В чем состоит особый механизм проникновения бактериофагов в клетку?

Особый механизм проникновения бактериофагов в клетку состоит в том, что фаг обычно не входит в бактериальную клетку целиком, как это часто делают вирусы животных клеток. Внутрь бактерии проникает главным образом нуклеиновая кислота фага — ДНК или РНК, а белковая оболочка, то есть капсид, остается снаружи.

У типичных хвостатых бактериофагов этот процесс напоминает инъекцию генетического материала.

Сначала бактериофаг распознает бактерию-хозяина и прикрепляется к ее поверхности. Это происходит не случайно: на поверхности бактерии есть специальные молекулы-рецепторы, например белки, липополисахариды, компоненты клеточной стенки, пили или жгутики. Фаг своими хвостовыми нитями или другими прикрепительными структурами связывается именно с такими рецепторами. Поэтому бактериофаги обычно обладают высокой специфичностью: один фаг заражает только определенные виды или даже штаммы бактерий.

После прикрепления фаг закрепляется на клеточной стенке. Затем у многих фагов активируется хвостовой аппарат. У фагов со сократимым хвостом хвостовой чехол сокращается, а внутренний стержень как бы прокалывает оболочки бактериальной клетки. При этом фаг часто использует ферменты, например лизоцимоподобные белки, которые частично разрушают пептидогликан клеточной стенки бактерии. Это облегчает прохождение генетического материала через прочную бактериальную оболочку.

Затем ДНК или РНК фага вводится внутрь клетки через хвостовой канал. Белковая головка и большая часть хвоста остаются снаружи бактерии. Внутри клетки оказывается только наследственный материал фага, который затем подчиняет себе обмен веществ бактерии: заставляет клетку синтезировать фаговые белки, копировать фаговую нуклеиновую кислоту и собирать новые вирусные частицы.

Именно в этом и состоит особенность проникновения бактериофагов: они действуют не путем полного поглощения клеткой, а путем точного прикрепления к бактериальному рецептору и “впрыскивания” своего генетического материала через клеточную оболочку. Такой способ хорошо приспособлен к строению бактерий, потому что у них есть жесткая клеточная стенка, через которую вирусной частице трудно пройти целиком.