бактериофага к специфическим участкам на клеточной стенке Е. соН ДНК из головки бактериофага впрыскивается через отросток ( хвост ) в клетку. Электронная микрофотография (7") и составленная из теннисных мячиков модель (Д) аденовируса, оболочка которого состоит из 252 белковых субъединиц, образующих многогранник с 20 гранями (икосаэдр)/

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]

Вирусы (по латыни вирус означает яд , отрава ) являются возбудителями болезней растений и животных. С биологической точки зрения вирусы - это внутриклеточные паразиты [4], которые могут размножаться только внутри клетки-хозяина. Вирусы, инфицирующие бактерии, называются бактериофагами. Вирус представляет собой шарообразную или палочкообразную полую частицу, образованную одним или несколькими сортами белка, диаметром в несколько сот ангстрем, внутри которой заключена нуклеиновая кислота (ДНК или РНК, одноцепочечная или двухцепочечная), длиной до сотен микрометров. Белковая оболочка вируса, называемая капсидом, у некоторых вирусов животных может быть заключена во внешнюю мембранную оболочку, состоящую из двойного липидного слоя. [c.91]

Сравнительно недавно была детально изучена структура белковой оболочки нитевидного бактериофага Pfl [38, 39]. Мол. вес белковых субъединиц этого бактериофага (дополнение 4-В) равен - 5000. Они имеют форму а-спиралей длиной 7 нм, образующих в составе бактериофага структуру типа левой спирали с шагом 1,5 нм, на один виток которой приходится 4,4 субъединицы (рис. 4-8). Белковые палочки расгю- [c.274]

Нуклеопротеидные частицы, известные под названием вирусов, атакуют самые разные живые организмы — от мельчайшей микоплазмы до человека. Они не обладают собственным метаболизмом и оживают , лишь когда содержащаяся в них нуклеиновая кислота проникает в живую клетку. Вирусы привлекают к себе большое внимание не только в связи с тем, что они являются болезнетворными агентами, но также и потому, что широко используются в молекулярно-биологических исследованиях. Зрелая вирусная частица, ил вирион, состоит из одной или нескольких молекул нуклеиновых кислот и белковой оболочки — капсида, которая имеет обычно спиральную или икосаэдрическую форму. Капсид построен из морфологических субъединиц , или капсомеров иногда хорошо различимых под электронным микроскопом. Капсомеры в свою очередь состоят из большого числа белковых субъединиц меньшего размера. Некоторые крупные вирусные частицы имеют мембраноподобную оболочку. Другие, например Т-четные бактериофаги, инфицирующие Е. oli, весьма необычны по форме (дополнение 4-Д). [c.286]

Подобный процесс происходит спонтанно в любой лизогенной культуре, но не в очень больших количествах с вероятностью порядка 10 или меньше на поколение. Выход вегетативного фага из клетки не влечет за собой никакой катастрофы для остальных клеток, так как лизогенная культура не подвержена инфекции фагом она, как принято выражаться, имунна. Конечно, частицы бактериофага адсорбируются на оболочке лизогенных клеток и даже производят инъекцию ДНК, однако процесс не сопровождается заболеванием клеток, т. е. развитием в них новых частиц фага. В некоторых случаях лизогенная культура может дать начало вегетативной форме фага под воздействием ультрафиолетового света, рентгеновских лучей или химических мутагенов. Это явление носит название индукции лизогенной культуры. Достаточной является сравнительно небольшая доза ультрафиолетового света (например, доза даюш ая 20% гибели клеток), чтобы практически во всех (более 90% всех выживших клеток) К12 (л) произошла индукция профага до состояния вегетативного фага. [c.382]

Бактериофаг, вирус, убивающий бактерию. Состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), помещенной в белковую оболочку. Заражение бактерии происходит тогда, когда бактериофаг, присоединившись к оболочке, впрыскивает внутрь бактерии свою нуклеиновую кислоту. Вскоре после этого ресурсы бактерии переключаются на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Минут через двадцать после заражения бактериальная оболочка лопается и из нее вываливается сотня готовых вирусных частиц, являющихся точной копией исходного бактериофага. [c.152]

