1
اسرار خالق نام بههستي
2
BacteriophageBy:
Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, Falavarjan Branch , Islamic Azad University,
Falavarjan 84515/155, Esfahan, Iran.
Z.Porshabanan
3
:مقدمههستند جا همه در .ويروسها
هستند زنده موجودات نيازمند تكثير و رشد . براي
ميزباني ي حيطه عملكرد و ساختار در اختالف براساس
دارند .متفاوتي
ها ويروس از ها بعضي زنده باكتري ميزبان عنوان به را
كنند مي .انتخاب
4
BACTERIOPHAGE
) فاژها، ) اختصار به یا باکتریخوارها ویروسهاییباکتریوفاژها
به كه باکتریهاهستند میبرند بین از را وآنها میکنند حمله .
به نمیتوانند و هستند باکتریها مختص ویروسها یوکاریوتهااین
کنند .حمله
5
:تاريخچهسالهای هاي ۱۹۱۷و ۱۹۱۵در نام به دانشمند دو
Frederick Twort ۱۹۱۵ Felix d'herelle ۱۹۱۷
پی فاژها این وجود به اتفاقی طور به خود آزمایشات ضمن در.بردند
کشت محیطهای در مختلف باکتریهای رشد ضمن دانشمند دو اینشدند باکتریها این خود به خود شدن لیز و مردن متوجه .مایع
فاژ حاوی محیطهای این نمودن صاف با و خود مطالعات از پس آنهاکردند اثبات را ويروسها این وجود باکتریولوژی فیلترهای .توسط
6
بندي :طبقه
براساس ها ويروس ساير مانند نيز ها :باكتريوفاژ
ژنتيكي -1 ماده
ميزباني -2 رنج
ساختار -3 و شكل
7
شکل سه به فاژها باکتریو شکلی نظر :ازIcosahydral ، Filamentus or Helical ،Head and
tail
شامل میتوانند باکتریوفاژها وراثتی ماده نظر :ازDNA/RNA
8
Icosahydralساختار ویژه پپتیدی پلی ملکولهای آن در که وجهی بیست یا
میکند احاطه را نوکلئیک اسید که میدهد تشکیل را .هندسیمیکند آلوده که E.coli .را این MS2 است برای مثال یک
فاژ گروه
9
Filamentus or Helicalصورت به پپتیدی پلی واحدهای آن در که مارپیچی یا رشتهای
مارپیچ ائی M13در E.coli یک میله ساختار ایجاد برایمانند شدهاند منظم
10
Head and tailیک شامل و است فاژی ساختار ترین پیچیده که دمی و سریمیدهد اجازه که میباشد ئی رشته دم یک و وجهی بیست سر
شود وارد میزبان سلول به فاژ نوکلئیک .اسیدE.coli درT4, λ فاژها نوع این از از هائی مثال
11
كامل فاژ ساخت :مراحل
12
Gene
Prohead Head Location
mass (kDa)
copy number
mass (kDa)
copy number
23 56.0 960 48.7 960 shell, major capsid protein
20 61.0 12 61.0 12 shell, portal vertex
40 48.4 55 46.0 55 shell, fivefold vertices
soc - 0 9.7 840 shell, outer surface
hoc - 0 39.1 160 shell, outer surface
22 29.8 576 2.5 115 internal (scaffold)
21 23.2 72 18.5 3 internal (scaffold)
IPIII 21.7 370 20.4 370 internal (scaffold)
IPI 10.0 360 8.5 360 internal (scaffold)
IPII 11.1 360 9.9 360 internal (scaffold)
alt 76.8 40 75.9 40 internal (portal vertex)
68 17.0 240 - 0 internal
67 9.1 341 3.9 134 internal
Table 1. Protein compositions of the T4 prohead and mature head
13
Morphology:بين فاژها اغلب دارند 24-200اندازه نانومترطول .
