Cet article, comme un rapport de biologie de 5e année sur les virus bactériophages, aidera le lecteur à apprendre des informations de base sur ces formes de vie extracellulaires. Ici, nous examinerons leur emplacement taxonomique, les caractéristiques de la structure et de l'activité vitale, la manifestation d'eux-mêmes lors de l'interaction avec des bactéries, etc.
Présentation
Tout le monde sait que le représentant universel d'une unité de vie sur la planète Terre est une cellule. Cependant, le tournant entre le XIXe et le XXe siècle a été une époque au cours de laquelle un certain nombre de maladies ont été découvertes qui affectent les animaux, les plantes et même les champignons. En analysant ce phénomène et en tenant compte des informations générales sur les maladies humaines, les scientifiques ont réalisé qu'il existe des organismes qui peuvent être de nature non cellulaire.
De telles créatures sont extrêmement petites, et donc capables de traverser le plus petit filtre sans s'arrêter là où même la plus petite cellule pourrait s'arrêter. Cela a conduit à la découverte de virus.
Données générales
Avantconsidérez les représentants des virus - les bactériophages - familiarisons-nous avec les informations générales sur ce royaume de la hiérarchie taxonomique.
La particule virale a les plus petites dimensions (20-300 nm) et une structuration symétrique. Il est construit à partir de composants qui se répètent constamment. Tous les organismes de nature virale sont un fragment d'ARN ou d'ADN, enfermé dans une enveloppe protéique spéciale appelée capside. Ils n'ont pas la capacité de fonctionner indépendamment et de maintenir une activité vitale, étant à l'extérieur d'une autre cellule. La manifestation des propriétés des êtres vivants ne leur est inhérente qu'après avoir été introduite dans un autre organisme, tandis que le virus lui-même utilisera les ressources de la cellule qu'il a capturée pour maintenir la stabilité dans son propre état. Il s'ensuit que ce domaine de taxonomie est présenté comme une forme de vie intracellulaire parasitaire. Il existe des virus qui envahissent des sections des membranes de la cellule dans laquelle ils se sont développés et ont vécu. Ils forment une autre coquille autour de ces endroits, recouvrant la capside.
En règle générale, les virus forment une liaison avec la surface de la cellule dans laquelle ils parasitent. Ensuite, le virus pénètre à l'intérieur et commence à rechercher une structure spécifique qu'il peut atteindre. Par exemple, les agents responsables de l'hépatite fonctionnent et ne vivent que dans les unités cellulaires du foie, tandis que les oreillons tentent de pénétrer dans les glandes parotides.
L'ADN (ARN) appartenant au virus, une fois à l'intérieur de la cellule porteuse, commence à interagir avec l'appareil de l'hérédité génétique de sorte que la cellule elle-même entame un processus de synthèse incontrôléune série spécifique de protéines codées dans l'acide nucléique de l'agent pathogène lui-même. Ensuite, la réplication a lieu, qui est effectuée directement par la cellule elle-même, et ainsi le processus d'assemblage d'une nouvelle particule virale commence.
Bacteriophage
Qui sont les virus bactériophages ? Il s'agit d'une forme particulière de vie sur Terre qui pénètre sélectivement dans les cellules bactériennes. La reproduction se produit le plus souvent au sein de l'hôte et le processus lui-même conduit à la lyse. En considérant la structure des virus en prenant l'exemple des bactériophages, on peut conclure qu'ils sont constitués d'enveloppes formées de protéines et possèdent un appareil de reproduction de l'hérédité sous la forme d'une chaîne d'ARN ou de deux chaînes d'ADN. Le nombre total de bactériophages correspond approximativement au nombre total d'organismes bactériens. Ces virus participent activement à la circulation chimique des substances et de l'énergie dans la nature. Provoquer de nombreuses manifestations de signes chez les bactéries et les microbes développés ou se développant au cours de l'évolution.
Historique des découvertes
Le chercheur en bactériologie F. Twort a créé une description d'une maladie infectieuse, qu'il a proposée dans un article publié en 1915. Cette maladie affectait les staphylocoques et pouvait passer à travers n'importe quel filtre, et pouvait également être transportée d'une colonie cellulaire à une autre.
F. D'Herelle, un microbiologiste né au Canada, a découvert les bactériophages en septembre 1917. Leur découverte a été faite indépendamment des travaux de F. Tworot.
En 1897, N. F. Gamaleya devient observateur du phénomène de la lysebactéries qui ont procédé sous l'influence du processus d'agent de greffage.