Вирус, клеточный паразит, один из простейших объектов живой природы. Вне клетки вирус — это молекулярный комплекс, состоящий из нуклеиновой кислоты (ДНК, иногда РНК) и несколько белков, образующих оболочку вируса. После проникновения в клетку вируса (или его нуклеиновой кислоты) происходит переключение ресурсов клетки на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и белков. Когда клеточные ресурсы исчерпываются, ее оболочка разрывается н из нее вываливаются готовые вирусные частицы. Вирусы животных устроены значительно проще, чем вирусы бактерий (бактериофаги). Животные вирусы не способны впрыскивать в клетку свою нуклеиновую кислоту и попадают внутрь клеткн вместе с пищей. Вирусы вызывают многие заразные болезни, такие как грипп, оспа, полиомиелит, гепатит (болезнь Боткина) и т. д. В некоторых случаях вирус, оказавшись внутри клетки, не губит ее, а встраивает свою ДНК в ДНК клетки, после чего вирусная ДНК начинает размножаться вместе с ДНК клетки. При этом, однако, поведение самой клетки может резко измениться. [c.153]

Первый случай относится к резистентности ко многим фагам, например Т , Tj, Т4, Tg, Т,. Все эти бактериофаги должны предварительно прикрепиться к поверхности клеточной оболочки, после чего они вводят внутрь клетки свою ДНК, чем и вызывается заражение клетки. Прикрепление фагов происходит к определенным структурным участкам клеточной оболочки, всегда имеющимся в диком типе клеток. Мутация может вызвать утрату клеткой соответствующих областей на ее внешней поверхности, что вызовет неспособность фагов прикрепляться к клетке. Подобный мутант будет резистентным к фагу, причем подобная мутация будет иметь характер некоторой недостаточности — неспособности синтезировать продукт, свойственный дикому штамму бактерий. [c.299]

К объектам, изучаемым микробиологией, относятся также вирусы, представляющие собой мельчайшие живые существа, видимые только под электронным микроскопом, размеры их варьируют от 16 до 300 ммк. Они не имеют клеточной структуры, состоят из наследственного материала — нуклеиновой кислоты, покрытой белковой оболочкой. Вирусы являются внутриклеточными паразитами. Они проникают в живую клетку и размножаются, используя питательный материал и ферментные системы клетки, так как не обладая собственным, имеют общий обмен веществ с клеткой, в которой живут. Последняя теряет свойственную ей ранее функцию и приобретает новые, часто вредные для организма особенности. Вирусы паразитируют в живых клетках человека, животных и растений, насекомых и др. Среди них есть виды, паразитирующие в клетках бактерий и вызывающие их разрушение и гибель это — бактериофаги [94, 95]. [c.45]

Рис. 27-7. Общая схема эксперимента Херши и Чейз. Эксперимент проводили на двух препаратах бактериофага, меченного радиоактивным изотопом. В одном из ник о помощью изотопа Р были помечены фосфатные группы фаговой ДНК, а в другом изотоп был введен в серусодержащие аминокислоты белка оболочки фага. Каждый из меченных таким способом фагов по отдельности был добавлен к суспензии немеченых бактерий. Затем обе группы зараженных фагом бактериальных клеток встряхивали в смесителе. Оказалось, что клетки, зараженные Р-вирусными частицами, содержат в своем составе Р, т. е. в них попала меченая вирусная ДНК. Отделенные от клеток тени фага (пустые оболочки вируса) радиоактивности не содержали, В клетках, зараженных З-вирусными частицами, радиоактивности яе было, зато она была найдена в тенях фага после отделения их от клеток с помошью смесителя. Поскольку в обоих случаях было получено потомство вирусных частиц, данный эксперимент доказал, что генетическая информация, необходимая для репликации вируса, переносится вирусной ДНК, а не вирусным белком.

Таким образом, эксперименты по трансформации бактерий убедительно показали, что ДНК является генетическим материалом. На это указывали также результаты некоторых других экспериментов. Было обнаружено, например, что ДНК локализуется в ядрах эукариотических клеток. Оказалось, что абсолютное количество ДНК в расчете на одну клетку для организма данного вида — величина постоянная. Тот факт, что ДНК представляет собой генетический материал определенных вирусов, доказали в 1952 г. Д. Херши и Чейз [8а], обнаружившие, что при заражении клетки вирусом бактерий (бактериофагом) вирусная ДНК проникает внутрь бактерии, а белковая оболочка остается снаружи. Это удалось продемонстрировать, приготовив два типа меченых бактё-риофагов Т2 (дополнение 4-Д). В одном из них ДНК была мечена изотопом а у другого в белок был включен изотоп Клетки Е. соИ заражали препаратами меченых фагов, а затем энергично перемешивали в гомогенизаторе Уоринга для удаления фаговых частиц. В результате произошло следующее около 80% отделилось от бактерии, большая же часть Р проникала внутрь бактерий и могла быть обнаружена даже в бактериофагах следующих поколений [3]. [c.183]

