一個典型的噬菌體的侵染細菌的過程,可以分為三個階段:感染階段、增殖階段和成熟階段。
感染階段:噬菌體侵染寄主細胞的第一步是“吸附”,即噬菌體的尾部附著在細菌的細胞壁上,然后進行“侵入”。噬菌體先通過溶菌酶的作用在細菌的細胞壁上打開一個缺口,尾鞘像肌動球蛋白的作用一樣收縮,露出尾軸,伸入細胞壁內,如同注射器的注射動作,噬菌體只把頭部的DNA注入細菌的細胞內,其蛋白質外殼留在壁外,不參與增殖過程。
增殖階段:噬菌體DNA進入細菌細胞后,會引起一系列的變化:細菌的DNA合成停止,酶的合成也受到阻抑,噬菌體逐漸控制了細胞的代謝。噬菌體巧妙地利用寄主(細菌)細胞的酶和其它物質,大量地復制子代噬菌體的DNA和蛋白質,并形成完整的噬菌體顆粒。噬菌體的形成是借助于細菌細胞的代謝機構,由本身的核酸物質操縱的。據觀察,當噬菌體侵入細菌細胞后,細菌的細胞質里很快便充滿了DNA細絲,十分鐘左右開始出現完整的多角形頭部結構。噬菌體成熟時,這些DNA高分子聚縮成多角體,頭部蛋白質通過排列和結晶過程,把多角形DNA聚縮體包圍,然后頭部和尾部相互吻合,組裝成一個完整的子代噬菌體。
成熟階段:噬菌體成熟后,在潛伏后期,溶解寄主細胞壁的溶菌酶逐漸增加,促使細胞裂解,從而釋放出子代噬菌體。在光學顯微鏡下觀察培養的感染細胞,可以直接看到細胞的裂解現象。T2噬菌體在37 ℃下大約只需四十分就可以產生100~300個子代噬菌體。子代噬菌體釋放出來后,又去侵染鄰近的細菌細胞,產生子二代噬菌體。
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