Les virus bactériens sont des bactériophages parasites qui jouent un rôle énorme dans la pathogenèse des infections. Ils sont engagés dans la récupération du type d'organisme multicellulaire de nombreuses maladies et forment donc un type spécifique de système immunitaire. D'Herelle en a d'abord parlé, puis l'a développé en doctrine. Cette position a attiré de nombreux scientifiques qui ont commencé à explorer ce domaine et à essayer de trouver des réponses à des questions telles que: quel type de structure cellulaire (cristaux) ont les bactériophages bactéries-virus ? Quels sont les processus à l'intérieur d'eux, leur destin et leur développement ultérieurs? Tout cela et bien plus encore a attiré l'attention de nombreux chercheurs.
Signification
La structure des virus sur l'exemple d'un bactériophage peut nous en dire beaucoup, en particulier pour l'interaction avec d'autres informations qu'une personne possède à leur sujet. Par exemple, ils sont censés être la forme la plus ancienne de particules virales. L'analyse quantitative nous indique que leur population compte plus de 1030 particules.
Dans la nature, on les trouve au même endroit où vivent les bactéries, auxquelles elles peuvent être sensibles. Puisque les organismes en question sont définis par leur habitat, par les préférences des bactéries qu'ils infectent, il s'ensuit que les bactéries du sol en lyse (phages) vivront dans le sol. Plus le substrat contient de micro-organismes, plus il y a de phages nécessaires.
En réalité, chaque bactériophage incarnel'une des unités élémentaires de base de la mobilité génétique. Par transduction, ils provoquent l'émergence de nouveaux gènes dans le matériel héréditaire de la bactérie. Environ 1024 cellules bactériennes peuvent être infectées par seconde. Cette forme de réponse à la question de savoir quels virus sont appelés bactériophages nous montre ouvertement la manière dont l'information héréditaire est distribuée entre les organismes bactériens d'un habitat commun.
Caractéristiques du bâtiment
En répondant à la question de la structure du virus bactériophage, nous pouvons conclure qu'ils peuvent être distingués en fonction de la structure chimique, du type d'acide nucléique (n.c.), des données morphologiques et de la forme d'interaction avec les organismes bactériens. La taille d'un tel organisme peut être plusieurs milliers de fois plus petite que la cellule microbienne elle-même. Un représentant typique des phages est formé par une tête et une queue. La longueur de la queue peut être de deux à quatre fois le diamètre de la tête, qui, soit dit en passant, abrite le potentiel génétique, qui a pris la forme d'une chaîne d'ADN ou d'ARN. Il existe également une enzyme - la transcriptase, immergée dans un état inactif et entourée d'une enveloppe de protéines ou de lipoprotéines. Elle détermine le stockage du génome à l'intérieur de la cellule et s'appelle la capside.
Les caractéristiques structurelles du virus bactériophage définissent son compartiment de queue comme un tube de protéines, qui sert de prolongement de la coquille qui constitue la tête. L'ATPase est située dans la région de la base de la queue, qui régénère les ressources énergétiques dépensées pour le processus d'injection.matériel génétique.
Données systématiques
Bacteriophage est un virus qui infecte les bactéries. C'est ainsi que le taxonomiste le classe dans le tableau d'ordre hiérarchique. L'attribution d'un titre à eux dans cette science était due à la découverte d'une quantité énorme de ces organismes. Ces questions sont actuellement traitées par l'ICTV. Conformément aux Normes internationales pour la classification et la distribution des taxons parmi les virus, les bactériophages se distinguent par le type d'acide nucléique qu'ils contiennent ou leurs caractéristiques morphologiques.
Aujourd'hui, 20 familles peuvent être distinguées, parmi lesquelles seulement 2 appartiennent à contenant de l'ARN et 5 avec une coquille. Parmi les virus à ADN, seules 2 familles possèdent une forme simple brin du génome. 9 virus contenant de l'ADN (le génome nous apparaît comme une molécule circulaire d'acide désoxyribonucléique) et les 9 autres avec une figure linéaire. 9 familles sont spécifiques aux bactéries, et les 9 autres sont spécifiques aux archées.
Influence sur la cellule bactérienne
Les virus bactériophages, selon la nature de l'interaction avec une cellule bactérienne, peuvent différer en phages de type virulent et modéré. Les premiers ne peuvent augmenter leur nombre qu'à l'aide de cycles lytiques. Les processus dans lesquels se produit l'interaction du phage virulent et de la cellule consistent en l'adsorption à la surface cellulaire, la pénétration dans la structure cellulaire, les processus de biosynthèse des éléments phages et leur mise en état fonctionnel, ainsi que la libération de le bactériophage de l'hôte.
Considérons la description des virus bactériophages en fonction de leur action ultérieure dans la cellule.
