噬菌體是如何感染細菌的
噬菌體感染細菌的過程是一個復雜而精細的生物化學過程,主要包括以下階段:
01 吸附階段
噬菌體通過其尾部的蛋白質結構,特異性地識別并結合到細菌表面的受體上。
這些受體通常是細菌表面的結構成分,如脂多糖、鞭毛、菌毛、莢膜多糖以及多種外膜蛋白。
噬菌體與受體的結合是感染的關鍵步驟,決定了噬菌體能否成功感染特定的細菌種類。
02 注入階段
一旦噬菌體與細菌受體結合,噬菌體會釋放溶菌酶,在細菌的細胞壁上打開一個缺口。
隨后,噬菌體的尾鞘做類似肌動蛋白和肌球蛋白的收縮,露出尾軸,伸入細胞壁內。
這時,噬菌體會像注射器一樣把頭部的DNA(或RNA)注入到細菌細胞內,而噬菌體的蛋白質外殼則留在細菌細胞壁外,不參與后續的增殖過程。
03 復制階段
噬菌體的DNA進入細菌細胞后,會利用細菌的代謝機制進行復制。首先,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。
然后,噬菌體的DNA會巧妙地利用宿主細胞的“機器”,大量復制產生子代噬菌體的DNA和蛋白質。這些DNA和蛋白質會進一步組裝成完整的噬菌體顆粒。
04 組裝階段
在噬菌體成熟的過程中,DNA高分子會聚縮成多角體,頭部蛋白質通過排列和結晶過程包圍多角形DNA。然后,頭部和尾部會相互結合,組裝成一個完整的子代噬菌體。
05 釋放階段
當噬菌體成熟后,細菌細胞會增加溶菌酶的釋放,用以溶解細菌的細胞壁。這會導致細胞裂解,從而釋放出成熟的子代噬菌體。這些子代噬菌體隨后會去侵染鄰近的細菌細胞,繼續感染過程。
噬菌體感染細菌的過程是一個高度特異性和精細調控的過程。通過吸附、注入、復制、組裝和釋放等階段,噬菌體能夠成功地感染和破壞細菌,從而發揮其在自然界中的重要作用。