РНК бактериофага MS2 содержит три цистрона, разделенных нетранслируемыми последовательностями, и один цистрон, перекрывающийся с двумя другими (см. раздел А. II. 4 и рис. 6). Ближе всего к 5 -концу этой лолицистронной мРНК расположен А-цистрон (1182 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон), кодирующий А-белок, или белок созревания (393 аминокислотных остатка). Далее по направлению к З -концу следует С-цистрон (393 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон UAA), кодирующий белок оболочки фага (129 аминокислотных остатков). Ближе всего к З -концу располагается S-цистрон (1638 нуклеотидных остатков, включая терминирующий кодон UAG), кодирующий субъединицу РНК-репликазы (544 аминокислотных остатка). L-цистрон (228 нуклеотидных остатков вместе с терминирующим кодоном UAA), кодирующий маленький белок лизиса (75 аминокислотных остатков), перекрывает не в фазе конец С-цистрона, нетранслируемую последовательность и начало S-цистрона. (Следует заметить, что при синтезе белка оболочки и субъединицы РНК-репликазы N-концевой метионин отщепляется, и поэтому количество аминокислотных остатков в готовом белке на один меньше, чем количество значащих кодонов матрицы.) [c.234]

Кодон терминации обязательно присутствует в конце кодирующей части каждой природной мРНК. Иногда можно видеть даже тандем терминирующих кодонов, например в конце цистрона белка оболочки бактериофага MS2, где за терминирующим кодоном UAA следует триплет UAG (см. рис. 6). [c.265]

При создании комбинаторных библиотек вместо фага X можно использовать нитевидные бактериофаги М13 или fd (рис. 10.14). В этих случаях соответствующий фрагмент антитела синтезируется как часть химерного белка, локализованного на поверхности фаговой частицы. Скрининг комбинаторной библиотеки фрагментов антител можно провести при помощи ферментного иммуносорбентного анализа (ELISA). Суть метода состоит в следующем образцы (аликвоты) из библиотеки помещают в ячейки планшеты, содержащие антиген-мишень. Ячейки промывают, чтобы удалить несвязанные фаговые частицы. В каждую ячейку вносят конъюгат, состоящий из антитела, связывающегося с белком фаговой оболочки, и фермента. Ячейки промывают для удаления несвязанного конъюгата и добавляют в каждую из них хромогенный субстрат, который расщепляется ферментом, связанным с фагом, и окраши- [c.219]

Роль ДНК как носителя генетической информации подтверждается целым рядом фактов. Эксперимент Эвери, МакЛеода и Мак-Карти показал, что ДНК, вьщеленная из одного штамма бактерий, способна проникнуть в клетки другого штамма и трансформировать их, придавая им некоторые наследуемые признаки донора. Опыт Херши и Чейз продемонстрировал, что именно ДНК бактериофага, а не его белковая оболочка несет генетическое сообщение для репликации вируса в клетке-хозяине. Все соматические клетки организма данного вида сод жат ДНК с одинаковым нуклеотидным составом, который не зависит ни от. питания, ни от условий окружающей среды Хотя нуклеотидный состав ДНК у разных видов различен, в двухцепоче ных ДНК всех видов число остатков аденина всегда равно числу остатков тимина, а число гуаниновых остатков всегда равно числу цитозиновых остатков. [c.890]

Микоплазмы представляют собой полиморфные микроорганизмы, прокариоты, отличающиеся от всех описанных выще бактерий отсутствием клеточной стенки и большим разнообразием форм в пределах не только одного вида, но и одного штамма встречаются одновременно шарообразные, эллипсовидные, дискообразные, чашевидные, булавовидные искривленные, нитевидные длинные до нескольких (2—5) мкм при толщине 150—200 нм (рис. 22). Тонкие нитевидные структуры могут образовывать формы ветвления. Наиболее крупные шарообразные формы достигают 10 мкм. А 1ельчайшие формы микоплазм получили название элементарных телец , размеры которых 125—220 нм, т. е. близки к размерам крупных вирусов. Для сравнения укажем, что палочкообразный вирус табачной мозаики имеет длину 350 нм [236], длина бактериофага молочнокислого стрептококка (Strepto o us la tis) 630—690 нм [241], Х-виру-са картофеля—1500—4290 нм. Вирус чумы рогатого скота 300—750 нм [241]. Из этого видно, что элементарные тельца микоплазм по размерам намного меньше перечисленных вирусов. Жизнеспособность элементарных телец микоплазм доказана. Поэтому и считается, что микоплазмы относятся к мельчайшим свободноживущим микроорганизмам. Микоплазмы не нуждаются в культивировании на живых клетках микроорганизмов подобно вирусам. Отсутствие клеточной оболочки делает их нечувствительными к пенициллину, подавляющему, как известно, синтез клеточных оболочек у бактерий. [c.65]

