Este artículo, como un informe de biología de quinto grado sobre virus bacteriófagos, ayudará al lector a aprender información básica sobre estas formas de vida extracelulares. Aquí consideraremos su ubicación taxonómica, las características de la estructura y la actividad de la vida, la manifestación de ellos mismos cuando interactúan con bacterias, etc.
Introducción
Todo el mundo sabe que el representante universal de una unidad de vida en el planeta Tierra es una célula. Sin embargo, el giro entre los siglos XIX y XX fue una era durante la cual se descubrieron una serie de enfermedades que afectan a animales, plantas e incluso hongos. Analizando este fenómeno y teniendo en cuenta la información general sobre las enfermedades humanas, los científicos se dieron cuenta de que existen organismos que pueden ser de naturaleza no celular.
Estas criaturas son extremadamente pequeñas y, por lo tanto, pueden atravesar el filtro más pequeño sin detenerse donde incluso la célula más pequeña podría detenerse. Esto condujo al descubrimiento de los virus.
Datos generales
Antesconsidere representantes de virus - bacteriófagos - familiaricémonos con información general sobre este reino de la jerarquía taxonómica.
La partícula del virus tiene las dimensiones más pequeñas (20-300 nm) y una estructura simétrica. Está construido a partir de componentes que se repiten constantemente. Todos los organismos de naturaleza viral son un fragmento de ARN o ADN, encerrado en una cubierta proteica especial llamada cápside. No tienen la capacidad de funcionar de forma independiente y mantener la actividad vital, estando fuera de otra célula. La manifestación de las propiedades de los seres vivos les es inherente solo después de ser introducidos en otro organismo, mientras que el virus mismo utilizará los recursos de la célula que ha capturado para mantener la estabilidad en su propio estado. De ello se deduce que este dominio de la taxonomía se presenta como una forma de vida intracelular parasitaria. Hay virus que invaden secciones de las membranas de la célula en la que se desarrollaron y vivieron. Forman otro caparazón alrededor de esos lugares, cubriendo la cápside.
Por regla general, los virus forman un vínculo con la superficie de la célula en la que parasitan. Luego, el virus ingresa y comienza a buscar una estructura específica a la que pueda atacar. Por ejemplo, los agentes causantes de la hepatitis funcionan y viven solo en las unidades celulares del hígado, mientras que las paperas intentan penetrar en las glándulas parótidas.
El ADN (ARN) perteneciente al virus, una vez dentro de la célula portadora, comienza a interactuar con el aparato de herencia genética para que la propia célula inicie un proceso de síntesis descontroladouna serie específica de proteínas codificadas en el ácido nucleico del propio patógeno. A continuación, tiene lugar la replicación, que la realiza directamente la propia célula, y así comienza el proceso de ensamblaje de una nueva partícula viral.
Bacteriófago
¿Quiénes son los virus bacteriófagos? Esta es una forma especial de vida en la Tierra que penetra selectivamente en las células bacterianas. La reproducción ocurre con mayor frecuencia dentro del huésped y el proceso en sí conduce a la lisis. Considerando la estructura de los virus usando el ejemplo de los bacteriófagos, podemos concluir que consisten en caparazones formados por proteínas y tienen un aparato para reproducir la herencia en forma de una cadena de ARN o dos cadenas de ADN. El número total de bacteriófagos corresponde aproximadamente al número total de organismos bacterianos. Estos virus toman parte activa en la circulación química de sustancias y energía en la naturaleza. Causan muchas manifestaciones de signos en bacterias y microbios desarrollados o en desarrollo en el curso de la evolución.
Historial de descubrimientos
El investigador de bacteriología F. Twort creó una descripción de una enfermedad infecciosa, que propuso en un artículo publicado en 1915. Esta enfermedad afectaba a los estafilococos y podía pasar a través de cualquier filtro, y también podía transportarse de una colonia celular a otra.
F. D'Herelle, un microbiólogo nacido en Canadá, descubrió los bacteriófagos en septiembre de 1917. Su descubrimiento se hizo independientemente del trabajo de F. Tworot.
En 1897, N. F. Gamaleya se convirtió en observador del fenómeno de la lisisbacterias que procedieron bajo la influencia del proceso del agente de injerto.
