二、4类病毒及其繁殖方式 (一) 原核生物的病毒——噬菌体讲解材料
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4类病毒及其繁殖方式病毒感染敏感宿主细胞后,病毒核酸进入细胞,通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质,然后由这些新合成的病毒组分装配(assembly)成子代毒粒,并以一定方式释放到细胞外。
病毒的这种特殊繁殖方式称做复制(replication)。
病毒的繁殖方式相似,以原核生物病毒——噬菌体为例。
(一)原核生物的病毒——噬菌体的繁殖1.噬菌体的繁殖过程病毒不存在个体的生长过程,只有核酸和蛋白质的合成与装配。
噬菌体的繁殖一般分为5个阶段,即:①吸附②侵入③增殖(复制与生物合成)④成熟(装配)⑤裂解(释放)烈性噬菌体所经历的繁殖过程,称为裂解性周期(lytic cycle)或增殖性周期(productive cycle)。
现以 E. coli 的T偶数噬菌体为代表加以介绍:(1)吸附(adsorption)病毒吸附蛋白:病毒吸附蛋白是能够特异性地识别细胞受体并与之结合的毒粒表面的结构蛋白分子,亦称做反受体(antireceptor)。
细胞受体:病毒的细胞受体亦称病毒受体,系指能被病毒吸附蛋白特异性地识别,并与之结合介导病毒进入细胞,启动感染发生的细胞表面组分。
现在已知病毒受体是细胞的功能性物质,为细胞正常生长代谢所必需,而非病毒专一性的成份。
Eg. 单纯疱疹病毒的受体是硫酸乙酰肝素,狂犬病毒(Rabies virus)的受体是细胞表面的乙酰胆碱受体。
吸附于大肠杆菌上的噬菌体:吸附于大肠杆菌性毛上的噬菌体:吸附作用受许多内外因素的影响:①噬菌体的数量由于每一宿主细胞表面的特异受体有限,因此所能吸附噬菌体的数目也有一个限量。
每一敏感细胞所能吸附的相应噬菌体的数量,就称感染复数(m.o.i,multiplicity of infection)。
②阳离子Ca2+、Mg2+和Ba2等阳离子对吸附有促进作用;Al3+、Fe3+和Cr3+等阳离子则可引起失活。
②辅助因子生物素可促进产谷氨酸细菌噬菌体的吸附作用。
噬菌体知识点总结一、噬菌体的结构噬菌体的结构包括头部、尾部和纤毛等部分。
头部包含病毒的遗传物质(DNA或RNA),尾部和纤毛负责连接并注射病毒的遗传物质到细菌内。
噬菌体具有一定的遗传物质,有些噬菌体还带有一些蛋白质酶和结构蛋白,其结构紧凑而高效,能有效感染细菌。
二、噬菌体的生命周期噬菌体的生命周期包括寄主细胞感染、复制、组装和释放等多个阶段。
当噬菌体感染到细胞表面后,病毒会通过尾部和纤毛注射遗传物质到细胞内,遗传物质随后开始复制并制造新的病毒颗粒。
最终,新的病毒颗粒会组装成完整的噬菌体,并释放到环境中去感染其他细菌。
三、噬菌体在医学领域的应用噬菌体可以作为一种天然的抗菌剂,用于治疗多种细菌感染疾病,如肺炎、脑膜炎、败血症等。
由于细菌对抗生素产生抗药性的问题日益严重,噬菌体治疗被认为是一种非常有前景的替代方法。
目前已有一些临床试验表明,噬菌体治疗在治疗细菌感染方面具有显著效果,且对人体没有明显的毒副作用。
四、噬菌体在农业领域的应用在农业生产中,细菌性疾病是造成农作物减产和质量下降的重要原因。
而噬菌体可以作为一种天然的抗菌剂,用于预防和治疗作物上的细菌性疾病。
例如,噬菌体可以用于防治番茄、土豆、玉米等作物上的细菌性病害,取得了良好的防治效果。
五、噬菌体在食品工业领域的应用由于其对细菌的高效杀灭作用,噬菌体可以被用于食品加工和保存中。
例如,在食品加工中,可以使用噬菌体对肉类、奶制品等食品中的细菌进行控制,延长食品的保质期。
此外,噬菌体还可以被用于抑制食品中的致病菌,保障食品的安全性。
六、噬菌体的未来发展方向随着人们对抗生素耐药性的关注不断增加,噬菌体治疗作为一种替代疗法,具有广阔的应用前景。
在未来的研究中,可以通过基因工程技术对噬菌体进行改良,使其更加高效、安全和稳定,以满足不同领域应用的需求。
同时,研究人员还可以进一步深入了解噬菌体的生存机制和感染方式,以拓展其在医学、农业和食品工业等领域的应用范围。
噬菌体的生长、繁殖及污染噬菌体(bacteriophage)是一类侵害细菌(包括放线菌)的病毒,又称细菌病毒(bacterialvirus)。
具有其他病毒的共同特性:个体小、可通过除菌滤器、没有细胞结构、非常专一的寄生性等,为非细胞生物。
其结构主要由蛋白质和核酸(DNA或RNA)组成。
在自然界中分布广泛,土壤、空气、水中或生物体内都可存在。
据噬菌体与寄主细胞的关系可分为烈性噬菌体(virulent phage)和温和噬菌体(temperate phage)两类。
前者改变寄主的性质,大量产生新的噬菌体,最后导致菌体裂解死亡;后者可因生长条件的不同,即可引起寄主细胞的裂解死亡,又可将其核酸整合到细菌的染色体上,使细菌细胞继续生长繁殖,并被溶原化。
噬菌体的危害主要存在于发酵工业,如乳制品、酶制剂、氨基酸、有机溶剂、抗生素、微生物农药和菌肥生产等。
由于它的个体比细菌小数百倍,可以附着于尘埃上随风飘移,因此能长久地扩散和传播到一定的范围,并能脱离寄主而存活。
它在寄主细胞内能大量迅速繁殖子代噬菌体,如在十几分钟至一个小时左右,一个细胞感染一个噬菌体后可以释放出数十个至数百个子代噬菌体。
一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常、倒罐,使工业生产遭到严重损失。
由于噬菌体的结构比细菌和高等细胞简单,故广泛用于复制、转录和调节机理的研究。
λ噬菌体以原噬菌体方式存在于大肠杆菌K12株系中,利用紫外线诱导可以释放λ噬菌体,可感染已经丧失了λ噬菌体的大肠杆菌株系。
λ噬菌体在大肠杆菌中可裂解生长或整合到寄主染色体中复制。
λ-DNA可在体外包装成病毒颗粒,高效地感染大肠杆菌;可以把25kb 长的外源DNA插入λ-DNA,引入受体细胞;另外重组λ-DNA的筛选和保藏较易,故常作为分子克隆的载体。
一、噬菌体的形态和构造从形态学上可将噬菌体分为六群,其中1、2、3群有头部、尾部之分,为蝌蚪形:4、5两群没有尾部,是微球形,6群为纤维形噬菌体,是一条略呈弯曲的纤丝。