噬菌體的噬菌機理及侵染過程

【資料簡介】

噬菌機理

　　噬菌體  顆粒感染一個細菌細胞后可迅速生成幾百個子代噬菌體顆粒，每個子代顆粒又可感染細菌細胞，再生成幾百個子代噬菌體顆粒。如此重復只需4次，一個噬菌體顆粒便可使幾十億個細菌感染而死亡。當把細菌涂布在培養基上，長成一層菌苔時，一個噬菌體感染其中一個細菌時，便會同上面所說的那樣，把該細菌周圍的成千上萬個細菌感染致死，在培養基的菌苔上出現一個由于細菌被噬菌體裂解后造成的空斑，這便稱為噬菌斑（plaque）。每一噬菌體除了能使宿主細菌裂解死亡外，還有一些噬菌體感染細菌后，并不使細胞死亡，稱為溶原性噬菌體，這些噬菌體感染細菌后，將其自身的基因組整合進宿主細胞的基

因組，此時，這種宿主細菌稱為溶原性細菌。溶原性細菌內存在的整套噬菌體DNA基因組稱為原噬菌體（prophage），溶原性細菌不會產生許多子噬菌體顆粒，也不會裂解；但當條件改變使溶原周期終止時，宿主細胞就會因原噬菌體的增殖而裂解死亡，釋放出許多子代噬菌體顆粒。

侵染過程

　　一個典型的噬菌體的侵染細菌的過程，可以分為三個階段：感染階段、增殖階段和成熟階段。

 

　　感染階段：噬菌體侵染寄主細胞的*步是“吸附”，即噬菌體的尾部附著在細菌的細胞壁上，然后進行“侵入”。噬菌體先通過*的作用在細菌的細胞壁上打開一個缺口，尾鞘像肌動球蛋白的作用一樣收縮，露出尾軸，伸入細胞壁內，如同注射器的注射動作，噬菌體只把頭部的DNA注入細菌的細胞內，其蛋白質外殼留在壁外，不參與增殖過程。

 

　　增殖階段：噬菌體DNA進入細菌細胞后，會引起一系列的變化：細菌的DNA合成停止，酶的合成也受到阻抑，噬菌體逐漸控制了細胞的代謝。噬菌體巧妙地利用寄主（細菌）細胞的“機器”，大量地復制子代噬菌體的DNA和蛋白質，并形成完整的噬菌體顆粒。噬菌體的形成是借助于細菌細胞的代謝機構，由本身的核酸物質操縱的。據觀察，當噬菌體侵入細菌細胞后，細菌的細胞質里很快便充滿了DNA細絲，十分鐘左右開始出現完整的多角形頭部結構。噬菌體成熟時，這些DNA高分子聚縮成多角體，頭部蛋白質通過排列和結晶過程，把多角形DNA聚縮體包圍，然后頭部和尾部相互吻合，組裝成一個完整的子代噬菌體。

 

　　成熟階段：噬菌體成熟后，在潛伏后期，溶解寄主細胞壁的*逐漸增加，促使細胞裂解，從而釋放出子代噬菌體。在光學顯微鏡下觀察培養的感染細胞，可以直接看到細胞的裂解現象。T2噬菌體在37 ℃下大約只需四十分就可以產生100～300個子代噬菌體。子代噬菌體釋放出來后，又去侵染鄰近的細菌細胞，產生子二代噬菌體。