Los virus bacterianos son bacteriófagos parásitos que desempeñan un papel muy importante en la patogenia de las infecciones. Se dedican a garantizar la recuperación del tipo de organismo multicelular de muchas enfermedades y, por lo tanto, forman un tipo específico de sistema inmunológico. D'Herelle primero habló de esto y luego lo desarrolló en una doctrina. Esta posición atrajo a muchos científicos que comenzaron a explorar esta área y tratar de encontrar respuestas a preguntas como: ¿qué tipo de estructura celular (cristales) tienen los bacteriófagos de las bacterias-virus? ¿Cuáles son los procesos dentro de ellos, su futuro destino y desarrollo? Todo esto y más ha llamado la atención de muchos investigadores.
Significado
La estructura de los virus en el ejemplo de un bacteriófago puede decirnos mucho, especialmente para la interacción con otra información que una persona tiene sobre ellos. Por ejemplo, supuestamente son la forma más antigua de partículas de virus. El análisis cuantitativo nos indica que su población tiene más de 1030 partículas.
En la naturaleza, se pueden encontrar en el mismo lugar donde viven las bacterias, a las que pueden ser sensibles. Dado que los organismos en cuestión están definidos por su hábitat, por las preferencias de las bacterias que infectan, se deduce que las bacterias del suelo que lisan (fagos) vivirán en el suelo. Cuantos más microorganismos contiene el sustrato, más fagos necesarios hay.
En realidad, cada bacteriófago encarnauna de las unidades elementales básicas de la movilidad genética. Usando la transducción, provocan la aparición de nuevos genes en el material hereditario de la bacteria. Se pueden infectar unas 1024 células bacterianas por segundo. Esta forma de responder a la pregunta de qué virus se llaman bacteriófagos nos muestra abiertamente las formas en que la información hereditaria se distribuye entre los organismos bacterianos de un hábitat común.
Características del edificio
Respondiendo a la pregunta de qué estructura tiene el virus bacteriófago, podemos concluir que se pueden distinguir según la estructura química, el tipo de ácido nucleico (n.c.), los datos morfológicos y la forma de interacción con los organismos bacterianos. El tamaño de tal organismo puede ser varios miles de veces más pequeño que la propia célula microbiana. Un representante típico de los fagos está formado por una cabeza y una cola. La longitud de la cola puede ser de dos a cuatro veces el diámetro de la cabeza, que, por cierto, alberga el potencial genético, que ha tomado la forma de una cadena de ADN o ARN. También hay una enzima, la transcriptasa, inmersa en un estado inactivo y rodeada por una capa de proteínas o lipoproteínas. Determina el almacenamiento del genoma dentro de la célula y se denomina cápside.
Las características estructurales del virus del bacteriófago definen su compartimento en la cola como un tubo de proteínas, que sirve como continuación del caparazón que forma la cabeza. La ATPasa se encuentra en la región de la base de la cola, que regenera los recursos energéticos gastados en el proceso de inyección.material genético.
Datos sistemáticos
El bacteriófago es un virus que infecta bacterias. Así lo clasifica el taxónomo en la tabla de orden jerárquico. La asignación de un título en esta ciencia se debió al descubrimiento de una gran cantidad de estos organismos. Estas cuestiones están siendo abordadas actualmente por el ICTV. De acuerdo con los Estándares Internacionales para la clasificación y distribución de taxones entre virus, los bacteriófagos se distinguen por el tipo de ácido nucleico que contienen o por sus características morfológicas.
Hoy en día se pueden distinguir 20 familias, de las cuales sólo 2 pertenecen a las que contienen ARN y 5 a las que tienen caparazón. Entre los virus de ADN, solo 2 familias tienen una forma monocatenaria del genoma. 9 virus que contienen ADN (el genoma se nos aparece como una molécula circular de ácido desoxirribonucleico) y los otros 9 con figura lineal. 9 familias son específicas de bacterias y las otras 9 son específicas de arqueas.
Influencia sobre la célula bacteriana
Los virus bacteriófagos, dependiendo de la naturaleza de la interacción con una célula bacteriana, pueden diferir en fagos de tipo virulento y moderado. Los primeros pueden aumentar su número solo con la ayuda de ciclos líticos. Los procesos en los que se produce la interacción del fago virulento y la célula consisten en la adsorción en la superficie celular, la penetración en la estructura celular, los procesos para la biosíntesis de los elementos del fago y su puesta en un estado funcional, así como la liberación de el bacteriófago del huésped.
Consideremos la descripción de los virus bacteriófagos en función de su acción posterior en la célula.
