Строение бактериофагов. 
Основы микробиологии и иммунологии

Структура бактериофагов различна. Большинство фагов имеют форму головастика или сперматозоида, некоторые фаги имеют кубическую или нитевидную форму. В структуре бактериофага различают головку и отросток. Белковая оболочка головки называется капсидом.

Капсид состоит из морфологических единиц называемых капсомерамы. В него включена молекула ДНК или РНК. Молекула ДНК вместе с капсидом образует нуклеокапсид. У фагов нуклеокапсид имеет смешанный тип симметрии — спиральный и икосаэдрический.

У большинства фагов геном — двунитевые ДНК, геном некоторых — однонитевые ДНК.

Кроме того, в отличие от вирусов эукариот, бактериофаги имеют хвостовой отросток, с помощью которого они прикрепляются к клетке. Но некоторые его не имеют.

Размеры фагов колеблются от 20 до 800 нм у нитевидных фагов. Средний размер головки 60−100 нм, длина отростка 100−200 нм.

В химическом отношении фаги представлены нуклеиновыми кислотами и небольшим количеством белков.(в состав которых входят полиамины: спермин и путресцин, кислоторастворимый полипептид, содержащий аспарагиновую и глутаминовую кислоты, лизин и кислотонерастворимый белок).

Фаги по сравнению с бактериями являются более устойчивыми к действию химических и физических факторов.

Фаги могут существовать в двух формах:

• 1) внутриклеточной (это профаг, чистая ДНК);
• 2) внеклеточной (это вирион).

Фаги, как и другие вирусы, обладают антигенными свойствами и содержат группоспецифические и типоспецифические антигены.

Различают два типа взаимодействия фага с клеткой:

1) литический (продуктивная вирусная инфекция). Это тип взаимодействия, при котором происходит репродукция вируса в бактериальной клетке. Она при этом погибает.

Взаимодействие фага и бактерий протекает стадийно.

• 1. Первая стадия — адсорбция фага на рецепторные участки клеточной стенки бактерий. К ним фаг прикрепляется концевыми нитями отростков.
• 2. Проникновение — на этой стадии ДНК фага через отросток проникает в клетку. При этом слои клеточной стенки разрушаются под действием фагового лизоцима.
• 3. Третья стадия — на этой стадии начинается биосинтез фаговой информационной РНК, белков капсида, которые участвуют в биосинтезе фаговой ДНК. Латентный период продолжается в пределах 15 минут.
• 4. Четвертая стадия — морфогенез фага, т. е. пустотелые фаговые капсиды заполняются нуклеиновой кислотой и формируются зрелые вирионы (частицы фага).
• 5. Пятая стадия — выход фаговых частиц из клетки. Это происходит благодаря лизису зараженной бактерии фаговым лизоцимом, накапливающимся в процессе репродукции фага.

Количество зрелых фаговых частиц (вирионов) колеблется от единиц до нескольких тысяч. Затем фаги вновь внедряются в еще незараженные клетки и процесс повторяется.

2) лизогенный. Это умеренные фаги. При проникновении нуклеиновой кислоты в клетку идет интеграция ее в геном клетки, наблюдается длительное сожительство фага с клеткой без ее гибели. При изменении внешних условий могут происходить выход фага из интегрированной формы и развитие продуктивной вирусной инфекции.

Клетка, содержащая профаг в геноме, называется лизогенной и отличается от исходной наличием дополнительной генетической информации за счет генов профага. Это явление лизогенной конверсии.

По признаку специфичности выделяют:

• 1. поливалентные фаги (лизируют культуры одного семейства или рода бактерий);
• 2. моновалентные (лизируют культуры только одного вида бактерий);
• 3. Типовые (способны вызывать лизис только определенных типов (вариантов) бактериальной культуры внутри вида бактерий)