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烈性噬菌體和溫和噬菌體



錄入時間:2010-8-30 9:24:37 來源:青島betway必威西汉姆联

1. 烈性噬菌體是指凡在短時間內能連續完成吸附、侵入、增殖、裝配、裂解這五個階段而實現其繁殖的噬菌體。烈性噬菌體進入菌體後就改變宿主的性質,使之成為製造噬菌體的工廠大量產生新的噬菌體,最後導致菌體烈解死亡。
2. 溫和噬菌體是指凡吸附並侵入細胞後,噬菌體的 DNA 隻整合在宿主的核染色體組上,並可長期隨宿主 DNA 的複製而進行同步複製,因而在一般情況下不進行增殖和引起宿主細胞裂解的噬菌體。
3. 噬菌斑:由於噬菌體的作用而使布滿細菌細胞的菌苔上,出現肉眼可見的一個個透亮的小圓斑。
4. 噬菌體效價:每毫升試樣中所含的侵染性的噬菌體粒子數,也即噬菌斑形成單位數。
 
一、一步生長曲線
    從前麵可知,噬菌體的繁殖過程與細胞型生物完全不同。其繁殖速率大大提高了。平均每個被感染細胞釋放出來的新個體數量可通過一步生長曲線來測定。
    一步生長曲線是指能定量描述烈性噬菌體生長規律的實驗曲線。將高濃度的敏感菌培養物與適量相應的噬菌體懸液相混合一定時間。以離心術或加入抗病毒血清除去過量的遊離噬菌體,把經過上述處理的菌懸液進行高倍稀釋,以免發生第二次吸附和感染,致使每個菌體隻含有一噬菌體,培養後每隔一定時間取樣,接種於敏感菌培養物中培養,通過固體培養物表麵噬菌斑的多少,就可測知每個噬菌體感染細菌後釋放的新的噬菌體數目,再以培養時間為橫座標,以噬菌斑數為縱座標作圖,繪成的曲線即為噬菌體的一步生長曲線。
    一步生長曲線可分為三個時期:①潛伏期是指菌體的核酸侵入宿主細胞後至第一個噬菌體粒子裝配前的一段時間。②裂解期是指溶液中噬菌體粒子急劇增多的一段時間。③穩定期溶液中噬菌體總數達到最高點後的時期。
 
二、溶源性
    溶源性是溫和噬菌體侵入宿主細胞後產生的一種特性。當溫和噬菌體侵入宿主細胞後,其 DNA 隨著宿主細胞的 DNA 複製而複製,但噬菌體的蛋白質不能合成,宿主細胞也不裂解,繼續進行正常的分裂,但在偶爾情況下,某一代其中有一個宿主細胞發生裂解釋放出新的子代噬菌體,而在這許多代不發生裂解的宿主細胞中又檢查不到噬菌體,但它們都具有產生成熟噬菌體粒子的潛在能力。人們把溫和噬菌體侵入宿主細菌所引起的這種特性叫做溶源性。
    含有溫和噬菌體的 DNA 而又找不到形態上可見的噬菌體粒子的宿主細菌叫溶源性細菌。
    附著或融合在溶源性細菌染色體上的溫和噬菌體的核酸稱為原噬菌體或前噬菌體。
溶源性細菌的基本特性:
①自發裂解 在沒有任何外來噬菌體感染的情況下,極少數溶源細胞中的原噬菌體偶爾也可恢複活動,進行大量的複製成為營養噬菌體核酸,並接著成熟為噬菌體粒子,引起宿主細胞裂解。
②誘發裂解 用某些適量的理化因子如紫外線、絲裂黴素 C 等處理溶源性細菌能導致原噬菌體活化,產一生具有感染力的噬菌體粒子,結果使整個細胞裂解並釋放出大量噬菌體。
③免疫性 溶源性細菌對其本身產生的噬菌體或外來的同源噬菌體不敏感。這此噬菌體雖可入溶源性細菌,但不能增殖,也不導致溶源性細菌裂解。
④複愈性 溶源性細胞有時消失了其中的原噬菌體,變成非溶源性細胞,這時即不發生自發裂解也不發生誘發裂解。
⑤溶源轉變 如白喉杆菌隻有在含有特定的原噬菌體才能產生白喉毒素引起被感染機體發病。
    在自然界中溶源菌是普遍存在的,那如何檢驗溶源菌呢?具體方法是將少量溶源菌與大量的敏感性批示菌(遇溶源菌裂解後所釋放的溫和噬菌體會發生裂解性生活周期者)相混合,然後加至瓊脂培養基中倒平板。過一段時間後溶源菌就長成菌落。由於在溶源菌分裂過程中有極少數個體會發生自發裂解,其釋放的噬菌體可不斷侵染溶源菌菌落周圍的指示菌菌苔,所以會產生一個個中央有溶源菌小菌落、四周有透明圈的特殊噬菌斑。
 
從上述內容可知溫和噬菌體可以三種狀態存在:
1. 遊離態:指已成熟釋放並具有侵染性的遊離噬菌體;
2. 融合態:指整合在宿主核染色體上處於前噬菌體的狀態;
3. 營養態:指前噬菌體經外界理化因子誘導後,脫離宿主核基因組而處於積極複製和裝配的狀態。
 
三、噬菌體的分離培養
    噬菌體是超顯微的微生物,在光學顯微鏡下不能看見,在人工培養基上又不能生長,那麽如何檢測有無噬菌體的存在呢?
    通過所學的有關特性便可判斷:
1. 噬菌體對宿主具高度的特異性,可利用敏感菌株去培養和發現它。
2. 噬菌體侵染宿主細胞後引起裂解,可通過觀察含有敏感菌株的瓊脂平板上是否有噬菌斑和液體培養基中培養物是否變清予判斷。
    噬菌體廣泛存在於自然界,凡有細菌的地方幾乎都有噬菌體。分離噬菌的方法與分離細菌方法相似,一般采用瓊脂平板稀釋法,所不同的是在培養基中,不但要有一般的培養物,而且還必須有生活的敏感菌作為噬菌體的培養基。
 
四、噬菌體的應用與防治
    由於噬菌體的某些生物學特性,使其在人類的生產實踐和生物學基礎理論研究中都有一定階值。可概括為以下幾個方麵:
①用於鑒定未知菌;
②用於臨床,治療某些傳染性疾病;
③檢驗植物病原菌;
④測定輻射量;
⑤是研究分子生物學的重要工具和理想材料,主要是作為基因工程的載體。
 
    噬菌體會給人類生產帶來極大的危害。如抗生素工業、微生物農藥、有機溶劑發酵工業普遍存在著噬菌體的危害,當發酵過程中汙染了噬菌體後,輕者使發酵周期延長,發酵單位降低;重則造成倒罐,釀成經濟損失。預防噬菌體汙染的措施主要有:
①決不使用可疑的菌種;
②嚴格保持環境衛生;
③決不排放或隨便丟棄活菌液;
④噬菌體會給人類生產帶來極大的危害。如抗生素工業、微生物農藥、有機溶劑發酵工業普遍存在著噬菌體的危害,當發酵過程中汙染了噬菌體後,輕者使發酵周期延長,發酵單位降低;重則造成倒罐,釀成經濟損失。
 
預防噬菌體汙染的措施主要有:
①決不使用可疑的菌種;
②嚴格保持環境衛生;
③決不排放或隨便丟棄活菌液;
④注意通氣質量;
⑤加強管道及發酵罐的滅菌;
⑥不斷篩選抗性菌種,並經常輪換生產菌種。
    如果預防不成,一旦發現噬菌體汙染時,要及時采取合理措施。如:①盡快提取產品;②使用藥物抑製,加入草酸鹽、檸檬酸銨等螯合劑(抑製噬菌體的吸咐和侵入)或加入金黴素、四環素等抗生素(抑製噬菌體的增殖或吸附);③及時改用抗噬菌體生產菌株。

 

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