Эти удивительные частицы, которых и живыми-то не назовешь, вне клетки ведут себя просто как большие молекулы — из них даже выращивают кристаллы. Но когда вирус попа/1ает в клетку, то через 20 минут клеточная оболочка лопается и из нее вываливается сотня абсолютно точных копий исходной частицы. Дельбрюка осенило, что на бактериофагах гораздо легче будет изучать процесс репликации, удвоения генов, чем на бактериях, не говоря уже [c.10]

Вирусы, поражающие бактерии, называются бактериофагами (буквально —пожирателями бактерий) или просто фагами. Они имеют округлую или многогранную головку и отросток в виде белковой трубочки. Головка окружена белковой оболочкой и содержит ДНК или РНК. Прикрепляясь к клеточной стенке бактерии, фаг как бы просверливает ее, и ДНК фагё через отросток поступает в клетку. Фаговая ДНК так перестраивает механизм обмена бактерии, что в ней начинают синтезироваться частицы фа а. Через несколько минут все содержимое клетки превращается в зрелые фаговые частицы, оболочка бактерии растворяется и фаги выходят наружу. [c.47]

Изучение биосинтеза имеет большое практическое значение для медицины, так как проливает свет на сущность процессов, лежащих в основе действия бактериофагов, вирусов, и на другие явления. Действие бактериофага можно объяснить следующим образом бактериофаги (разрушители бактерий) представляют собой шаровидные тела с боковым отростком, внутри которых имеются нуклеиновые кислоты своим отростком бактериофаг совершает прободение оболочки бактерии и впрыскивает внутрь бактерии нуклеиновую кислоту. При этом внутри бактерии начинает синтезироваться чужеродный белок бактериофага, что приводит к нарушению ее л изненных процессов и гибели. [c.231]

К настоящему времени выяснено, что ДНК несет в себе тот генетический рецепт, на основе которого в ряде последовательных клеточных делений образуются идентичные клетки. В процессе воспроизведения ДНК воспроизводится информация, необходимая для синтеза специфических ферментов и других клеточных белков. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, заключена в последовательности четырех типов оснований (А, Т, Г, и Ц) вдоль фосфатноуглеводного остова (т. е. последовательности расположения четырех типов нуклеотидов, из которых построена ДНК). Таким образом, последовательность А—Г—Ц в каком-либо участке цепи несет иную информацию, чем последовательность Г—А—Ц. Последовательность оснований в ДНК может быть модифицирована химически путем обработки ДНК in vitro (вне клетки) или in vivo (внутри клетки) азотистой кислотой, под действием которой первичные аминогруппы аденина, цитозина и гуанина превращаются в группу ОН. Результатом этого оказывается изменение генетического кода, поскольку модифицированная таким образом ДНК вызывает мутации в организме, из которого она первоначально была получена. Резкие изменения могут произойти в тех случаях, когда ДНК бактериофага (который весь состоит из нити ДНК, заключенной в белковую оболочку) вводится в бактериальную клетку. Фаговая ДНК действует в качестве затравки и вызывает в бактериальной клетке синтез новой ДНК и белков по своему образцу , что в конце концов приводит к разрушению клетки, в которую внедрился бактериофаг, и выходу во внешнюю сферу новых фаговых частиц. [c.139]

Подобно ДНК, РНК является необходимым компонентом всех живых клеток. Она входит, кроме того, в состав всех исследованных вирусов растений, а также ряда бактериофагов, многих вирусов насекомых и животных. В то время как биологические функции ДНК разных типов, по-видимому, сходны, разные типы РНК имеют различные биологические функции. Функции вирусной РНК, по-ви-димому, аналогичны вирусной ДНК, т. е. этот тип РНК содержит генетическую информацию, необходимую для построения вирусной частицы, передает ее из поколения в поколение и, кроме того, обеспечивает синтез необходимых для построения вирусных частиц ферментов и белков вирусной оболочки. Как хорошо известно, в живой клетке различают по крайней мере три типа РНК, отли- [c.35]

