第五章 噬菌体
1.噬菌体的生物学特性
噬菌体是侵袭微生物的病毒,只含有一种核酸DNA或RNA,可感染细菌、真菌、螺旋体和支原体等。噬菌体对理化因素的抵抗力比一般细菌的繁殖体强,一般经75℃30分钟以上才失去活性,对紫外线敏感。噬菌体有蝌蚪形、球形和细杆状3种形态。大多数呈蝌蚪状,头部衣壳和尾部的化学组成是蛋白质且具有抗原性,头部衣壳内含有DNA或RNA,尾部有能识别宿主菌细胞表面的特殊受体。噬菌体应用宿主菌易于培养,可作为基因工程和分子生物学研究的重要工具。另外,特异性寄居于易感宿主菌体内,故可用于细菌的鉴定和分型。
2.毒性噬菌体和温和噬菌体
(1)毒性噬菌体:是指在宿主菌体内复制增殖,产生许多子代噬菌体,并最终裂解细菌。毒性噬菌体的增殖方式是复制,其增殖过程经历吸附、穿入、脱壳、生物合成和成熟释放五个阶段。
吸附
附是噬菌体吸附蛋白与宿主表面受体蛋白发生特异性结合的过程
噬菌体吸附蛋白
通常噬菌体吸附蛋白是衣壳的组成部分。
噬菌体细胞受体
噬菌体细胞受体是指在宿主细胞表面,存在着某些可被噬菌体吸附蛋白所识别,并与之特异性结合的正常生理功能物质。不同噬菌体其细胞受体各不相同,有的在细胞壁上,有的则在荚膜上、鞭毛上或性菌毛上,例如T3、T4和T7等噬菌体,其细胞受体是脂多糖,T2和T6噬菌体的受体是脂蛋白,枯草杆菌噬菌体SP-50的受体是磷酸壁。
噬菌体的吸附反应
噬菌体的吸附蛋白与细胞受体之间的吸附反应受许多因素的影响,例如病毒的数量、不同离子和离子浓度、温度、pH等环境因素的影响。
侵入
T偶数噬菌体通过注射方式将其DNA注入宿主细胞中。例如T4噬菌体完成吸附后,尾鞘收缩,尾管插入到细胞壁和膜中,尾管携带的溶菌酶溶解细胞壁中的肽聚糖,头部核酸通过尾管注入到细胞中,衣壳则留在胞外。
装配
以T4噬菌体为例:
1. 头部装配,先形成空壳,再装入DNA。
2. 尾部装配,基板装上尾管,再装上尾鞘。
3. 头与尾结合
4. 上部颗粒与尾丝相连
释放
大多数噬菌体以裂解细胞的方式被释放至胞外,溶菌酶水解细胞壁,脂肪酶水解细胞膜,细胞裂解,释放子代噬菌体粒子(即病毒粒子)。丝状噬菌体则以分泌方式从受染细胞中释放出来,它不裂解和杀死宿主细胞,不妨碍宿主细胞,但宿主细胞的生长速度却大大降低
例题:
1. 下列描述的微生物特征中,不是所有微生物共同特征的是(E )
A.个体微小; B.分布广泛; C.种类繁多; D.可无致病性; E.只能在活细胞内生长繁殖;
2. 不属于原核细胞型的微生物是(C )
A.螺旋体; B.放线菌; C.病毒; D.细菌; E.立克次体
3. 属于真核细胞型的微生物是(C )
A.螺旋体 B.放线菌; C.真菌; D.细菌; E.立克次体