Я познаю мир. Вирусы и болезни

С этого момента все меняется для бактериальной клетки. Вирус на время как бы исчезает. В клетке, куда проникла фаговая нуклеиновая кислота, не удается обнаружить никаких вирусных частиц. Более того, зараженная клетка выглядит совершенно нормальной. Но на самом деле жить ей осталось всего несколько минут. Под покровом клеточной стенки фаг начинает свое черное дело. Он заставляет все клеточные структуры работать на себя. Все ресурсы клетки отныне тратятся только на размножение фаговой ДНК, самой клетке уже ничего не достается. Белки образуются только фаговые, синтез клеточных компонентов совершенно подавлен или осуществляется лишь в той мере, в которой это нужно фагу. Многочисленные копии вновь образованной фаговой ДНК упаковываются в форме многогранника. Сверху они покрываются фаговым белком, и возникает зрелая фаговая головка с упакованной внутри нее ДНК. В другом месте клетки, в другом ее помещении налажено производство и сборка других фаговых белков, из которых образуется хвостовой отросток. Наконец, отростки и головки соединяются в полноценную фаговую частицу. Проникла в бактерию нуклеиновая кислота одной–единственной фаговой частицы, а теперь, через полчаса, их уже больше сотни. Им тесно, им пора покидать эту бактерию, с которой уже нечего взять. Вот только как это сделать? Бактерия мертва, но ее клеточная стенка все еще надежно удерживает взаперти многочисленное фаговое потомство.

Продольный разрез фага с пустой головкой: 1 – фибриллы, прикрепленные к головке;2 – "воротничок"; 3 – отросток;4 – канал, проходящий внутри отростка

И вновь приходит на помощь фаговый лизоцим. Он подгрызает клеточную стенку обреченной бактерии изнутри до тех пор, пока она достаточно не истончится и в конце концов не разорвется. Фаговое потомство выходит наружу и немедленно набрасывается на соседние бактерии, которые ожидает та же участь.

Такая инфекция называется продуктивной, а фаги, вызывающие продуктивную инфекцию – вирулентными.

Почему фаги не уничтожили до сих пор всех бактерий?

Потому что не всегда фаговая инфекция заканчивается столь печально для бактерии, возможны и иные исходы.

Во–первых, всегда найдется какая–нибудь паршивая, с точки зрения фага, овца, которая все стадо портит. Эта бактерия – в силу разных причин – не заразится и быстро даст потомство, невосприимчивое к данному фагу.

Во–вторых, некоторые нитевидные фаги не убивают клетку даже при успешной продуктивной инфекции. Фаговые белки располагаются на клеточной мембране. Созревание фага и его высвобождение происходит в результате того, что фаговая ДНК выталкивается из клетки и во время проползания через клеточную мембрану одевается фаговым белком оболочки. Клетка–хозяин, покинутая фагом, остается жизнеспособной и продолжает расти.

Случается прерывание инфекции, которая называется поэтому абортивной. При абортивной инфекции фаговые частицы не успевают созревать, "недонашиваются" в результате преждевременной гибели клетки.

Бактериальная клетка, зараженная фагом, погибает, но погибает она не из–за опустошительного вторжения вирулентного фага, а в результате самоубийства. Она или продырявливает себя изнутри, или прекращает делать белок – и свой, а заодно и фаговый. Ее гибель препятствует появлению сотни новых фаговых частиц, которые заразили и истребили бы соседние бактериальные клетки того же вида. Преждевременная гибель бактерий в ответ на фаговое заражение выглядит как акт самопожертвования, ценой которого спасается целая группа бактерий того же вида, находящихся поблизости.

Однако самая важная причина, почему не все бактерии уничтожены бактериофагами, заключается в том, что фаги вовсе не стремятся достичь этой цели. Дело в том, что, помимо вирулентных, встречаются и так называемые умеренные фаги, которые не убивают бактерии. Причем умеренные фаги распространены гораздо шире вирулентных.

О пользе умеренности