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