Внешний вид микробов. Наблюдать ультрамикробы удалось только в электронный микроскоп, дающий увеличение до 45 000 раз. Вирусы (рис. 36) представляют собой частицы, состоящие из белковых. веществ и нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК ) и липоидной оболочки. Они не обладают обычной клеточной структурой. К неклеточной форме жизни относятся также бактериофаги (рис. Ъ7). С>ни представляют собой удлиненные образования с утолщенным концом . Вид бактерий отличается исключительным однообразием. Все извест- [c.248]

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]

Вирус табачной мозаики является наиболее изученным случаем. Однако, по всем данным, он типичен. Многие вирусы растений и животных позволяют получить инфекционную РНК, ряд вирусов животных дает после денротеинизации инфекционную ДНК (вирус полиомы). Удалось получить инфекционную ДНК из некоторых небольших по размерам бактериофагов, например ФХ174 и "к. Здесь основная трудность заключалась в том, чтобы осуществить заражение бактериальных клеток. Бактериофаги специально приспособлены для активного воздействия на клеточную оболочку, они внедряют свою ДНК в микробную клетку сквозь отверстие в оболочке. [c.362]

Перейдем теперь к генетике бактериофагов, которые изучены гораздо лучше, чем все другие вирусы. Картина заражения клетки бактериофагом следующая. Бактериофаг адсорбируется своим хвостом на внешней поверхности клетки, проделывает в оболочке микроскопическое отверстие, для чего в его хвосте присутствует специальный фермент со свойствами лизоцима, затем инъецирует внутрь клетки свое содержимое, что у больших фагов сопровождается настоящим сократительным движением (рис. 124). В результате от фага остается нустая белковая оболочка, или тень . Отдельные эпизоды во всей этой последовательности удается хорошо заснять с помощью электронного микроскопа. Освободить бактериальную клетку от адсорбированных на ней пустых оболочек фагов легко с помощью быстрой мешалки. [c.364]

КОВ являются ферментами, необходимыми для производства клеткой веществ, требующихся для построеш1я фага. Например, так называемые Т-четные фаги (Tj, Т4, Т ) содержат оксиметнл-цитозин вместо цитозина. Синтез этого нового основания требует ряда новых ферментов (например, оксиметилазы цитозина), которые в нормальной клетке полностью отсутствуют. Кроме того, клетка должна синтезировать сами белки оболочки вируса. Таких белков в сложных бактериофагах имеется несколько. Во всяком случае бактериофаг, как и любой вирус, не может размножаться, если все необходимые белки не будут синтезированы. [c.499]

Инфекционная ДНК — биологически активная ДНК вирусов и фагов. ДНК с инфекционными свойствами были выделены из вируса полиомы и бактериофагов ФХ174 и А.. Животные в растительные клетки реагируют на непосредственное воздействие вирусной нуклеиновой кислота, тогда как клетки бактерий к такому воздействию зачастую не чувствительны. Но они становятся чувствительными при частичном удалении клеточной оболочки, образуя сферопласты. Заражение клетки происходит при условии введения в нее целой молекулы нуклеиновой кислоты. Эго условие нарушается, если клетка одновременно заражается вирусом-помощником, генотип которого отличается от инфицирукяцей ДНК- Заражение клеток чистой инфекционной [c.54]

Можно ли доказать линейное соответствие между последовательностью аминокислот в известной белковой структуре и последовательностью оснований в ее мРРЖ Да, это было, например, показано для белка оболочки бактериофага R17 и участка его РНК (Adams et, 1969). [c.12]

Данные биохимических и генетических исследований свидетельствуют о том, что нуклеиновые кислоты определяют процесс синтеза не только реплик этих кислот, но и белков. Можно привести следующие факты, указывающие на фундаментальную роль нуклеиновых кислот в биологических процессах. Прямыми опытами показано, что изменение ДНК некоторых бактерий влияет на их наследственные свойства. ДНК, изолированная из одного типа бактериальной клетки (пневмококк), может быть использована для наследственноустойчивого превращения клетки второго типа. Так, штамм, неустойчивый по отношению к пенициллину, может быть превращен в пенициллиноустойчивый путем введения соответствующей ДНК. Был открыт целый ряд такого рода явлений [ ]. При внедрении только нуклеиновой кислоты бактериофага в клетку в ней репродуцируется весь бактериофаг, состоящий из нуклеиновых кислот и белков. Сходные факты обнаружены при исследовании вирусов, в частности вируса табачной мозаики, также состоящего из нуклеиновой кислоты (РНК) и белковой оболочки. Оказалось, что чистая РНК вируса обладает инфицирующей способностью — при введении в клетку РНК в ней размножается вирус, т. е. белок достраивается в соответствии с природой, введенной РНК [ ]. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология