Размножение фага

Об основных механизмах размножения фага внутри клетки известно очень мало. Как обычно, когда знания скудны, гипотезы многочисленны. Мы но будем рассматривать эти гипотезы, а лишь вкратце опишем те уже известные процессы, которые происходят во время размножения фагов, родственных фагу Т2.

Интересные данные получены в результате изучения кривых, отражающих зависимость выживания инфицированных бактерий от дозы ультрафиолетового или рентгеновского облучения (Луриа и Латарже, 1947). Способность к образованию стерильных пятен у инфицированных бактерий тотчас же после адсорбции фага так же подавляется ультрафиолетовыми лучами, как и аналогичная способность неадсорбированного фага. Однако через несколько минут после адсорбции инфицированные бактерии приобретают значительную устойчивость. Возможно, что это заметное повышение устойчивости связано с первым актом воспроизводения нуклеиновой кислоты фага внутри клетки - хозяина. Кривые инактивации носят экспоненциальный характер в течение почти всей первой половины латентного периода, а затем внезапно они приобретают вид многоударных. Вероятно, во время первой половины латентного периода число незрелых вирусных частиц в клетке невелико, а затем среднее число таких частиц на инфицированную клетку-хозяина быстро возрастает. Во время начального периода покоя вид инфицированной бактерии заметно изменяется, «ядерные тельца» распадаются и хроматин перемещается к периферии клетки. Примерно в середине латентного периода клетка начинает наполняться зернистым хроматином (Луриа и Хьюмен, 1950).

Представляет также интерес химическое исследование инфицированных бактерий во время латентного периода. После адсорбции фага деление клетки прекращается. Синтез некоторых адаптивных ферментов подавляется, но энергетический обмен продолжается, о чем свидетельствует дыхание клетки (Коэн, 1949). Синтез РНК почти прекращается; синтез белка продолжается. Синтез бактериальной ДНК прекращается и после короткого лаг - периода начинается синтез фаговой ДНК. Синтез белка фага ДНК продолжается до тех пор, пока не наступит лизис бактерий (Херши, Гарен, Фрейзер и Хьюдис, 1954).

Еще одно направление исследований процесса внутриклеточного размножения фага состоит в следующем: на протяжении латентного периода через соответствующие промежутки времени синтез вируса останавливают путем замораживания или действия на обмен веществ такими ядами, как цианиды. Затем посредством вторичного воздействия фага или ультразвуковых колебаний лизируют инфицированные клетки и определяют в лизате среднее число зрелых фаговых частиц на одну инфицированную клетку - хозяина. Таким путем было найдено, что в первой половине латентного периода внутри клеток отсутствуют зрелые инфекционные фаговые частицы. Затем почти до момента лизиса число зрелых фаговых частиц представляет собой линейную функцию времени (Дёрман, 1952).

При этом следует различать два типа фаговых частиц — зрелые, или инфекционные, частицы, и незрелые, неинфекционные, вегетативные частицы. Зрелая фаговая частица — это типичная внеклеточная стадия, которую испытывают по ее способности вызывать образование стерильных пятен. Незрелая, или вегетативная, фаговая частица — это внутриклеточная стадия, которая размножается и потенциально способна продуцировать зрелые фаговые частицы, но ее не удается обнаружить путем подсчета пятен, так как она неинфекционна.

Из этих наблюдений можно сделать следующие выводы о раз-множении фага:

1. Фаговая частица адсорбируется на поверхности клетки - хозяина.

2. Некоторые необходимые для воспроизведения компоненты фага проникают в клетку, другие же сохраняются на ее поверхности. Таким путем фаговые частицы переходят из зрелого состояния в вегетативное.

3. Клетка - хозянн перестает делиться, в. ней прекращаются некоторые реакции синтеза и происходят выраженные цитологические изменения.

4. Начинается синтез фагового белка и фаговой ДНК;

кривые, характеризующие инактивацию облучением, приобретают тип многоударных, тем самым указывая на начало размножения фага.

5. Приблизительно в середине латентного периода начинается превращение незрелых фаговых частиц в зрелые, и число инфекционных фаговых частиц на одну клетку возрастает до момента наступления лизиса клетки.

Следует отметить, что это описание относится исключительно к фагу Т2 и родственным ему фагам кишечной палочки. Для других фагов этапы цикла размножения могут быть совершенно иными. Много дополнительных сведений о размножении бактериофагов получено путем изучения условий питания, в опытах с мечеными атомами, а также путем генетического анализа, о чем будет сообщено в соответствующих главах.

~1~ ~2~ ~3~ ~4~ ~5~ ~6~ ~7~ ~8~ ~9~ ~10~ ~11~ ~12~ ~13~ ~14~ ~15~