Cтраница 2
Бактериофаги и фильтрующиеся вирусы не обладают обычной клеточной структурой, следовательно, организованная клетка не является последней единицей жизни. [16]
Бактериофаг 0X174 содержит не двуспи-ральиую, а однонитчатую ДНК. Установлено, однако, что размножение этого фага идет через репликативную стадию, в которой ДНК становится двуспиральной. И в этом случае реплицируется именно двойная спираль. Это относится и к РНК вирусов, при редупликации которых возникает промежуточная двуспиральная структура. Однонитчатая ДНК фага 0X174 кольцеобразна, как и двуспиральные ДНК других фагов и бактерий. [17]
Типичный бактериофаг ( ученые, работающие с ними, называют их просто фагами) по форме напоминает головастика с цилиндрической головкой и хвостом. Под электронным микроскопом исследователям удалось рассмотреть, что вначале фаг ухватывается за поверхность бактериальной клетки своим хвостом. Вероятнее всего, это происходит благодаря электрическому заряду, Имеющемуся на конце хвоста ( заряд обуславливается аминокислотами), который соответствует противоположному заряду на каком-то участке поверхности бактерии. Взаимное расположение противоположных и поэтому притягивающихся зарядов настолько соответствует друг другу, что фаг и участок поверхности бактериальной клетки прочно сцепляются, подобно зубьям в шестереночном механизме. Присоединившись к бактерии кончиком хвоста, вирус вырезает тонкое отверстие в клеточной стенке своей жертвы; вероятно, делает он это при помощи фермента, который разрушает связи между молекулами в месте прикрепления. Если судить только по данным электронной микроскопии, то внешне ничего больше не происходит. [18]
Бактериофаги принадлежат к группе веществ или чрезвычайно примитивных организмов, которые называют вирусами. Еще не ясно, следует ли считать вирус химическим веществом или живым организмом; таким образом, вирус находится на грани между живой и мертвой природой. Бактериофаги паразитируют на бактериях, другие вирусы - на животных или растениях. Ни один вирус неспособен существовать самостоятельно, вне клетки организма-хозяина. При этом вирусы обладают необычайной способностью так изменять цепь реакций, что клетки хозяина оказываются вынужденными образовывать вместо новых бактериальных клеток новые частицы вируса. Таким образом, у вирусов иногда можно наблюдать проявления жизни, которую они как бы берут взаймы у организма-хозяина. Вместе с тем вирусы, по крайней мере некоторые, способны кристаллизоваться и в этих условиях ведут себя как обычные химические соединения, что свидетельствует в пользу их чисто химической природы. Это было впервые продемонстрировано на вирусе табачной мозаики, кристаллы которого имеют форму иголочек ( фиг. Другие вирусы образуют более округлые кристаллы ( фиг. [19]
Мутантные бактериофаги могут быть обнаружены различными способами, однако наиболее просто это можно сделать по внешнему виду образующихся пятен. Другой тип легко обнаруживаемых мутантов - это мутанты е нарушением специфичности к определенным штаммам бактерий-хозяев. Ключевым открытием, позволившим проводить генетическое картирование бактериофагов, явились данные о том, что внутри бактерии-хозяина может происходить генетическая рекомбинация между двумя частицами фага. Рекомбинация может быть проиллю-стрировайа следующим образом. [20]
Многие бактериофаги имеют более простое строение. В зависимости от формы зрелых фаговых частиц различают ряд типов, которые представлены на рис. 4.8 и 4.9. Большинство фагов содержит двухцепочеч-ную ДНК. [21]
РНК бактериофага MS2 содержит три цистрона, разделенных нетранслируемыми последовательностями, и один цистрон, перекрывающийся с двумя другими ( см. раздел А. L-цистрон ( 228 нуклеотидных остатков вместе с терминирующим кодовом 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. [22]
Изучая бактериофагов, Херши установил, что в заражении организма и последующем размножении вирусов участвует только нуклеиновая кислота. [23]
У бактериофагов а и SP8 две цепи ДНК настолько различаются по плотности, что в градиенте плотности хлористого цезия или на колонке с метилированным сывороточным альбумином их можно разделить на тяжелую и легкую цепи ДНК. В опытах in vitro обе цепи могут служить затравкой для РНК-полимеразной реакции. [24]
У бактериофагов особенно легко выявляются такие мутанты, которые связаны с приобретением или утратой способности поражать некоторые типы бактерий. Если, например, бактериальную культуру, расположенную на агаровой пластинке, покрыть суспензией фаговых частиц, которые, вообще говоря, не способны поражать данный бактериальный штамм, то с большей частью агаровой пластинки ничего не произойдет. Однако в некоторых местах можно будет обнаружить круглые светлые дыркл ( стерильные пятна или бляшки), которые образовались вследствие того, что бактерии под действием фага подверглись лизису. Лизис в свою очередь был вызван тем, что произошла спонтанная мутация, в результате которой определенная фаговая частица и все ее потомки стали вирулентными. Этот новый штамм можно выделить, если взять фагов из того места, где обнаружено пятно. [25]
Репродукция бактериофага является генетическим заболеванием бактериальной клетки. Особенно отчетливо эта роль бактериофага выступает в явлении лизогении бактерий. [26]
Определение бактериофагов может быть полезно при бактериологическом анализе питьевой воды, так как с их помощью можно обнаружить загрязнение воды, происшедшее ранее, когда сам микробный фактор уже исчез. [27]
ДНК бактериофага ФХ174 имеет ряд необычных свойств. Во-вторых, в то время как при нагревании примерно до 80 переход обычной ДНК из сравнительно жесткой палочковидной структуры в беспорядочно свернутый клубок происходит весьма резко, ДНК фага ФХ174 даже при комнатной температуре беспорядочно скручены. В-третьих, ферменты, способные расщеплять ДНК, проявляют намного большую активность по отношению к ДНК фага ФХ174, чем к обычной ДНК. В-четвертых, взаимодействие формальдегида с органическими основаниями обычной ДНК, приводящее к образованию основания Шиффа ( 1, стр. Наконец, если у фХ174 удалить белковую оболочку и освобожденную ДНК подвергнуть ультрацентрифугированию, то ДНК разделится на две фракции; более быстро осаждающаяся фракция ( I) способна заражать специальным образом обработанные клетки, тогда как более медленно осаждающаяся фракция ( II) такой способностью не обладает. Под действием фермента, расщепляющего цепи ДНК, фракция I дает сначала неактивную ДНК ( фракцию II), а затем фрагменты различного молекулярного веса. [28]
Частица бактериофага вспрыскивает свою ДНК в клетку. [29]
С бактериофагами было поставлено много генетических экспериментов, чтобы найти подобные корреляции, и все они дали отрицательные результаты. У фагов нет никаких корреляций между разными типами рекомбинантов, и потому механизм кроссинговера исключается, что казалось также аргументов в пользу выборочного копирования. Однако в последнее время Месельсон и Уэйгл поставили на бактериофаге К прямые опыты по изучению молекулярного механизма генетической рекомбинации и обнаружили, что этот процесс сопровождается разрывом молекул и вторичным связыванием фрагментов. Первый, clear - прозрачный, характеризует вид пятна; второй, minute - маленький, относится к размеру пятен. [30]