Как протича фаговата инфекция

Всичко започва с факта, че вирусна частица случайно се сблъсква с бактериална клетка. Фагът изобщо не е в състояние да зарази бактерии. Например, фаг, който заразява Е. coli, не забелязва - колкото и да ги среща - стафилококови клетки и обратно. Освен това е известно, че същата Е. coli има много разновидности (те се наричат щамове), а фагите, като правило, са в състояние да ги различават много добре. Те охотно заразяват някои щамове и напълно игнорират други. Защо се случва? Факт е, че на повърхността на бактериална клетка има структури, към които базалната плоча на фага приляга във форма като ключ към ключалка. Такива структури се наричат рецептори. Има рецептор за този фаг - фагът е в състояние да зарази тази бактерия и тази бактерия е в състояние да стане негов гостоприемник. Ключът не се побира? - Е, значи тази бактерия не е за него.

Възниква въпросът защо бактериалната клетка е принудена да живее под постоянната заплаха от фагова намеса, не е ли по-лесно неусетно да загубите тези рецептори някъде и да станете недостъпни за фага? Но фагът също не е прост, той използва конструкции като акостиране, които не са предназначени за него, а за съвсем други цели и са жизненоважни за клетката, която следователно има основателни причини да не ги загуби.

Ако фагът и бактерията се разпознават, фагът здраво се свързва с повърхността си. По-нататъшната задача на вируса е да въведе генетичния си материал в бактериалната клетка, без да му причинява - засега - вреда. Ето как, например, фагът Т4, който заразява E.coli, обитател на нашите черва, го прави.

Бактериофагът Т4 е един от най-сложните вируси. Донякъде удължената глава служи като контейнер за съхранение на нуклеинова киселина. Свиването на обвивката перфорира бактериалната стена. ДНК на фага се движи вътре в бактериалната клетка по вътрешния канал на стволовия процес. Дълги нишки - фибрили са прикрепени към шестоъгълната базална плоча, които осигуряват първоначалния контакт на фага с бактериалната повърхност. От една страна, обвивката е здраво закрепена към фаговата глава, а от друга, тя е прикрепена към базалната плоча, разположена в края на процеса. Капакът е забележимо по-къс от апендикса, следователно като пружина е в опънато състояние. След скачването на фага с бактерията, формата на основната плоча се променя, тя вече не може да държи покритието в разтегнато състояние, тя се свива и твърдият прът, като че ли, изстрелва от покритието, изплаквайки клетъчната стена на бактерията.

Бактериофаг Т4: 1 - глава; 2 - процес, покрит с капак; 3 - базална плоча; 4 - дълги фибрили

Само механичните усилия не са достатъчни. Чрез огъване клетъчната стена успешно се противопоставя на фаговия процес, за да го пробие, но се оказва безсилен да устои на тайното оръжие на фага - ензимът лизозим, който се намира близо до ръба на процеса и след като е влязъл в близък контакт с клетъчната стена, моментално прогризва дупка в нея. И накрая, стъблото на процеса пробива през клетъчната стена. Непосредствено по вътрешния канал на процеса, като през ухото на иглата, в бактерията се инжектира нуклеинова киселина, която дотогава почива във фаговата глава.