اندازه نظر از فاژ T4بزرگترين d و 200تقريبا طول عرض 80-100نانومتر نانومتر
14
COMPOSITION:یا غیرمعمول بازهای حاوی اغلب فاژها نوکلئیک اسید
است .تغییریافتهنوکلئازها برابر در فاژ نوکلئیک اسید از یافته تغییر بازهای این
حفاظت فاژ به آلودگی طی در را میزبان نوکلئیک اسید که کنند می
. متغییر فاژ به بسته نوکلئیک اسید اندازه کند می تجزیه.است
به که دارند نوکلئیک نيازاسید حد تا فقط فاژها ترین سادهمتوسط 3-5طور درحالیکه کنند کد را ژنی محصول
از بیش تا تر پیچیده ميكنند 100فاژهای راكد ژنی محصول .
15
Double stranded DNA, Enveloped
Double stranded DNA,
Non-enveloped
Myoviridae
Siphoviridae
Podoviridae
P2
T2
λ
P22
Tectiviridae PRD1
Corticoviridae PM2
Single-stranded DNA
Inoviridae M13 & fd
Microviridae ΦX174 Leviviridae
Single strande
d RNA
MS2
Lipothrixviridae
TTV1
Fuselloviridae SSV1Plasmaviridae
Double stranded RNA
phi666
Cystoviridae
RudiviridaeSIRV 1, 2
16
از بيش حال به الكترني 5000تا ميكروسكوپ توسط فاژدر كه است شده بندي 13شناسايي طبقه خانواده
شوند .مي
17
Table 2(13 Bacteriophage families)
Corticoviridae icosahedral capsid with lipid layer, circular supercoiled dsDNA
Cystoviridaeenveloped, icosahedral capsid, lipids, three molecules of
linear dsRNA
Fuselloviridaepleomorphic, envelope, lipids, no capsid, circular supercoiled
dsDNA
Inoviridae genus(Inovirus/Plectrovirus)
long filaments/short rods with helical symmetry, circular ssDNA
Leviviridae quasi-icosahedral capsid, one molecule of linear ssRNA
Lipothrixviridae enveloped filaments, lipids, linear dsDNA
Microviridae icosahedral capsid, circular ssDNA
Myoviridae (A-1,2,3) tail contractile, head isometric
Plasmaviridaepleomorphic, envelope, lipids, no capsid, circular supercoiled
dsDNA
Podoviridae (C-1,2,3) tail short and noncontractile, head isometric
Rudiviridae helical rods, linear dsDNA
Siphoviridae (B-1,2,3) tail long and noncontractile, head isometric
Tectiviridaeicosahedral capsid with, linear dsDNA, "tail" produced for
DNA injection
18
ميزبان سلول به ورود :مراحلAdsorption
است باكتري سلول به فاژ جذب عفونت ايجاد در مرحله .اولينساختارهاي بعضي يا فاژ دمي فيبرهاي توسط مرحله اين
رسپتورهاي با مشابهميگيرد انجام باكتري سلول .سطح
، است ليپوپروتئين يا LPS.پيلي پروتئين رسپتورها ،اين
19
Penetration:و انقباضغالف به منجر باكتري به فاژ ناپذير برگشت اتصال
باكتري پوشش داخل به سوراخي ايجاد و دادن فشارپوشش. هضم براي خاصي انزيمهاي فاژها بعضي ميشود
دارند .باكتريباكتري سلول درون به تا ميكند عبور سر ازميان اسيدنوكلئيك
.ميرسدميماند باقي شبح يك مثل باكتري بيرون فاژ جسد مانده .باقي
20
ژنوم تزريق
21
به باكتري در شان زندگي چرخه نوع براساس :فاژهاI. Lytic or virulent phageII. Lysogenic or temperate phage
22
به يوقا منتهی که عیشوند يل می زوژنیفاژ کروموزوم شدن :حلقوی
23
مي ليزوژني پايان به كه وقايعي:انجامد
24
Examples of phages:T-even phages such as T2, T4 and T6 that
infect E.coliTemperate phages such as lambda and muSpherical phages with single stranded DNA
such as PhiX174Filamentous phages with single stranded
DNA such as M13RNA phages such as Qbeta
25
phi x174 يا Φx174شامل که است است ۵۳۸۶حلقوی نوکلئوتید ssDNA این ژنوم
یک فاژ
میکند ۱۱و کد را ژن .
