Bu məqalə, bakteriofaq viruslar haqqında 5-ci sinif biologiya hesabatı kimi, oxucuya hüceyrədənkənar həyat formaları haqqında əsas məlumatları öyrənməyə kömək edəcək. Burada onların taksonomik yerləşməsini, quruluş və həyat fəaliyyətinin xüsusiyyətlərini, bakteriyalarla qarşılıqlı əlaqə zamanı özünün təzahürlərini və s. nəzərə alacağıq.
Giriş
Hər kəs bilir ki, Yer planetində həyat vahidinin universal nümayəndəsi hüceyrədir. Bununla belə, on doqquzuncu və iyirminci əsrlər arasındakı dönüş, heyvanlara, bitkilərə və hətta göbələklərə təsir edən bir sıra xəstəliklərin aşkar edildiyi bir dövr idi. Bu fenomeni təhlil edən və insan xəstəlikləri haqqında ümumi məlumatları nəzərə alan alimlər qeyri-hüceyrəvi təbiətə malik ola biləcək orqanizmlərin olduğunu başa düşdülər.
Bu cür canlılar son dərəcə kiçikdirlər və buna görə də ən kiçik hüceyrənin belə dayana bildiyi yerdə dayanmadan ən kiçik filtrdən keçə bilirlər. Bu, virusların kəşfinə səbəb oldu.
Ümumi məlumat
Əvvəlvirusların nümayəndələrini - bakteriofaqları nəzərdən keçirək - bu taksonomik iyerarxiya krallığı haqqında ümumi məlumatla tanış olaq.
Virus hissəciyi ən kiçik ölçülərə (20-300 nm) və simmetrik quruluşa malikdir. Daim təkrarlanan komponentlərdən qurulur. Viral təbiətli bütün orqanizmlər kapsid adlanan xüsusi bir zülal qabığına daxil olan RNT və ya DNT-nin bir parçasıdır. Başqa bir hüceyrədən kənarda qalaraq, müstəqil fəaliyyət göstərmək və həyati fəaliyyəti saxlamaq qabiliyyətinə malik deyillər. Canlıların xüsusiyyətlərinin təzahürü yalnız başqa bir orqanizmə daxil olduqdan sonra onlara xasdır, virusun özü isə öz vəziyyətində sabitliyi qorumaq üçün tutduğu hüceyrənin resurslarından istifadə edəcəkdir. Buradan belə nəticə çıxır ki, bu taksonomiya sahəsi parazitar, hüceyrədaxili həyat forması kimi təqdim olunur. İnkişaf etdikləri və yaşadıqları hüceyrənin membranlarının hissələrini işğal edən viruslar var. Onlar bu cür yerlərin ətrafında başqa bir qabıq əmələ gətirir, kapsidi örtürlər.
Bir qayda olaraq, viruslar parazitlik etdiyi hüceyrənin səthi ilə əlaqə yaradır. Sonra virus içəri daxil olur və vura biləcəyi xüsusi strukturu axtarmağa başlayır. Məsələn, hepatitin törədicisi yalnız qaraciyərin hüceyrə bölmələrində fəaliyyət göstərir və yaşayır, parotit isə parotid bezlərə nüfuz etməyə çalışır.
Virusa aid olan DNT (RNT) daşıyıcı hüceyrənin içərisinə daxil olduqdan sonra genetik irsiyyət aparatı ilə qarşılıqlı əlaqədə olmağa başlayır ki, hüceyrə özü nəzarətsiz sintez prosesinə başlayır.patogenin özünün nuklein turşusunda kodlanmış xüsusi bir zülal seriyası. Sonra, birbaşa hüceyrənin özü tərəfindən həyata keçirilən replikasiya baş verir və beləliklə, yeni virus hissəciyinin yığılması prosesi başlayır.
