噬菌体简历
PHAGERESUME
个人信息
姓名:噬菌体
年龄:岁
籍贯:地球
个人介绍噬菌体(bacteriophage,phage)是感染细菌、真菌、藻类、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称,因部分能引起宿主菌的裂解,故称为噬菌体。
噬菌体与细菌的关系
生物间的关系既相生也相克,所谓一物降一物、卤水点豆腐。大象这个庞然大物,偏偏最怕小老鼠;细菌可以吃动物的肉,当然也有以细菌为食的小伙伴,那就是噬菌体,一种专门“吃”细菌的病毒。还有很多人可能分不清病毒与细菌的关系,有些疾病是由细菌引起的,比如鸡白痢或鸡伤寒;而有些疾病是由病毒引起,比如禽流感与新城疫,它们的致病机理是完全不一样的。
噬菌体结构
乍一看它的形状挺复杂,包含头部、颈环、尾鞘、尾管、基板、刺突与尾丝等,其实它们仅是由两结构——核酸和外壳,衍生而成,核酸记载噬菌体生命遗传信息,指导噬菌体生命延续蛋白的合成及各功能结构体形成,而外壳是可用来保护核酸信息的。
入侵细菌指南
那么它们是如何侵染细菌的呢?首先我们得明白一件事情——噬菌体本身是没有任何动力的,它只会在溶液环境中布朗扩散,要想抓住细菌,就必须有相应的结构才行,那六根可爱的小腿就是这个作用,它上面具有吸附细菌壁膜外层的能力的蛋白分子,当触及细菌要浸“吃”它时,是先用其粘捉住细菌的。
在其尾部我们可以看到一个叫刺突的结构,上面特定分子能将细菌的保护层剥开,将封闭在头部的核酸注入细菌内部。
噬菌体核酸进入细菌后,立即“偷用”细菌核糖体及蛋白合成原料合成属于它自己的蛋白质,以组成噬菌体的外壳及其它功能结构,不仅如此,核酸还会“偷”走细菌核酸制造原料实现核酸的自我复制,进一步这些合成核酸及外壳结构会按照既定程序装配成完整的噬菌体。需强调的是噬菌体蛋白、核酸合成及噬菌体组装是同时进行的,一定时间后,细菌内部充满了众多新形成噬菌体及新合成物质,一定程度后细菌死亡其外壳也崩溃,内部的噬菌体一哄而散,来到环境之中,继续感染其它细菌。以上即为噬菌体感染细菌实现自我繁殖完整生命周期。
噬菌体繁殖复制的速度是是区分噬菌体类型的关键,如果复制速度快引起细菌暴发性死亡,这类噬菌体即为烈性噬菌体,而如果复制得比较慢不引起细菌死亡,即会形成类似寄生的关系了,这一类噬菌体即为温和型噬菌体。
一种有用的病毒--噬菌体
对抗细菌病的历史
年
英国伦敦弗德里克·特沃特发现噬菌体能够杀死细菌的现象。同年8月,加拿大医学细菌学家费利克斯·德赫雷尔把这些病毒称为噬菌体。
年
发现溶菌酶。
年-21世纪
发现青霉素。本来这些新发现,加上微生物之间的生态竞争效应,综合运用足以控制病原菌的传染。但是抗生素具有简单而得天独厚的优势,一枝独秀!
抗生素的集中发现和其在现代医学广泛使用,使人类寿命显著延长,细菌感染得到有效控制。但另一方面,抗生素的过度使用,导致了细菌耐药性、毒副作用和畜产品残留,大大削弱了抗生素的医学价值,引发全球性反思和对耐药性控制的技术探索。更为重要的是,抗生素显著的化学特点,使人类形成“药物”的思维定势、标准化概念和特定的管理模式,对于疫苗、微生态制剂和噬菌体这些更具生态特点的“新药物”,缺乏理论、实践和负面防范的探索和应对。
21世纪至今
一个世纪以来,发现较早的噬菌体没有抗生素应用那样成熟、广泛,但与抗生素并行不悖,研究不绝如缕,人类已经对噬菌体的生物学性质、噬菌体与细菌宿主、与动植物宿主的相互作用有所认识了。噬菌体走向成熟产业还有很长的路要走,除了类似抗生素的药代学、药效学、毒理、发酵、纯化、制剂的研究外,可能最大的困难是:噬菌体具有更强的生态学性质,裂解性噬菌体和溶原性噬菌体的差异和转换、噬菌体与宿主菌共存共进化关系、噬菌体的变异和丰富种类。噬菌体的变化是优势也是难题,比抗生素容易研发但不容易管理和控制。噬菌体的巨大储量是难题也是优势,但是近期中国学者在脊椎动物、无脊椎动物的病毒组的重大发现,刷新了人类对病毒(大部分应该是噬菌体)种类和数量的认识,为发现新的微生物,研究噬菌体组与细菌组的互作提供了思路和方法。噬菌体组的挖掘和生态学的思维有助于人类利用和控制噬菌体。
自我评价
食性专一
有严格的宿主特异性,一般只感染某种特定的细菌。
繁殖迅速
进入宿主后迅速繁殖,宿主裂解后继续寻找下一个宿主。
副作用少
目前还没有发现噬菌体具有明显的副作用。
作者
屈道起
图片
来源于网络
审核
佟庆东李国保
排版
杨贵花
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