噬菌體的噬菌機(jī)理及侵染過程

【資料簡介】

噬菌機(jī)理

　　噬菌體  顆粒感染一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞后可迅速生成幾百個(gè)子代噬菌體顆粒，每個(gè)子代顆粒又可感染細(xì)菌細(xì)胞，再生成幾百個(gè)子代噬菌體顆粒。如此重復(fù)只需4次，一個(gè)噬菌體顆粒便可使幾十億個(gè)細(xì)菌感染而死亡。當(dāng)把細(xì)菌涂布在培養(yǎng)基上，長成一層菌苔時(shí)，一個(gè)噬菌體感染其中一個(gè)細(xì)菌時(shí)，便會同上面所說的那樣，把該細(xì)菌周圍的成千上萬個(gè)細(xì)菌感染致死，在培養(yǎng)基的菌苔上出現(xiàn)一個(gè)由于細(xì)菌被噬菌體裂解后造成的空斑，這便稱為噬菌斑（plaque）。每一噬菌體除了能使宿主細(xì)菌裂解死亡外，還有一些噬菌體感染細(xì)菌后，并不使細(xì)胞死亡，稱為溶原性噬菌體，這些噬菌體感染細(xì)菌后，將其自身的基因組整合進(jìn)宿主細(xì)胞的基

因組，此時(shí)，這種宿主細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。溶原性細(xì)菌內(nèi)存在的整套噬菌體DNA基因組稱為原噬菌體（prophage），溶原性細(xì)菌不會產(chǎn)生許多子噬菌體顆粒，也不會裂解；但當(dāng)條件改變使溶原周期終止時(shí)，宿主細(xì)胞就會因原噬菌體的增殖而裂解死亡，釋放出許多子代噬菌體顆粒。

侵染過程

　　一個(gè)典型的噬菌體的侵染細(xì)菌的過程，可以分為三個(gè)階段：感染階段、增殖階段和成熟階段。

 

　　感染階段：噬菌體侵染寄主細(xì)胞的*步是“吸附”，即噬菌體的尾部附著在細(xì)菌的細(xì)胞壁上，然后進(jìn)行“侵入”。噬菌體先通過*的作用在細(xì)菌的細(xì)胞壁上打開一個(gè)缺口，尾鞘像肌動(dòng)球蛋白的作用一樣收縮，露出尾軸，伸入細(xì)胞壁內(nèi)，如同注射器的注射動(dòng)作，噬菌體只把頭部的DNA注入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，其蛋白質(zhì)外殼留在壁外，不參與增殖過程。

 

　　增殖階段：噬菌體DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后，會引起一系列的變化：細(xì)菌的DNA合成停止，酶的合成也受到阻抑，噬菌體逐漸控制了細(xì)胞的代謝。噬菌體巧妙地利用寄主（細(xì)菌）細(xì)胞的“機(jī)器”，大量地復(fù)制子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，并形成完整的噬菌體顆粒。噬菌體的形成是借助于細(xì)菌細(xì)胞的代謝機(jī)構(gòu)，由本身的核酸物質(zhì)操縱的。據(jù)觀察，當(dāng)噬菌體侵入細(xì)菌細(xì)胞后，細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)里很快便充滿了DNA細(xì)絲，十分鐘左右開始出現(xiàn)完整的多角形頭部結(jié)構(gòu)。噬菌體成熟時(shí)，這些DNA高分子聚縮成多角體，頭部蛋白質(zhì)通過排列和結(jié)晶過程，把多角形DNA聚縮體包圍，然后頭部和尾部相互吻合，組裝成一個(gè)完整的子代噬菌體。

 

　　成熟階段：噬菌體成熟后，在潛伏后期，溶解寄主細(xì)胞壁的*逐漸增加，促使細(xì)胞裂解，從而釋放出子代噬菌體。在光學(xué)顯微鏡下觀察培養(yǎng)的感染細(xì)胞，可以直接看到細(xì)胞的裂解現(xiàn)象。T2噬菌體在37 ℃下大約只需四十分就可以產(chǎn)生100～300個(gè)子代噬菌體。子代噬菌體釋放出來后，又去侵染鄰近的細(xì)菌細(xì)胞，產(chǎn)生子二代噬菌體。