1. 烈性噬菌體是指凡在短時(shí)間內能連續完成吸附、侵入、增殖、裝配、裂解這五個(gè)階段而實(shí)現其繁殖的噬菌體。烈性噬菌體進(jìn)入菌體后就改變宿主的性質(zhì),使之成為制造噬菌體的工廠(chǎng)大量產(chǎn)生新的噬菌體,最后導致菌體烈解死亡。
2. 溫和噬菌體是指凡吸附并侵入細胞后,噬菌體的 DNA 只整合在宿主的核染色體組上,并可長(cháng)期隨宿主 DNA 的復制而進(jìn)行同步復制,因而在一般情況下不進(jìn)行增殖和引起宿主細胞裂解的噬菌體。
3. 噬菌斑:由于噬菌體的作用而使布滿(mǎn)細菌細胞的菌苔上,出現肉眼可見(jiàn)的一個(gè)個(gè)透亮的小圓斑。
4. 噬菌體效價(jià):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(cháng)曲線(xiàn)
從前面可知,噬菌體的繁殖過(guò)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(gè)被感染細胞釋放出來(lái)的新個(gè)體數量可通過(guò)一步生長(cháng)曲線(xiàn)來(lái)測定。
一步生長(cháng)曲線(xiàn)是指能定量描述烈性噬菌體生長(cháng)規律的實(shí)驗曲線(xiàn)。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(shí)間。以離心術(shù)或加入抗病毒血清除去過(guò)量的游離噬菌體,把經(jīng)過(guò)上述處理的菌懸液進(jìn)行高倍稀釋?zhuān)悦獍l(fā)生第二次吸附和感染,致使每個(gè)菌體只含有一噬菌體,培養后每隔一定時(shí)間取樣,接種于敏感菌培養物中培養,通過(guò)固體培養物表面噬菌斑的多少,就可測知每個(gè)噬菌體感染細菌后釋放的新的噬菌體數目,再以培養時(shí)間為橫座標,以噬菌斑數為縱座標作圖,繪成的曲線(xiàn)即為噬菌體的一步生長(cháng)曲線(xiàn)。
一步生長(cháng)曲線(xiàn)可分為三個(gè)時(shí)期:①潛伏期是指菌體的核酸侵入宿主細胞后至第一個(gè)噬菌體粒子裝配前的一段時(shí)間。②裂解期是指溶液中噬菌體粒子急劇增多的一段時(shí)間。③穩定期溶液中噬菌體總數達到最高點(diǎn)后的時(shí)期。
二、溶源性
溶源性是溫和噬菌體侵入宿主細胞后產(chǎn)生的一種特性。當溫和噬菌體侵入宿主細胞后,其 DNA 隨著(zhù)宿主細胞的 DNA 復制而復制,但噬菌體的蛋白質(zhì)不能合成,宿主細胞也不裂解,繼續進(jìn)行正常的分裂,但在偶爾情況下,某一代其中有一個(gè)宿主細胞發(fā)生裂解釋放出新的子代噬菌體,而在這許多代不發(fā)生裂解的宿主細胞中又檢查不到噬菌體,但它們都具有產(chǎn)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(tài)上可見(jiàn)的噬菌體粒子的宿主細菌叫溶源性細菌。
附著(zhù)或融合在溶源性細菌染色體上的溫和噬菌體的核酸稱(chēng)為原噬菌體或前噬菌體。
溶源性細菌的基本特性:
①自發(fā)裂解 在沒(méi)有任何外來(lái)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復活動(dòng),進(jìn)行大量的復制成為營(yíng)養噬菌體核酸,并接著(zhù)成熟為噬菌體粒子,引起宿主細胞裂解。
②誘發(fā)裂解 用某些適量的理化因子如紫外線(xiàn)、絲裂霉素 C 等處理溶源性細菌能導致原噬菌體活化,產(chǎn)一生具有感染力的噬菌體粒子,結果使整個(gè)細胞裂解并釋放出大量噬菌體。
③免疫性 溶源性細菌對其本身產(chǎn)生的噬菌體或外來(lái)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復愈性 溶源性細胞有時(shí)消失了其中的原噬菌體,變成非溶源性細胞,這時(shí)即不發(fā)生自發(fā)裂解也不發(fā)生誘發(fā)裂解。
