登陆注册
5994000000031

第31章 感染与增殖

1.三种存在状态存在

按照噬菌体的结构和功能的不同,它们常以3种不同的状态存在:

①在细菌细胞外,它是成熟的具有强大感染性的自由噬菌体;

②在细菌细胞内,它是营养型或生长型的噬菌体;

③在整合到细菌细胞染色体上的时候,它形成了前噬菌体。

2.感染

在细菌细胞之外的自由噬菌体,一旦遇上敏感的宿主细菌后,在适宜条件下,会立刻发生感染,噬菌体首先吸附于细菌,有尾噬菌体以它那秘密武器——尾丝附着于细菌表面一定的受点部位,然后再用尾丝折曲,尾针和尾板在细菌上抛锚。随后,噬菌体尾鞘收缩,用它那裸露出坚硬的尾轴钉入细菌细胞外壁,它的DNA就这样经由尾轴注射入了细菌的细胞内,而那最后剩下的内部空空的蛋白质外壳则被留在了细菌之外。雄株特异的噬菌体则是吸附于细菌的特殊部位——鞭毛上,核酸也就经此注入细菌内。

3.营养状态

噬菌体终于把DNA注入细菌体内,它接下去马上就进入了营养状态,进行大量增殖。例如受到T偶数噬菌体感染后,大肠杆菌就立即中止了自己的一切DNA和蛋白质的合成活动,而全部接受噬菌体的基因信息,接下去大肠杆菌所做的一切,全都是为噬菌体做嫁衣,它的所有物质与能量全都用来合成噬菌体所需的产物。

在感染后的1分钟内,在细菌细胞内就已经合成出了无数噬菌体的信使RNA分子,这些信使RNA又马上合成了噬菌体的早期基因编码所需的蛋白。

几分钟后,信使RNA的早期基因的转录工作突然变慢,而晚期基因此时突然开始表达,合成出许多病毒的结构蛋白及与装配等有关的非结构蛋白。

在感染后约6分钟,噬菌体终于开始了它的DNA的复制。

接着再过几分钟,复制的DNA分子库和结构蛋白已经有了可观的积累,这时就开始了噬菌体病毒粒结构的装配工作。把复制出来的一个个DNA包装入一个个的头壳内,于是形成了噬菌体完整的头部,与此同时,尾和尾丝结构的产生也已经分别启动了。

这时,已经形成的完整的头部与尾部连接,尾丝则陆续地被连接到尾板上,于是就产生了一个完整的感染性噬菌体颗粒。这种颗粒在感染后12分钟左右即可被电子显微镜观察到。噬菌体颗粒在细菌细胞内还会持续积蓄25~30分钟。当这个周期终结的时候,就会在细菌细胞内合成一种溶菌酶。溶菌酶合成之日,即是细菌裂解之时,随后积蓄在细胞内的无数成熟噬菌体便从细胞里蜂拥而出。整个过程一共需要30分钟。

至于核酸为RNA和单链DNA的噬菌体,它们的复制过程就是另一种独特的过程了。而那些线状噬菌体增殖产生的子代可不裂解宿主细菌而直接从细胞里游离出来。

4.烈性噬菌体和温和性噬菌体

噬菌体DNA注入宿主细菌后,立刻进入营养状态,并在极短的时间内迅速地完成噬菌体的增殖周期,而爆发复制传染,这类噬菌体人们称为烈性噬菌体。此外还有一类噬菌体,在感染了细菌后并没有选择上述增殖的途径,而是把它的DNA整合到细菌染色体中,成为前噬菌体状态。这个时候,我们即使用上了任何方法,在细菌内反复检察,也找不出任何噬菌体颗粒存在的迹象。

前噬菌体则随着细菌染色体复制而往细菌的后代传递。如此衍生的每一个菌株,它上面的每一个细菌染色体都带有这种前噬菌体结构,这种细菌被称为溶原性菌,这类噬菌体则被称为温和性噬菌体。

因此,一个细菌细胞被温和性噬菌体感染后可出现两种反应,即裂解性反应和溶原性反应。在被温和性噬菌体感染的细菌中,总有一部分会不幸地被裂解死亡,另一部分则比较幸运地被溶原化,而那些溶原化的细菌会安然的存活下来并继续生长。