Bakteriofaj
Bakteriofaq virusları kimlərdir? Bu, bakteriya hüceyrələrinə seçici şəkildə nüfuz edən Yerdəki xüsusi bir həyat formasıdır. Çoxalma ən çox ev sahibi daxilində baş verir və prosesin özü lizisə gətirib çıxarır. Bakteriofaqların nümunəsindən istifadə edərək virusların quruluşunu nəzərə alaraq belə nəticəyə gələ bilərik ki, onlar zülallardan əmələ gələn qabıqlardan ibarətdir və bir RNT zənciri və ya iki DNT zənciri şəklində irsiyyətin çoxalması üçün aparata malikdirlər. Bakteriofaqların ümumi sayı təxminən bakterial orqanizmlərin ümumi sayına uyğundur. Bu viruslar təbiətdə maddələrin və enerjinin kimyəvi dövriyyəsində fəal iştirak edirlər. Təkamül zamanı inkişaf edən və ya inkişaf edən bakteriya və mikroblarda bir çox əlamət təzahürlərinə səbəb olur.
Kəşf tarixçəsi
Bakteriologiya tədqiqatçısı F. Tvort 1915-ci ildə dərc olunmuş məqaləsində təklif etdiyi yoluxucu xəstəliyin təsvirini yaratdı. Bu xəstəlik stafilokoklara təsir etdi və istənilən filtrdən keçə bilərdi və həmçinin bir hüceyrə koloniyasından digərlərinə nəql edilə bilər.
Kanada əsilli mikrobioloq F. D'Herelle 1917-ci ilin sentyabrında bakteriofaqları kəşf etdi. Onların kəşfi F. Tvorotun işindən asılı olmayaraq edildi.
1897-ci ildə N. F. Qamaleya lizis fenomeninin müşahidəçisi oldu.aşılayıcı agent prosesinin təsiri altında davam edən bakteriyalar.
Bakterial viruslar infeksiyaların patogenezində böyük rol oynayan parazitar bakteriofaqlardır. Onlar çoxhüceyrəli tipli orqanizmin bir çox xəstəliklərdən sağalmasını təmin etməklə məşğul olurlar və buna görə də spesifik immun sistemini formalaşdırırlar. D'Herelle əvvəlcə bu barədə danışdı, sonra bunu bir doktrinaya çevirdi. Bu mövqe bu sahəni tədqiq etməyə başlayan və bakteriofaqların bakteriofaqların hansı hüceyrə quruluşuna (kristallarına) malikdir? Onların daxilində hansı proseslər gedir, sonrakı taleyi və inkişafı nədir? Bütün bunlar və daha çoxu bir çox tədqiqatçının diqqətini cəlb edib.
Məna
Bir bakteriofaq timsalında virusların quruluşu bizə çox şey deyə bilər, xüsusən də insanın onlar haqqında malik olduğu digər məlumatlarla qarşılıqlı əlaqə üçün. Məsələn, onlar virus hissəciklərinin ən qədim formasıdır. Kəmiyyət təhlili bizə göstərir ki, onların populyasiyasında 1030-dən çox hissəcik var.
Təbiətdə onlar həssas ola biləcəkləri bakteriyaların yaşadığı eyni yerdə tapıla bilər. Sözügedən orqanizmlər yaşayış yerləri, yoluxdurduqları bakteriyaların üstünlükləri ilə müəyyən edildiyindən, torpaqda çürüyən torpaq bakteriyalarının (fagların) yaşayacağı belə nəticələnir. Substratın tərkibində nə qədər çox mikroorqanizm varsa, bir o qədər lazımlı faqlar var.
Əslində hər bir bakteriofaq təcəssüm edirgenetik hərəkətliliyin əsas elementar vahidlərindən biridir. Transduksiyadan istifadə edərək, bakteriyanın irsi materialında yeni genlərin yaranmasına səbəb olurlar. Saniyədə təxminən 1024 bakteriya hüceyrəsi yoluxa bilər. Hansı virusların bakteriofaqlar adlanması sualına cavab vermənin bu forması bizə irsi məlumatın ümumi yaşayış yerindən bakterial orqanizmlər arasında paylanması yollarını açıq şəkildə göstərir.
Tikinti xüsusiyyətləri
Bakteriofaq virusunun hansı quruluşa malik olması sualına cavab verərək belə nəticəyə gəlmək olar ki, onları kimyəvi quruluşa, nuklein turşusunun növünə (n.c.), morfoloji məlumatlara və bakterial orqanizmlərlə qarşılıqlı təsir formasına görə fərqləndirmək olar. Belə bir orqanizmin ölçüsü mikrob hüceyrəsinin özündən bir neçə min dəfə kiçik ola bilər. Fagların tipik nümayəndəsi baş və quyruq tərəfindən əmələ gəlir. Quyruğun uzunluğu başın diametrindən iki-dörd dəfə çox ola bilər, yeri gəlmişkən, DNT və ya RNT zənciri şəklini almış genetik potensialı özündə saxlayır. Bir ferment də var - transkriptaz, qeyri-aktiv vəziyyətdə batırılır və zülalların və ya lipoproteinlərin qabığı ilə əhatə olunur. O, genomun hüceyrə daxilində saxlanmasını təyin edir və kapsid adlanır.