Las bacterias tienen en su superficie estructuras especiales específicas del fago, presentadas en forma de receptores, a los que, de hecho, se une el bacteriófago. Usando la cola, el fago, por medio de las enzimas contenidas en su extremo, destruye la membrana en un lugar determinado de la célula. Además, se produce su contracción, como resultado de lo cual se introduce ADN en la célula. El "cuerpo" del virus del bacteriófago con su cubierta proteica permanece fuera.
La inyección realizada por un fago provoca una reestructuración completa de todos los procesos metabólicos. Se completa la síntesis de proteínas bacterianas, así como de ARN y ADN, y el propio bacteriófago comienza el proceso de transcripción gracias a la actividad de una enzima personal llamada transcriptasa, que se activa solo después de ingresar a la célula bacteriana.
Tanto las cadenas tempranas como las tardías del ARN mensajero se sintetizan después de ingresar al ribosoma de la célula portadora. El proceso de síntesis de estructuras tales como nucleasa, ATPasa, lisozima, cápside, proceso de cola e incluso ADN polimerasa también tiene lugar allí. El proceso de replicación procede según un mecanismo semiconservador y se lleva a cabo únicamente en presencia de una polimerasa. Las proteínas tardías se forman después de la finalización de los procesos de replicación del ácido desoxirribonucleico. Después de esto, comienza la etapa final del ciclo, en la que se produce la maduración del fago. También puede combinarse con la cubierta proteica y formar partículas maduras listas para la infección.
Ciclos de vida
Independientemente de la estructura del virus bacteriófago, todos tienen una característica común de ciclos de vida. De acuerdo con la moderación o la virulencia, ambos tipos de organismos son similares entre sí en las etapas iniciales de influencia sobre la célula con el mismo ciclo:
- el proceso de adsorción de fagos en un receptor específico;
- inyectar ácidos nucleicos a la víctima;
- inicia el proceso conjunto de replicación de ácidos nucleicos, tanto de fagos como de bacterias;
- proceso de división celular;
- desarrollo por vía lisogénica o lítica.
El bacteriófago templado mantiene el modo profago, sigue la vía lisogénica. Los representantes virulentos se desarrollan de acuerdo con el modelo lítico, en el que hay una serie de procesos secuenciales:
- La dirección de la síntesis de ácidos nucleicos la establecen las enzimas de los fagos, que afectan al aparato responsable de la síntesis de proteínas. El parásito comienza la inactivación del ARN y el ADN que pertenecen al huésped, y la acción enzimática adicional conduce por completo a su división. La siguiente parte del proceso es la "subordinación" del aparato celular para la síntesis de proteínas.
- Fago s. A. sufre replicación y determina la dirección de la síntesis de nuevas cubiertas proteicas. El proceso de formación de la lisozima está subordinado al ARN del fago.
- Lisis celular: Ruptura celular causada por la actividad de la lisozima. Se libera una gran cantidad de nuevos fagos, que infectarán aún más a los organismos bacterianos.
Métodos de funcionamiento
VirusLos bacteriófagos encuentran su amplia aplicación en la terapia de tipo antibacteriano, que sirve como alternativa a los antibióticos. Entre los organismos que pueden ser aplicables, los más comúnmente distinguidos son: estreptococos, estafilococos, klebsiella, coli, proteus, piobacteriófagos, poliproteínas y disentería.
Trece sustancias medicinales a base de fagos están registradas y se aplican en la práctica en el territorio de la Federación de Rusia con fines médicos. Como regla general, tales métodos para combatir infecciones se usan cuando la forma tradicional de tratamiento no conduce a cambios significativos, lo que se debe a una débil sensibilidad del patógeno al antibiótico o una resistencia completa. En la práctica, el uso de bacteriófagos conduce a un logro rápido y de alta calidad del éxito deseado, pero esto requiere la presencia de una membrana biológica cubierta con una capa de polisacáridos, a través de la cual los antibióticos no pueden penetrar.
El tipo terapéutico de aplicación de representantes de fagos no encuentra apoyo en Occidente. Sin embargo, a menudo se usa para combatir las bacterias que causan intoxicaciones alimentarias. Muchos años de experiencia en el estudio de la actividad de los bacteriófagos nos muestran que la presencia, por ejemplo, del fago de la disentería en el espacio común de las ciudades y pueblos provoca la exposición del espacio a medidas preventivas.
Los ingenieros genéticos explotan los bacteriófagos como vectores para transferir segmentos de ADN. Y también con su participación se produce la transferencia de información genómica.entre células bacterianas que interactúan.