温和性噬菌体种类极多,而且同一菌株也可被多种不同的噬菌体同时溶原化。

温和性噬菌体与烈性噬菌体在遗传上也表现出了一个显著的不同点。温和性噬菌体具有能编码合成一种称为阻遏体蛋白的基因,这种阻遏体蛋白能阻止噬菌体进行所有有关增殖基因的表达,使噬菌体不能进入上述的营养状态;前噬菌体在细菌的染色体上不能增殖,因此细菌细胞也不会因此而发生裂解,而成为溶原性细菌。另外还有一些基因调节控制阻遏性的合成,以维持稳定的溶原状态。如果突然有一天,阻遏体蛋白的活性的水平突然降低到不足以维持溶原状态的程度,这时前噬菌体又可离开染色体进入增殖周期,这个细菌就会因为噬菌体在体内的增殖而发生裂解。这种现象经常在溶原菌的培养物中以较低的频率不断自发产生,如果对这个培养物加以特殊的人工诱导,就可使大多数溶原细菌产生出无数噬菌体而裂解。起诱导作用的因素有紫外线和多种射线以及其他致突变、致畸、致癌或抗癌的化学药物。阻遏体蛋白除了能阻遏前噬菌体的自己的基因组外,同样能阻遏后来进入溶原性菌的其他同型细菌病毒的基因组,使其不能在该菌内增殖。因此,被温和噬菌体感染的溶原性菌对同型噬菌体会呈现出一种特异的免疫现象。

溶原性菌除了具有产生噬菌体的潜力和对相关噬菌体的免疫性之外,有时还会伴有一些其他性状的变化。这个性状上的变化称为溶原性转换。现在知道很多菌类的不同性状受到溶原性的影响。例如,白喉杆菌产生出异常的毒素是由于其前噬菌体带有毒素蛋白的结构基因所致;金黄色葡萄球菌某些奇特的溶血素的产生与它的溶原性有关;沙门氏杆菌、痢疾杆菌等抗原结构也与溶原性有关。

如果溶原性细菌的染色体,在某种特殊的情况下,切除了前噬菌体,而这被根除了的前噬菌体如果在细胞内未能再次进入营养状态,那么它就不会增殖,宿主细菌也不会裂解,将仍继续生存和繁殖。这时宿主细菌再衍生的菌株就失去了前噬菌体和溶原性,它被称为复疗菌株。因溶原化而被替换了的某些性状也会随着溶原性的复疗而恢复。

同类推荐
  • 净化心灵的童话故事(阅读故事享受快乐丛书)

    净化心灵的童话故事(阅读故事享受快乐丛书)

    《阅读故事享受快乐丛书:净化心灵的童话故事》用平实生动、明白浅近的语言阐发深刻的生活道理,给孩子的成长以启迪。让他们尽早地感悟世界、用自己的眼光观察世界,从而形成正确的世界观和人生观,健康成长。相信这些饱含智慧的故事足以影响他们的一生。
  • 富兰克林的故事

    富兰克林的故事

    富兰克林是一位杰出的人物。他的头上有诸多光环,如科学家、物理学家、发明家、政治家、社会活动家等。 这部传记记载了富兰克林的传奇人生和丰富经历。他那富有转折性的人生经历给了我们太多太多的启示和鼓励。从富兰克林身上,我们可以学习到很多很多,他的坦诚,他的勤奋,他的执着,他的负责,还有他对民众深沉的爱。
  • 和睦和谐(中华美德)

    和睦和谐(中华美德)

    中华美德的形成和发展历经五千年,内容博大而精深。中国是文明古国、礼仪之邦,重德行、贵礼仪。自古以来,中华传统美德始终是中华民族赖以生存的道德根基和思想基础,是中华民族发展的精神支柱和文化动力。《易经》中所说的“积善之家,必有余庆”。也有俗话说:“家和万事兴”、“万事和为贵”、“和气生财”。随便一数,跟“和”有关的名言警句数不胜数。中国也提出“和平发展”之路。本书就是收录有关“和睦和谐”的故事,将“和”的思想发扬光大。
  • 青少年应该知道的天气和气候

    青少年应该知道的天气和气候

    本书从天气气候的成因说起,涉及它的各个类型、分类以及各地的特征等,而最后介绍的有关天气气候的小知识。
  • 影响中国学生的经典智慧故事 之八

    影响中国学生的经典智慧故事 之八

    智慧具有传承性,本套图书精选智慧故事、内容丰富、故事精彩,为广大学生增加智慧提供了一条路径。
热门推荐
  • 弄焰师

    弄焰师

    祖训:艾家子孙必须毕其一生钻研法诀“弄焰诀”!拥有着无可复制的职业,原本是让无数人羡慕的命运。不过,如果这个职业带给他的只是屈辱呢?被认为是魔法师耻辱的弄焰师,在暗涛汹涌的塔罗大陆将何去何从?代代相传的“弄焰诀”究竟又隐藏了什么秘密?新人新书《弄焰师》将为你慢慢道来。
  • 天行堂