شد سیکوئنسينگ که بود ئی نخورده دست ژنوم اولین فاژ .این
از فاژها دراین سازی همانند مکانیسم و ندارد دم باکتریوفاژ این
كند مي تبعيت چرخان ی حلقه .مدل
ميكنند بازي و replication.نقش دركارساختماني ژن هشت
در ژن سه
26
27
Muزا Mu موتان
دار دم و سر هاي فاژ جزءسر ميزبان 20يك به خاصي قسمتهاي از كه دم يك و وجهي
اختصاصيچسبد .مي
39-38Kbp ي اندازه با اي رشته دو فاژ DNA خطي ژنومميكند هاي Mu B ,Mu A. رارمز پروتئين فاژ ژنوم
28
Phi6 يا ϕ6شده قطعه ژنوم dsRNAقطعه داراي
جنسي پيلي طريق از الودگي ايجاد
Pseudomonas syringae ميزبانش
29
λ Styloviridae ي خانواده از فاژي
E.Coli آن ميزبانبا وجهي بيت سر يك قطر 55داراي نانومتر
ناپذير انقباض و اي لوله پذير، انعطاف دراز دم دارايطول به خطي اي باز 48514دورشته جفت DNAژنوم
متصل يكديگر به چسبنده انتهاهاي فاژ ژنوم آلودگي زمان درليگاز انزيم آن متعاقب و پيداكرده حلقوي حالت و شده
كند مي محكم را .اتصاالت
30
M13اي رشته باكتريوفاژ
باطول حلقوي اي رشته نوكلئوتيد6404تك DNA از متشكل آن ژنوم
ژن10حاوي VIII وIIIو II ژنهاي:
حاوي پروتئين 2700كپسيد نسخه می کند آلوده را اشرشیاکولی باکتری
پيلي طريق از ميزبان سلول به ورود نحوه
31
M13, λ
ميشويد آن فرد به منحصر هاي ويژگي متوجه كنيد : مقايسه
λ, M13اگر
λ از كمتر خيلي آن طول كه حلقوي اي رشته تك
DNAژنوم مثال براي
پوشش كمتردر هاي پروتئين تعداد يعني اين و :است
M13 3
λ 15
32
مهندسان توجه رامورد كه خصوصياتي ازجملهاست داده قرار :ژنتيك
ژنوم ي اندازه
آن سازي همانند ي ونحوه اي رشته دو تكثير فرم
اي رشته ايجاد DNA تك براي آن ي بالقوه توان
M13
33
Morphology of the T series of Phages
Name Plaque size
Head (nm)
Tail (nm)
Latent period (min)
Burst size
T1 medium 50 150 x 15
13 180
T2 small 65 x 80 120 x 20
21 120
T3 large 45 invisible 13 300
T4 small 65 x 80 120 x 20
23.5 300
T5 small 100 tiny 40 300
T6 small 65 x 80 120 x 20
25.5 200-300
T7 large 45 invisible 13 300
34
Bacteriophage T Styloviridae ي خانواده فاژهاي
T4 شاخص فاژنقش ژنوم انتقال در هم و اتصال در هم كه دمي و سر داراي
.داردغالف وسيله به كه است خالي ي استوانه يك صورت به دم
شده پوشيدهدارد قرار پايه يا صفحه يك دم انتهاي در
باز جاي به ان ي برجسته هاي ويژگي از يكيباعث كه دارد قرار سيتوزين متيل ،هيدروكسي سيتوزين
و خود اسيد نوكلئيك بين ويروسي هاي انزيم شود ميشوند قائل تفاوت .ميزبان
35
Bacetriophage T5
36
Bacetriophage T4
37
Refrence:1- Ry،Y. Bacteriophage Lysis: Mechanism and
Regulation 19922- Martha R. J. Clokie, Andrew M. Kropinski
(eds.), Bacteriophages: Methods and Protocols, Volume 1: Isolation,Characterization, and Interactions. 2009
3- Michael G Rossmann1 , Vadim V Mesyanzhinov2،et all. The bacteriophage T4 DNA injection machine. 2004
38
خسته نباشيد