Форми взаємодії бактеріофагів з бактеріальною клітиною. Вірулентні і помірні фаги. Характеристика продуктивної взаємодії. Лізогенія і фагова конверсія.

Взаємодія бактеріофагів з бактеріями відбувається стадійно:

1 адсорбція бактеріофагів на бактеріальній станці

2 бактеріофаг вводить у бактеріальну клітину свою нуклеїнову к-ту ДНК або РНК

3 інєкція нитки ДНК реалізується феномен мікрошприца

За характером взаємодії бактеріофагів з клітиною-господарем вони поділяються на вірулентні літичні та помірні. Вірулентні бактеріофаги викликають продуктивну форму інєкції бактеріофаг активно репродукується у бактерії-господарі. Вихід дозрілих бактеріофагів відбувається шляхом лізису клітини. Лізис здійснюється вільним лізоцимом і викликає загибель бактеріальної клітини. При продуктивному типі інфекції життєвий цикл фагів короткий. Так, для бактеріофага Т2 повний цикл репродукції заверщується через 13 хвилин. Із одного фага в інфікованій бактерії синтезується 200-300 нових віріонів.

Помірні бактеріофаги індукують редуктивну форму інєкції геном бактеріофага проникає в клітину господаря, однак репродукції фага не відбувається, здійснюється так званий інтегративний механізм взаємодії: геном інтегрується в геном клітини-господаря, стає її складовою частиною. При цьому фаг переходить у стан профага профаг — геном бактеріофага, асоційований з бактеріальною хромосомою, а інфікована клітина стає лізогенною.

Лізогенія або лізогенний цикл — складна форма вірусної інфекції, під час якої від моменту зараження до лізису проходить певна кількість поколінь клітини.

Лізогенія- один з двох методів вірусного копіювання інший — літичний цикл. В той час як літичний цикл зустрічається як серед вірусів тварин, так і серед бактеріофагів, лізогенія є частішою серед останніх. Лізогенія характеризується вставкою нуклеїнової кислоти вірусу до хромосоми клітини-господаря таким чином, що існує потенціал передачі отриманого генетичного матеріалу дочірнім клітинам під час поділу клітини. У цьому стані інформація, що міститься у вірусній нуклеїновій кислоті, не екпресується.

Стадії лізогенного циклу

1. Вірусний геном потрапляє з вірусом до клітини-господаря.

2. ДНК обєднується з геномом клітини. На відміну від літичного циклу, утворення вірусних частинок і лізис клітини не відбуваються.

3. ДНК-полімераза клітини реплікує вірус у хромосомі.

4. Клітина діліться, а вірусні геноми передаються дочірнім клітинам. В кожному поколінні бактерій незначна частина клітин шанс порядка 10-6 піддається лізису з вивільненням 70 — 150 часток помірних фагів.

5. У будь-який момент, коли вірус активується, вірусний геном відєднується від ДНК клітини і переходить до літичного циклу. Зазвичай невідомо, що саме активує вірус, але найбільш імовірними сигналами є концентрації гормонів та факторів росту в межах зараженої клітини. Частота переходу профага в інфекційний стан індукція профага може бути збільшеною рядом агентів наприклад, ультрафіолетовим випромінюванням.

У лізигенному стані бактеріальні клітини можуть додатково набувати нових ознак, що детерміновані геномом бактеріофага наприклад, токсигенність. Таке явище — зміна властивостей мікроорганізмів під впливом профага — одержало назву фагової конверсії.