    天行堂

    明朝嘉靖年间,三千锦衣卫中有个特殊的部门:天行堂!为宫廷档案中完全被隐藏的神秘机构。该部门专为一心向道的嘉靖帝四处探访神仙踪迹,调查发生在神州大陆的各种神秘诡异事件,从而扑捉个中碎片,为嘉靖帝发掘长生之术!
  • 欧巴丶你是我的

    欧巴丶你是我的

    等到的却又从手缝中流失,不知道从何选择,如果命运可以从来,还是会选择他,要怪就怪命运捉弄人,来得太突然,失去得也太突然,或者这就是命,一个是深爱的人,另一个是守护的骑士,纪静希无从下手,等到那个深爱的他在生命中消逝的时候,才知道,自己心中最爱的是谁,可是那个他已经不在了,而默默守护的骑士又怎么办?
  • 重生之宇宙男神系统

    重生之宇宙男神系统

    少年非套路穿越,附身豪门独子身上,奇异获得神级系统,且看少年如何走上人生顶峰。
  • 王座之光

    王座之光

    你可知道教的“昆仑”佛教的“婆娑世界”教庭的“天堂”黑暗议会的“地狱”从何而来,而世界的神话传说怎么出现,世界的真实真如同你平时看到的一样?,当一道流光划过后,和平常不一样的世界在何小兵面前徐徐展开。都市超能类,主角不会一出来就无限装逼打脸,等级慢慢升,实力慢慢提高,但也不会被踩,慢热都市文(提示前方高能,吊丝必看-,-本人第一本书请相信我会写的越来越好,漏洞什么的后期后修改的,请大家积极指出不足,本人一定会改,求支持)
  • 浪霸

    浪霸

    何天浩与女朋友分手后,来到一个陌生的城市,只想找份简单的工作,过平凡的生活,做个游戏花丛的情场浪子!不过当他遇到一个诡异猥琐的老头后,他的生活轨迹慢慢偏离了方向······帮会争斗,江湖恩仇,奇功异能这些本不该在他生活中出现的东西,却渐渐占据了他的生活······情场浪子,霸业天下!
  • 惹上一群妖孽:坐拥七夫

    惹上一群妖孽:坐拥七夫

    她是现代刺客,专做杀人生意。一朝穿越,邪魅妖娆,睿智腹黑,笑看妖魔人三界!烟雨魅:除了善良、热心、正义感之外的所有反面性情。格言:顺我者昌,逆我者亡!烟雨妖、烟雨娆:双生花,痴情阴柔。等待千年,只为那千年前守护他们的女子,今生永不离弃。重楼:魔王,腹黑邪魅,早在第一眼见到她时便扬言她是他的女人,就算血流成河,也要得到她!断情:九尾狐王,无情冷血,却被那脸皮极厚的女人给缠上了,既然霸上了他,就别想在吃干抹净后闪人!
  • 我愿倾城

    我愿倾城

    人依城而活。更多的人倾其一生去筑造一座可供自己栖身的城池。这座城池承载了他们太多脆弱而需要守护的东西。然而它也可能困住你的步伐。那有多少人敢于去拆毁那些城池?有人生于乱世,愿倾城。跟随一个少年,遇见一些人,一些城,见证他们爱与恨的故事。(看腻了爽文打打杀杀想看点清淡的不妨点进来看看,这里有足够俗套的爱情亲情友情。)
  • 叶子的泪滴

    叶子的泪滴

    望着范俊波的背影,叶子走了,提着简单的行李,进入新学校的她却碰到了学校的霸王赵明浩。是缘分使然,还是天生的冀盼。她迷失在了两人之间,一句分手斩断了情缘。多年后,再次见面,却回不到从前。
  • 爬行人

    爬行人

    选自福尔摩斯探案故事集,包括《爬行人》《红发会》《蓝宝石案》等多篇脍炙人口的短篇小说。小说结构严谨,情节离奇曲折、引人人胜。作者塑造的文学形象个性鲜明,写作中把病理学、心理学等融人到侦探艺术中,形成了侦探小说独特的风格。