汪曉琳

(浙江省平湖市當(dāng)湖高級(jí)中學(xué) 314200)

1 噬菌體如何侵染細(xì)菌

1.1 破壞生物被膜 細(xì)菌往往黏附在濕潤(rùn)的物體表面及其他組織的表面，菌體之間通過(guò)自身分泌的胞外物質(zhì)，包括胞外多糖、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、礦質(zhì)離子及細(xì)胞碎片相互黏連在一起，由此形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合體即為生物被膜[1]，生物被膜是細(xì)菌保護(hù)其自身免受外界不良環(huán)境侵害的一種特有的生命現(xiàn)象，同時(shí)也是細(xì)菌儲(chǔ)備養(yǎng)料及礦質(zhì)離子的“倉(cāng)庫(kù)”[2]。

噬菌體是能夠特異性侵染細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌和螺旋體的病毒的總稱(chēng)，該種病毒在1917年首次被發(fā)現(xiàn)。許多噬菌體能夠產(chǎn)生胞外多糖降解酶或者細(xì)胞溶解素，降解被膜菌的多糖物質(zhì)保護(hù)屏障，使噬菌體能夠到達(dá)細(xì)菌表面與膜受體結(jié)合，進(jìn)而裂解細(xì)菌[2]。

1.2 與細(xì)菌表面的受體結(jié)合 受體是指分子水平上的靶部位，通過(guò)與配體(噬菌體)的相互作用，在靶部位上結(jié)合某種物質(zhì)。這個(gè)靶部位可能在細(xì)胞膜上或細(xì)胞壁上，也可能在細(xì)菌附屬結(jié)構(gòu)或者在細(xì)胞里面的酶上。革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁由肽聚糖層和外膜組成，脂質(zhì)雙層、脂蛋白和脂多糖構(gòu)成外膜。脂多糖和外膜蛋白可作為噬菌體的受體，例如，T3、T4、T7、C21噬菌體的受體為脂多糖，T2和T6噬菌體的受體為外膜蛋白。

1.3 侵染過(guò)程 根據(jù)噬菌體對(duì)宿主菌的作用方式，可把噬菌體分為溶原性噬菌體和烈性噬菌體。溶原性噬菌體不會(huì)使細(xì)菌裂解，其自身不單獨(dú)復(fù)制。而是將其DNA整合到宿主菌的基因組中，并能夠隨著宿主菌的增殖傳給下一代。烈性噬菌體在感染細(xì)菌后，可在其細(xì)胞內(nèi)迅速增殖并使之裂解。烈性噬菌體的侵染過(guò)程主要包括：①吸附：噬菌體的吸附位點(diǎn)與細(xì)菌的受體位點(diǎn)可以互補(bǔ)結(jié)合，這是一種不可逆的特異性反應(yīng)；②注入：尾管具有溶菌酶活性，可降解細(xì)菌細(xì)胞壁并插入細(xì)菌體內(nèi)，同時(shí)收縮的尾鞘得以將核酸注入細(xì)菌體內(nèi)；③合成：在細(xì)菌解旋酶、DNA聚合酶的作用下，噬菌體的基因進(jìn)行自我復(fù)制；在細(xì)菌RNA聚合酶的作用下，噬菌體的基因被轉(zhuǎn)錄形成相應(yīng)的RNA分子，利用細(xì)菌核糖體翻譯出噬菌體蛋白質(zhì)；④組裝：將噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)進(jìn)行裝配；⑤裂解：當(dāng)子代噬菌體的數(shù)目達(dá)到一定量后，細(xì)菌會(huì)被裂解，釋放出新合成的子代噬菌體。

2 小結(jié)拓展

縱觀整個(gè)噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程，沒(méi)有涉及細(xì)胞膜的選擇透性。噬菌體的吸附蛋白和細(xì)菌表面受體之間發(fā)生了牢固的化學(xué)鍵反應(yīng)，同時(shí)伴隨有噬菌體結(jié)構(gòu)上的顯著變化，該過(guò)程體現(xiàn)了病毒與細(xì)胞受體之間的特異性結(jié)合。

所謂病毒的細(xì)胞受體，是指能夠與病毒吸附蛋白產(chǎn)生特異性結(jié)合，介導(dǎo)病毒侵入細(xì)胞，啟動(dòng)病毒感染的特殊性細(xì)胞表面位點(diǎn)。病毒受體是引發(fā)宿主受病毒感染的主要決定因素。宿主的組織及細(xì)胞表面特定受體是決定病毒入侵途徑、擴(kuò)散方式及決定宿主發(fā)病特點(diǎn)的主要因素。從生物學(xué)角度講，生物體細(xì)胞并沒(méi)有為病毒的入侵提供專(zhuān)門(mén)的受體，病毒可以利用細(xì)胞膜表面的正常成分或者細(xì)胞外基質(zhì)作為其入侵的受體，這些正常成分通常是糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖。病毒將以上這些細(xì)胞表面的糖結(jié)合物作為黏附受體與之結(jié)合[3]。

噬菌體是否能夠裂解宿主菌取決于噬菌體能否通過(guò)生物被膜接觸到菌體并與細(xì)菌表面的膜受體結(jié)合。如果噬菌體能夠產(chǎn)生胞外多糖降解酶或細(xì)胞溶解素，通過(guò)它們對(duì)生物被膜中多糖組分的降解，迅速破壞生物被膜，則噬菌體能夠順利入侵細(xì)菌；否則，可能會(huì)形成噬菌體和宿主菌在生物被膜中共生的狀態(tài)。