噬菌体的定义与应用！
噬菌体的定义与应用！
噬菌体（bacteriophage, phage）是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称。噬菌体具youbing毒的基本特性：个体微小，能通过滤菌器；无细胞结构，只有一种核酸类型；只能寄生于易感的宿主菌中，以复制方式增殖。噬菌体分布极广，凡是有细菌的场所，就可能有相应噬菌体存在。噬菌体与医学的关系密切，如对细菌进行噬菌体分型及流行病学调查，以噬菌体作为抗菌制剂也是值得探索的。
一、噬菌体的生物学性状
⒈形态与结构 噬菌体的体积微小，需要用电子显微镜观察。其形态大多数呈蝌蚪形，少数呈微球形和杆状。噬菌体核心仅有一种核酸类型，即DNA或RNA；外壳由蛋白质组成，主要起保护核酸的作用。蝌蚪形噬菌体由头部和尾部构成。头部为二十面体立体对称，内有核酸；尾部是一中空管状结构，由尾髓和尾鞘组成，末端还有尾板、尾丝和尾刺。尾部结构参与噬菌体对宿主菌的识别及对宿主菌的侵袭。
⒉化学组成 噬菌体主要由蛋白质和核酸组成，核酸位于头部的核心，是噬菌体的遗传物质，只有一种核酸类型，为DNA或RNA。蛋白质构成噬菌体的头部外壳和尾部结构。
⒊免疫原性 噬菌体组分对于人体是异种物质，进入人体后能刺激机体产生特异性抗体。该抗体能抑制相应噬菌体侵袭宿主菌，但对已吸附或已进入宿主菌的噬菌体不起作用。
⒋抵抗力 噬菌体对理化因素的抵抗力比一般细菌强。如噬菌体能在低温下*保持活性，70℃30 min仍不被灭活；化学消毒剂需作用较长时间才能将其灭活。
⒌培养特性 培养噬菌体必须用活细菌。噬菌体有严格的细胞寄生性和高度的特异性，即一种噬菌体只能感染某一种细菌，有的噬菌体甚至只能感染某种细菌的某一型。
二、毒性噬菌体
噬菌体感染细菌后有两种结果：一是噬菌体进入宿主细胞内增殖，宿主菌被裂解，建立溶菌周期；二是噬菌体进入宿主细胞后不增殖，噬菌体核酸与细菌染色体整合，噬菌体成为前噬菌体，并不产生子代噬菌体，但可建立溶原周期。依据噬菌体感染细菌的结果不同，将噬菌体分为两类，前者为毒性噬菌体（virulent phage)，后者为温和性噬菌体（temperate phage)。
毒性噬菌体在宿主菌内增殖，其过程包括吸附、穿入、生物合成、成熟与释放。从噬菌体吸附宿主菌到宿主菌裂解释放子代噬菌体的过程，称为噬菌体的复制周期或溶菌周期。
⒈吸附吸附是噬菌体的表面结构与宿主菌表面的噬菌体受体发生特异性结合的过程。大多数噬菌体以其尾部结构吸附于细菌的噬菌体受体，细菌的噬菌体受体多位于细胞壁上，也可位于性菌毛、鞭毛或荚膜上。
⒉穿入噬菌体尾部吸附宿主菌后，分泌*类物质溶解细胞壁，使细胞壁出现空隙，然后尾鞘收缩将头部的核酸通过尾髓注入细胞内，其蛋白质外壳留在菌体外，不参与增殖过程。
⒊生物合成噬菌体核酸进入细菌细胞后，首先以其自身核酸为模板转录形成mRNA，然后翻译产生噬菌体所需要的与其生物合成有关的蛋白酶、调节因子和结构蛋白；另一方面以噬菌体核酸为模板复制出大量的子代噬菌体核酸。
⒋成熟与释放子代噬菌体的结构蛋白通过排列和结晶过程，形成完整的二十面体头部结构，并将噬菌体核酸包围，使头部和尾部连接，组装成完整的子代噬菌体。当子代噬菌体增殖到一定数量时，噬菌体合成的*促使细菌裂解，大量子代噬菌体被释放，从而完成一个复制周期。释放的子代噬菌体，又去侵染邻近的细菌，产生子二代噬菌体。
