бактериофаг иначе фаг; вирус бактерий (англ. bacteriophage) — (от бактерии и греч. φᾰγω - "пожираю") – вирус, способный паразитировать в бактериальных клетках.

Описание

Вирусы, вызывающие гибель (лизис) инфицированных бактерий, известны как литические бактериофаги (фаги). Так называемые умеренные бактериофаги встраивают собственную ДНК в хромосому бактерии. Синтез вирус-специфических белков и нуклеиновых кислот у таких фагов подавлен специфическим репрессором, поэтому бактерия не погибает и становится «иммунной» к повторному заражению (лизогения). Ассоциация фаговой ДНК с геномом бактерии способна качественно изменять антигенные или морфологические свойства бактериальной клетки, обуславливать синтез факторов вирулентности (лизогенная конверсия). ДНК умеренных вирусов реплицируется синхронно с размножением лизогенной бактерии, но иногда (примерно в одной из 102–105 подобных бактерий) фаг начинает спонтанно размножаться и лизировать клетку. Размножаясь в клетке, некоторые умеренные бактериофаги способны захватывать гены бактерии и, инфицируя другие клетки, передавать гены новому хозяину (трансдукция). Трансдуцирующие фаги переносят только бактериальную ДНК (общая трансдукция) или вирусную ДНК, участок которой замещен на бактериальную ДНК (специфическая трансдукция). Такие фаги не способны образовывать дочерние популяции, т. е. являются дефектными. Дефектные фаги используют в генной инженерии в качестве векторов. Исследования на бактериофагах позволили разрешить ряд важнейших проблем молекулярной биологии и молекулярной генетики. На модели бактериофагов было доказано, что материальным носителем наследственности является ДНК; были открыты феномены модификации-рестрикции, транскрипции; проведены исследования по изучению репликации, рекомбинации, морфогенезу. В основу классификации фагов положены антигенная структура, морфология фагов, спектр действия, химический состав и др. Большинство фагов относится к ДНК-содержащим вирусам с нуклео-капсидом, организованным по принципу смешанной симметрии. По спектру действия выделяют типовые фаги (Т-фаги), лизирующие бактерии отдельных типов внутри вида; моновалентные фаги, лизирующие бактерии одного вида; и поливалентные фаги, лизирующие бактерии нескольких видов.

Бактериофаг phi29 обладает сложной системой для упаковки ДНК в капсид. Этот хорошо изученный наномотор можно химически и генетически модифицировать для того, чтобы встроить его в липосомальную мембрану и использовать в системах доставки лекарственных средств для их контролируемого высвобождения в патологическом очаге. На основе массивов из модифицированных наномоторов, распознающих различные биомаркеры, разрабатываются чувствительные сенсоры для in vitro диагностики.

Бактериофаги (их капсиды), так же как и другие вирусы, могут быть использованы как строительные леса, задающие определенное пространственное расположение небиогенным наночастицам. Подобные «строительные леса» позволяют не только создавать планарные структуры определенной формы и размера, но и перейти к проектированию и созданию трехмерных наноконструкций, таких сложных, как тетраэдр или сфера. В результате могут быть получены наноструктуры или материалы с новыми полезными свойствами для применения в самых различных областях нанотехнологий.

Иллюстрации

Строение бактериофага Т4:1 — головка; 2 — хвост; 3 — нуклеиновая кислота; 4 — к
Строение бактериофага Т4:
1 — головка; 2 — хвост; 3 — нуклеиновая кислота; 4 — капсид; 5 — «воротничок»; 6 — белковый чехол хвоста; 7 — фибрилла хвоста; 8 — шипы; 9 — базальная пластинка.

Авторы

  • Курочкин Илья Николаевич
  • Народицкий Борис Савельевич
  • Борисенко Григорий Геннадиевич
  • Нестеренко Людмила Николаевна

Источники

  1. Жданов В.М. Эволюция вирусов. Монография. — М.: Медицина, 1990. — 376 с.
  2. Бактериофаги // Википедия, свободная энциклопедия. —www.ru.wikipedia.org/wiki/Бактериофаги (дата обращения: 24.07.2010).
  3. NIH Nanomedicine Development Center // Peixuan Guo, 2006. —www.vet.purdue.edu/PeixuanGuo/NDC/

Напишите нам