Les bactéries ont à leur surface des structures spécifiques spécifiques aux phages, présentées sous la forme de récepteurs, auxquels, en fait, le bactériophage est attaché. A l'aide de la queue, le phage, au moyen des enzymes contenues à son extrémité, détruit la membrane à un certain endroit de la cellule. De plus, sa contraction se produit, à la suite de quoi l'ADN est introduit dans la cellule. Le "corps" du virus bactériophage avec son enveloppe protéique reste à l'extérieur.
L'injection faite par un phage provoque une restructuration complète de tous les processus métaboliques. La synthèse des protéines bactériennes, ainsi que de l'ARN et de l'ADN, est terminée et le bactériophage lui-même commence le processus de transcription grâce à l'activité d'une enzyme personnelle appelée transcriptase, qui n'est activée qu'après avoir pénétré dans la cellule bactérienne.
Les chaînes précoces et tardives d'ARN messager sont synthétisées après leur entrée dans le ribosome de la cellule porteuse. Le processus de synthèse de structures telles que la nucléase, l'ATPase, le lysozyme, la capside, le processus de queue et même l'ADN polymérase s'y déroule également. Le processus de réplication se déroule selon un mécanisme semi-conservatif et s'effectue uniquement en présence d'une polymérase. Les protéines tardives se forment après l'achèvement des processus de réplication de l'acide désoxyribonucléique. Après cela, la dernière étape du cycle commence, au cours de laquelle se produit la maturation des phages. Il peut également se combiner avec la coque protéique et former des particules matures prêtes à être infectées.
Cycles de vie
Quelle que soit la structure du virus bactériophage, ils ont tous une caractéristique commune de cycles de vie. Conformément à la modération ou à la virulence, les deux types d'organismes sont similaires dans les premiers stades d'influence sur la cellule avec le même cycle:
- le processus d'adsorption du phage sur un récepteur spécifique;
- injecter des acides nucléiques à la victime;
- démarre le processus conjoint de réplication des acides nucléiques, à la fois phage et bactérie;
- processus de division cellulaire;
- développement par voie lysogène ou lytique.
Le bactériophage tempéré maintient le mode prophage, suit la voie lysogénique. Les représentants virulents se développent conformément au modèle lytique, dans lequel il existe une série de processus séquentiels:
- La direction de la synthèse des acides nucléiques est définie par les enzymes phages, qui affectent l'appareil responsable de la synthèse des protéines. Le parasite commence l'inactivation de l'ARN et de l'ADN appartenant à l'hôte, et une action enzymatique supplémentaire conduit complètement à sa division. La prochaine étape du processus est la "subordination" de l'appareil cellulaire pour la synthèse des protéines.
- Phage n. to. subit une réplication et détermine la direction de la synthèse de nouvelles coques protéiques. Le processus de formation du lysozyme est subordonné à l'ARN du phage.
- Lyse cellulaire: Rupture cellulaire causée par l'activité du lysozyme. Un grand nombre de nouveaux phages sont libérés, ce qui infectera davantage les organismes bactériens.
Méthodes de fonctionnement
Virusles bactériophages trouvent leur large application dans la thérapie de type antibactérien, qui sert d' alternative aux antibiotiques. Parmi les organismes qui peuvent être applicables, les plus couramment distingués sont: streptocoques, staphylocoques, klebsiella, coli, protéus, pyobactériophages, polyprotéines et dysenterie.
Treize substances médicinales à base de phages sont enregistrées et appliquées en pratique sur le territoire de la Fédération de Russie à des fins médicales. En règle générale, de telles méthodes de lutte contre les infections sont utilisées lorsque la forme de traitement traditionnelle n'entraîne pas de changements significatifs, causés par une faible sensibilité de l'agent pathogène à l'antibiotique lui-même ou une résistance complète. En pratique, l'utilisation de bactériophages conduit à une réalisation rapide et de qualité du succès souhaité, mais cela nécessite la présence d'une membrane biologique recouverte d'une couche de polysaccharides, à travers laquelle les antibiotiques ne peuvent pas pénétrer.
Le type thérapeutique d'application des représentants de phages ne trouve pas de soutien en Occident. Cependant, il est souvent utilisé pour lutter contre les bactéries qui causent des intoxications alimentaires. De nombreuses années d'expérience dans l'étude de l'activité des bactériophages nous montrent que la présence, par exemple, du phage de la dysenterie dans l'espace commun des villes et des villages provoque l'exposition de l'espace à des mesures préventives.
Les ingénieurs en génétique exploitent les bactériophages comme vecteurs pour transférer des segments d'ADN. Et aussi avec leur participation, le transfert d'informations génomiques a lieuentre les cellules bactériennes en interaction.