噬菌体的一个复制周期需要15.25 min，每个复制周期可产生数百个子代噬菌体。每个子代噬菌体再感染其他细菌，又生成几百个子代噬菌体。如此重复只需4次，一个噬菌体便可使数十亿个细菌裂解。在固体培养基上，将适量的噬菌体与宿主菌液混合接种培养后，培养基表面可出现透亮的溶菌空斑，即噬菌斑（plaque)，不同噬菌体噬菌斑的形态与大小不尽相同。通过噬菌斑计数，可以计算出一定液体中噬菌体的数量，即空斑形成单位(plaque forming units, PFU)。噬菌体在液体培养基中裂解细菌，会使菌液由混浊变透明。
三、温和噬菌体
温和噬菌体感染细菌后，其核酸整合到细菌染色体DNA上，成为细菌DNA的一部分，能与细菌染色体一起复制，并能传至子代细菌，噬菌体不增殖，也不裂解细菌，此为溶原周期。这种状态称为溶原状态（lysogeny)；整合在细菌染色体上的噬菌体核酸称为前噬菌体（prophage)；染色体上带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌（lysogenic bacteria)。溶原性细菌具有抵抗同种或近缘噬菌体重复感染的能力。有些溶原性细菌在基因型和性状上会发生改变，称为溶原性转变（(lysogenic conversion)。如白喉棒状杆菌产生白喉毒素、乙型链球菌产生红疹毒素、某些*产生溶血素等，都是变为溶原性细菌后具有的性状。溶原性转变是导致细菌致病性转变的重要机制之一。
温和噬菌体与宿主菌的这种溶原状态通常十分稳定，能经历许多代，但有时也会自发终止，或受某些理化及生物因素的影响而终止溶原周期，随即进入溶菌周期。当前噬菌体脱离宿主菌的染色体后，即进行噬菌体的生物合成，裂解宿主菌并释放出子代噬菌体。所以温和噬菌体既有溶原周期，又有溶菌周期。
四、噬菌体的应用
⒈细菌的鉴定和分型 由于噬菌体感染、裂解细菌具有种特异性，可用已知的噬菌体鉴定未知的细菌。噬菌体溶解细菌还具有型特异性。所以可用噬菌体对某一种细菌进行分型，称为噬菌体型。如利用噬菌体可将*分为23个噬菌体型、伤寒沙门菌分为96个噬菌体型。细菌的噬菌体分型在追踪传染源和进行流行病学调查上具有重要意义。
⒉鉴定标本中的未知菌噬菌体具有严格的寄生性，所以若从标本中检出某种噬菌体，则提示该标本中曾有相应细菌的存在。根据噬菌体必须在活菌中才能增殖的特性，如将已知噬菌体与待检标本混合培养，若噬菌体数量有明显增加，即使细菌培养为阴性，也可表明标本中有相应细菌存在。
⒊细菌性感染的治疗在噬菌体发现之初，人们就考虑将噬菌体用于抗菌治疗，但由于噬菌体感染细菌具有高度特异性，限制了噬菌体在临床上的应用。近些年来由于细菌耐药日趋严重，临床上抗菌治疗面临着巨大挑战，因此，对噬菌体的抗菌研究受到关注。动物实验及临床研究表明，在噬菌体与宿主菌严格配型的基础上，噬菌体能有效治疗细菌感染。如用噬菌体治疗耐药的铜绿假单胞菌和*感染的动物，取得了优于传统药物的治疗效果，因此，噬菌体是值得期待的治疗耐药菌感染的方法之一。
⒋基因工程的工具由于噬菌体可以将基因插入宿主菌DNA内，使其成为重要的分子生物学和遗传学的研究工具，如噬菌体在基因工程上可作为外源性基因的载体。
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