⑤溶源轉變 如白喉桿菌只有在含有特定的原噬菌體才能產(chǎn)生白喉毒素引起被感染機體發(fā)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(遇溶源菌裂解后所釋放的溫和噬菌體會(huì )發(fā)生裂解性生活周期者)相混合,然后加至瓊脂培養基中倒平板。過(guò)一段時(shí)間后溶源菌就長(cháng)成菌落。由于在溶源菌分裂過(guò)程中有極少數個(gè)體會(huì )發(fā)生自發(fā)裂解,其釋放的噬菌體可不斷侵染溶源菌菌落周?chē)闹甘揪,所以?huì )產(chǎn)生一個(gè)個(gè)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(tài)存在:
1. 游離態(tài):指已成熟釋放并具有侵染性的游離噬菌體;
2. 融合態(tài):指整合在宿主核染色體上處于前噬菌體的狀態(tài);
3. 營(yíng)養態(tài):指前噬菌體經(jīng)外界理化因子誘導后,脫離宿主核基因組而處于積極復制和裝配的狀態(tài)。
三、噬菌體的分離培養
噬菌體是超顯微的微生物,在光學(xué)顯微鏡下不能看見(jiàn),在人工培養基上又不能生長(cháng),那么如何檢測有無(wú)噬菌體的存在呢?
通過(guò)所學(xué)的有關(guān)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(fā)現它。
2. 噬菌體侵染宿主細胞后引起裂解,可通過(guò)觀(guān)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。
噬菌體廣泛存在于自然界,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
由于噬菌體的某些生物學(xué)特性,使其在人類(lèi)的生產(chǎn)實(shí)踐和生物學(xué)基礎理論研究中都有一定階值?筛爬橐韵聨讉(gè)方面:
①用于鑒定未知菌;
②用于臨床,治療某些傳染性疾;
③檢驗植物病原菌;
④測定輻射量;
⑤是研究分子生物學(xué)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(huì )給人類(lèi)生產(chǎn)帶來(lái)極大的危害。如抗生素工業(yè)、微生物農藥、有機溶劑發(fā)酵工業(yè)普遍存在著(zhù)噬菌體的危害,當發(fā)酵過(guò)程中污染了噬菌體后,輕者使發(fā)酵周期延長(cháng),發(fā)酵單位降低;重則造成倒罐,釀成經(jīng)濟損失。預防噬菌體污染的措施主要有:
①決不使用可疑的菌種;
②嚴格保持環(huán)境衛生;
③決不排放或隨便丟棄活菌液;
④噬菌體會(huì )給人類(lèi)生產(chǎn)帶來(lái)極大的危害。如抗生素工業(yè)、微生物農藥、有機溶劑發(fā)酵工業(yè)普遍存在著(zhù)噬菌體的危害,當發(fā)酵過(guò)程中污染了噬菌體后,輕者使發(fā)酵周期延長(cháng),發(fā)酵單位降低;重則造成倒罐,釀成經(jīng)濟損失。
預防噬菌體污染的措施主要有:
①決不使用可疑的菌種;
②嚴格保持環(huán)境衛生;
③決不排放或隨便丟棄活菌液;
④注意通氣質(zhì)量;
⑤加強管道及發(fā)酵罐的滅菌;
⑥不斷篩選抗性菌種,并經(jīng)常輪換生產(chǎn)菌種。
如果預防不成,一旦發(fā)現噬菌體污染時(shí),要及時(shí)采取合理措施。如:①盡快提取產(chǎn)品;②使用藥物抑制,加入草酸鹽、檸檬酸銨等螯合劑(抑制噬菌體的吸咐和侵入)或加入金霉素、四環(huán)素等抗生素(抑制噬菌體的增殖或吸附);③及時(shí)改用抗噬菌體生產(chǎn)菌株。
上一篇:病 毒
下一篇: 亞病毒