Фаги, или бактериофаги, представляют собой вирусы, которые заражают бактериальные клетки. Узнайте больше о структуре, истории и применении бактериофагов.
Cодержание
Введение
Фаги, или бактериофаги, представляют собой вирусы, которые заражают бактериальные клетки. Ранее термин "бактериофаги" применялся также для вирусов архей, но в настоящее время он относится исключительно к бактериальным вирусам. Фаги, как и другие вирусы, размножаются внутри клетки-хозяина. Вирусные частицы состоят из белковой оболочки и генетического материала - ДНК или РНК. Общая численность бактериофагов в природных местообитаниях примерно равна или превышает численность бактерий, а общее количество фаговых частиц в биосфере Земли составляет огромное число частиц.
История
К концу XIX века микробиология стала развитой наукой, и было открыто множество вирусов, включая табачную мозаику. Однако, только спустя более 80 лет, бактериофаги стали использоваться в лечении инфекционных болезней человека. В настоящее время препараты на основе бактериофагов используются для борьбы с болезнетворными бактериями и инфекциями. Бактериофаги также являются источником инструментария для генетической инженерии и других технологий.
Структура бактериофагов
Бактериофаги представляют собой мельчайшие вирусы, похожие на молекулярные кристаллы. Они состоят из "головы", которая содержит генетическую программу в виде нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), и "хвоста", который используется для впрыскивания генов в бактериальные клетки. Зараженная бактерия начинает синтезировать белки и нуклеиновые кислоты для сборки новых вирусных частиц, в результате чего родительская клетка погибает.
См. также
Роль бактериофагов
Бактериофаги играют важную роль в поддержании биологического баланса в биосфере. Они уничтожают половину мировой популяции бактерий каждые двое суток, что предотвращает их неограниченное размножение. Бактериофаги присутствуют везде, где живут бактерии, включая почву, воду, растения и животных. Они также находятся в огромных количествах в желудочно-кишечном тракте человека.
Преимущества бактериофагов
Бактериофаги имеют несколько преимуществ перед антибиотиками. Во-первых, они специфично направлены на болезнетворные бактерии, не нанося вреда полезным микроорганизмам. Во-вторых, бактериофаги могут адаптироваться к новым условиям благодаря мутациям, что делает их эффективными в лечении инфекций, которые становятся устойчивыми к антибиотикам.
Применение бактериофагов
Сразу после открытия бактериофагов, препараты на их основе начали применяться для борьбы с инфекционными болезнями. Однако с развитием антибиотиков и недостатком знаний о бактериофагах, их лечебный потенциал не был полностью реализован. В настоящее время исследования в области бактериофагов продолжаются, и они могут быть использованы для лечения различных инфекций и болезней, а также в других областях, таких как генетическая инженерия.
См. также
Что нам скажет Википедия?
Бактериофа́ги, или фа́ги (от др.-греч. φᾰ́γω — «пожираю») — вирусы, заражающие бактериальные клетки. Ранее бактериофагами называли и вирусы архей, однако в настоящее время этот термин принято относить исключительно к бактериальным вирусам. Бактериофаги, как и любые иные вирусы, размножаются внутри клетки хозяина. Высвобождение потомства большинства бактериофагов происходит путём лизиса инфицированной бактериальной клетки, однако при размножении бактериофагов некоторых групп, например, нитчатых фагов, выход вирусных частиц происходит без разрушения клетки, которая сохраняет свою жизнеспособность. Вирусная частица или вирион бактериофага состоит из оболочки, как правило белковой, и генетического материала — одноцепочечной или двуцепочечной нуклеиновой кислоты (ДНК или, реже, РНК). Общая численность бактериофагов в большинстве природных местообитаний примерно равна численности бактерий или превышает ее в 2—10 раз, при этом общее количество фаговых частиц в биосфере Земли составляет 1030—1032 частиц[1]. Бактериофаги активно участвуют в круговороте химических веществ и энергии, оказывают заметное влияние на состав, динамику и активность микробных сообществ, влияют на эволюцию микробов, на их взаимодействия между собой и с многоклеточными организмами и даже участвуют в контроле экспрессии собственных генов микроорганизмов[1][2]. У бактерий существует также большое число генетических элементов и кодируемых ими молекулярных структур, имеющих общее происхождение с бактериофагами, «приспособленных» микробами для тех или иных собственных нужд: дефектные профаги, бактериоцины типов R и F, AFP-профаги (от англ. antifeeding prophage — профаги, препятствующие питанию), системы секреции VI типа (T6SS), сократимые системы, ассоциированные с метаморфозом (MAC), агенты переноса генов (GTA — gene tranfer agents) и другие[2]. Бактериофаги, а также антивирусные (противофаговые) системы бактерий послужили источником большей части инструментария современной генетической инженерии и ряда других технологий[2].
