病毒繁殖-水处理微生物

动物病毒、植物病毒和噬菌体的繁殖过程基本相似，此处以大肠杆菌T系噬菌体为例介绍其繁殖过程，有如下四步：吸附、侵入、复制、聚集与释放。

大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛（见图4.35中A）。

图4.35　噬菌体吸附、侵入宿主菌的过程

A—吸附；B—侵入

侵入方式以T系噬菌体最复杂，它的尾部借尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收缩将尾髓压入宿主细胞内（不具尾髓的丝状大肠杆菌噬菌体M，也能将DNA注入宿主细胞内，速度较慢），尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在宿主细胞外（见图4.35中B）。此时，宿主细胞壁上的小孔被修复。在非正常情况下，大量噬菌体会在短期内同时吸附一个宿主细胞引起细胞产生许多小孔而裂解，这叫细胞外裂解。噬菌体不能繁殖，这与噬菌体在宿主细胞内增殖所引起的裂解不同。噬菌体侵入宿主细胞后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而由噬菌体核酸所携带的遗传信息控制，借用宿主细胞的合成机构如核糖体mRNA、tRNA及酶等复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这过程叫装配。

大肠杆菌噬菌体T4的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾丝。并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌噬菌体T4（见图4.36中A、①和②）。噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来（见图4.36中A和③）重新感染新的宿主细胞，一个宿主细胞可释放10～1000个噬菌体粒子。(www.xing528.com)

噬菌体有毒（烈）性噬菌体和温和噬菌体两种类型。侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解（见图4.36中A）的噬菌体称作毒性噬菌体。毒性噬菌体被看成正常表现的噬菌体。温和噬菌体则是：当它侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长（见图4.36中B）。这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被称作溶原细胞。在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，称为原噬菌体（或前噬菌体）。原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞，子代细胞也成为溶原细胞。溶原性（lysogeny）是遗传特性，溶原性细菌的子代也是溶原性的。在溶原性细菌内的原噬菌体没有感染力，它一旦脱离溶原性细菌的染色体后即可恢复复制能力，并引起宿主细菌裂解而释放出成熟的毒性噬菌体，这是溶原性发生变异所致。溶原性的变异可以是自发的，也可以诱发产生。

图4.36　细菌受噬菌体感染后的两种反应

A—裂解反应；B—溶原性反应

溶原性噬菌体的命名是在敏感菌株的名称后面加一个括弧，在括弧内写上溶原性噬菌体A，如大肠杆菌溶原性噬菌体的全称为Escherichia coli K12（λ），Escherichia是大肠杆菌的属名，coli是大肠杆菌的种名，K12是大肠杆菌的株名，括弧内的λ为溶原性噬菌体。