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噬菌体的生存之道 精选

已有 8953 次阅读 2011-6-23 18:34 |个人分类:科普文章|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 病毒, 噬菌体

 世界不太平,俺的胃肠也不太平,不小心中了细菌及其毒素的招儿。奇怪,一向讲究食品卫生,从不乱吃的俺,怎么总会频频中招儿?这次是不是与前两天写肠道细菌有关,可我可实事求事,并没有恶意中伤他们啊。


其实,小到细菌,大到智慧生物,大家活得都挺不容易的。万千生物,共生于世,互相制约,寻求大小生态的平衡。一旦内外环境发生变化,生物之间的关系发生变化,就会生出一些乱子。比如,人由于受到内外刺激,肠道菌群失衡,就会使人生病。

 

其实,像大肠杆菌这样的细菌,也有不少天敌,其中之一就是比他们身体小得多的噬菌体。


噬菌体,如其名字,是专门寄生在细菌身上,吃细菌的一种生命体,除了细菌之外,放线菌身上也能找到发现他们的身影。说起噬菌体的发现,还有点小故事呢?


1915年,英国人陶尔德在培养葡萄球菌时,发现了一个异常的现象,菌落上出现了透明的斑点。而且这种透明斑会随着接种针的传播而很快地传染到菌落的其它部位。又过了两年,法国人德埃雷尔在痢疾杆菌的液体培养中发现了菌体被溶化的现象,因为浑浊的培养液变得澄清了。由此,科学家们断言,一定有一种更小的生命体把细菌破坏掉了。后来人们把这种能“吃”细菌的生命体称为“噬菌体”,也叫“嗜菌体”。


噬菌体属于病毒家族的成员。病毒属于非细胞生物,没有细胞膜、细胞核等结构。病毒个体很小,组成也比较简单。和其它生物相比,病毒的遗传物质十分单纯,每一种病毒只含有一种遗传物质,或者是DNA,或者是RNA。噬菌体的体积仅为0.010.1微米,比大肠杆菌小得多。


病毒最大的特点是具有寄生性,离开了宿主,虽能短暂存活,但却失去了生长繁殖的能力,也就失去了生命的意义。


别小瞧了这世界上最简单的生物,他们的生存之道可不简单呢。


首先,这小东东天生就会借别人的“窝”,产自己的“蛋”。有点像经济学中的“借壳上市”。


和其它病毒一样, 噬菌体的高明之处就在于,它把寄主细胞当成了繁殖自己的“厂房”,就连它复制自己所用的机器和原料,也要寄主细胞来提供。一旦噬菌体进入细菌细胞,就会毫不客气地利用寄主细胞合成蛋白质的系统和能量体系进行生长和繁殖,表现出对寄主细胞强烈的依赖性。


其次是金蝉脱壳、过河拆桥,人家全懂。


一般噬菌体还有保护自己核酸分子免遭环境化学物质破坏的能力。噬菌体可以使被感染的细菌细胞转变成为自己服务的“奴才”,借助细菌的地盘和原料,产生大量的子代噬菌体颗粒。最后,噬菌体使出自己“过河拆桥”的本领,彻底破坏掉寄主细胞,把自己“解放”出来。


噬菌体用自己的智慧,用自己高明的生存之道,彻底征服了细菌。   


被噬菌体感染的细胞,表面上看起来还是正常的,实际上已经名存实亡,它的全部遗传信息已经丧失殆尽。一个噬菌体细胞感染了寄生细胞之后,便可以迅速地形成数百个子代噬菌体颗粒。每一个子代噬菌体颗粒又可以各自感染一个细胞,再产生出数百个噬菌体颗粒。它们奉行着对寄主细胞先利用后舍弃的生存法则,以很高的效率感染寄主细胞。


在噬菌体中,有一类为“烈性噬菌体”。它可以在很短的时间内吸附并侵入到菌体中去,把自己的核酸注入到细菌细胞中去,并以极快的速度复制,操纵寄主细胞的代谢机能。最终使细菌细胞裂解。另一类噬菌体在一段时间内表现脾气比较温和,它们的核酸与寄主菌的核酸同步复制,暂时不使寄主细胞裂解,可一旦条件成熟,它们会一改温和的脾气,使出破坏寄主细胞的本领。利用这种“狡猾”的习性,这些“温和型”噬菌体,能够成功躲过逆境,更有利地生存下来。

   
噬菌体的侵染是有特异性的,如痢疾杆菌噬菌体只对痢疾杆菌发生侵染。

   
在细菌中存在着许多对人类和动植物有害的种类,既然存在着比细菌更厉害的噬菌体,何不借助于它们的力量,消灭这些噬菌体呢?因此,噬菌体在医学上被派上了用场,不仅可用于防治某些由细菌引起的疾病,还可以利用它对细菌的特异性,鉴别某些细菌,协助医生们做出诊断。

   
噬菌体作为人类研究生命的先驱,对DNA是遗传物质等重大生命现象的发现作出了杰出的贡献。 噬菌体在微生物和动物的基因工程中,是常用的基因运载工具。由于噬菌体具有极高的感染效率,已成为基因工程载体中的一种“优秀”代表。把外来基因插入到噬菌体DNA中去,再用改造后的噬菌体去侵染诸如大肠杆菌之类的微生物,插入的外源DNA片断就会随着噬菌体DNA分子一道增殖,这样噬菌体就充当了基因克隆载体的角色。

    
可见,噬菌体虽然“自私”“狡猾”,对人类还是有一些用途的。


世间的生物,都有各自的生存之道,都有自己在严酷的生存竞争中争得自己在生物界立足之地的绝招儿。谁都说不准谁比谁更强大,更厉害,就拿人来说,应该算是生物界最厉害的吧,至少人类自己是这么认为的,可有时就连那小小的细菌和病毒可能都对付不了,一场病菌导致的瘟疫能在瞬间要了很多人的命,所以人不能自大,要认识自己的弱点,学会与其他生物和谐相处。

 



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