Bakteriofaq virusunun struktur xüsusiyyətləri onun quyruq bölməsini başı təşkil edən qabığın davamı kimi xidmət edən zülal borusu kimi müəyyən edir. ATPase, enjeksiyon prosesinə sərf olunan enerji ehtiyatlarını bərpa edən quyruq bazası bölgəsində yerləşir.genetik material.
Sistemli data
Bakteriofaq bakteriyaları yoluxduran virusdur. Taksonomist onu iyerarxik sıra cədvəlində belə təsnif edir. Bu elmdə onlara bir başlıq verilməsi bu orqanizmlərin böyük bir hissəsinin kəşfi ilə əlaqədar idi. Hazırda bu məsələlər ICTV tərəfindən həll edilir. Taksonların viruslar arasında təsnifatı və paylanması üzrə Beynəlxalq Standartlara uyğun olaraq, bakteriofaqlar tərkibindəki nuklein turşusunun növü və ya morfoloji xüsusiyyətləri ilə fərqlənirlər.
Bu gün 20 ailəni ayırd etmək olar, bunlardan yalnız 2-si RNT-li, 5-i isə qabıqlı ailələrə aiddir. DNT virusları arasında yalnız 2 ailədə genomun tək zəncirli forması var. Tərkibində DNT olan 9 virus (genom bizə dezoksiribonuklein turşusunun dairəvi molekulu kimi görünür) və digər 9-u xətti fiqurludur. 9 ailə bakteriyalara, digər 9 ailə isə arxeyalara aiddir.
Bakteriya hüceyrəsinə təsiri
Bakteriofaq virusları, bakteriya hüceyrəsi ilə qarşılıqlı əlaqənin xarakterindən asılı olaraq, virulent və orta dərəcəli faqlarda fərqlənə bilər. Birincilər öz sayını yalnız litik dövrlərin köməyi ilə artıra bilirlər. Virulent faq və hüceyrənin qarşılıqlı təsirinin baş verdiyi proseslər hüceyrə səthində adsorbsiyadan, hüceyrə quruluşuna nüfuz etməkdən, fag elementlərinin biosintezi və funksional vəziyyətə gətirilməsi proseslərindən, həmçinin hüceyrənin sərbəst buraxılmasından ibarətdir. ev sahibinin bakteriofaqı.
Bakteriofaq viruslarının hüceyrədəki sonrakı fəaliyyətinə əsaslanaraq onların təsvirini nəzərdən keçirək.
Bakteriyaların səthində reseptorlar şəklində təqdim olunan və əslində bakteriofaqların bağlandığı xüsusi faq strukturları var. Faq, quyruğunu istifadə edərək, ucunda olan fermentlər vasitəsi ilə hüceyrənin müəyyən yerindəki membranı məhv edir. Bundan əlavə, onun büzülməsi baş verir, bunun nəticəsində DNT hüceyrəyə daxil olur. Bakteriofaq virusunun zülal örtüyü ilə "bədəni" çöldə qalır.
Faq tərəfindən edilən inyeksiya bütün metabolik proseslərin tam yenidən qurulmasına səbəb olur. Bakteriya zülallarının, eləcə də RNT və DNT-nin sintezi tamamlanır və bakteriofaq özü yalnız bakteriya hüceyrəsinə daxil olduqdan sonra aktivləşən transkriptaza adlı şəxsi fermentin fəaliyyəti sayəsində transkripsiya prosesinə başlayır.
Mesajçı RNT-nin həm erkən, həm də gec zəncirləri daşıyıcı hüceyrənin ribosomuna daxil olduqdan sonra sintez olunur. Burada nukleaza, ATPaz, lizozim, kapsid, quyruq prosesi və hətta DNT polimeraza kimi strukturların sintezi prosesi də baş verir. Replikasiya prosesi yarımkonservativ mexanizmə uyğun olaraq gedir və yalnız polimerazın iştirakı ilə həyata keçirilir. Gec zülallar dezoksiribonuklein turşusunun təkrarlanması prosesləri başa çatdıqdan sonra əmələ gəlir. Bundan sonra, fagların yetişməsinin baş verdiyi dövrün son mərhələsi başlayır. O, həmçinin zülal qabığı ilə birləşərək infeksiyaya hazır olan yetkin hissəciklər yarada bilər.
Həyat dövrləri
Bakteriofaq virusunun strukturundan asılı olmayaraq, onların hamısının həyat dövrlərinin ümumi xarakteristikası var. Moderasiyaya və ya virulentliyə uyğun olaraq, hər iki növ orqanizm eyni dövrlə hüceyrəyə təsirin ilkin mərhələlərində bir-birinə bənzəyir:
- xüsusi reseptorda fag adsorbsiya prosesi;
- qurbana nuklein turşularının yeridilməsi;
- nuklein turşularının, həm fajların, həm də bakteriyaların birgə təkrarlanması prosesinə başlayır;
- hüceyrə bölünməsi prosesi;
- lizogen və ya litik yolla inkişaf.
Mülayim bakteriofaq profaq rejimini saxlayır, lizogen yolu izləyir. Virulent nümayəndələr bir sıra ardıcıl proseslərin olduğu litik modelə uyğun olaraq inkişaf edir:
- Nuklein turşusu sintezinin istiqaməti zülal sintezindən məsul olan aparata təsir edən faj fermentləri tərəfindən təyin edilir. Parazit ev sahibinə aid olan RNT və DNT-nin inaktivasiyasına başlayır və sonrakı enzimatik təsir onun parçalanmasına tamamilə gətirib çıxarır. Prosesin növbəti hissəsi zülal sintezi üçün hüceyrə aparatının “tabe edilməsi”dir.
- Fage n. to. replikasiyaya məruz qalır və yeni zülal qabıqlarının sintezinin istiqamətini müəyyən edir. Lizozimin əmələ gəlməsi prosesi faq RNT-yə tabedir.
- Hüceyrə lizisi: Lizozim fəaliyyətinin səbəb olduğu hüceyrə qırılması. Çoxlu sayda yeni faqlar buraxılır ki, bu da bakterial orqanizmləri daha da yoluxdurur.
İşləmə üsulları
Viruslarbakteriofaqlar antibiotiklərə alternativ kimi xidmət edən antibakterial tipli terapiyada geniş tətbiq tapırlar. Tətbiq edilə bilən orqanizmlər arasında ən çox seçilənlər bunlardır: streptokok, stafilokok, klebsiella, koli, proteus, piobakteriofaqlar, poliproteinlər və dizenteriya.
Rusiya Federasiyasının ərazisində faglara əsaslanan on üç dərman maddəsi qeydiyyata alınmış və tibbi məqsədlər üçün praktikada tətbiq edilmişdir. Bir qayda olaraq, infeksiyalarla mübarizənin bu cür üsulları ənənəvi müalicə forması patogenin antibiotikin özünə zəif həssaslığı və ya tam müqavimət nəticəsində yaranan əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olmadıqda istifadə olunur. Praktikada bakteriofaqların istifadəsi istənilən uğurun tez və yüksək keyfiyyətli əldə edilməsinə gətirib çıxarır, lakin bunun üçün antibiotiklərin nüfuz edə bilməyəcəyi polisaxaridlər təbəqəsi ilə örtülmüş bioloji membranın olması lazımdır.
Faj nümayəndələrinin terapevtik tətbiqi Qərbdə dəstək tapmır. Bununla belə, qida zəhərlənməsinə səbəb olan bakteriyalarla mübarizə üçün tez-tez istifadə olunur. Bakteriofaqların fəaliyyətinin öyrənilməsi üzrə çoxillik təcrübə bizə göstərir ki, məsələn, dizenteriya faqının şəhər və kəndlərin ümumi məkanında olması məkanın profilaktik tədbirlərə məruz qalmasına səbəb olur.
Gen mühəndisləri DNT seqmentlərini köçürmək üçün vektor kimi bakteriofaqlardan istifadə edirlər. Həm də onların iştirakı ilə genomik məlumatların ötürülməsi baş verirqarşılıqlı təsir edən bakteriya hüceyrələri arasında.
