Bacterial Viruses

•  يتركب كل Coli phage من رأس سداسي الزوايا

•  ز��ئد ممتدة منه تشبه الذيل يستطيع الفاج بواسطتها الاتصال بالخلية العائلة البكتيرية.

•  يتكون الرأس من غشـاء خارجي يعرف بغشـاء الرأس Head membrane

•  يحيط هذا الغشاء بجزء وسطي يحتوي على حمض DNA وماء

•  قد تصل كمية الحمض DNA إلى حوالي 40% أو أكثر من الوزن الجاف

•  يكون الذيل مجوفاً وينبسط عند نهايته ليكون منطقة الإتصال عند تطفله على الخلية البكتيرية.

• البروتين يوجد غالبيته في الغشاء الخارجي

•  يعمل أساسا على التشكل الخارجي للحبيبة الفاجية

•  لا يسهم على الاطلاق في نشاط أو تكاثر البكتريوفاج

• الحمض النووي DNA  فهو الجوهر الفعال في أنشطة الفاج

•  يمثل المادة الوراثية بالذات

•  يستطيع الإنتقال إلى داخل الخلية العائلة البكترية

•  يعمل وحده على إتمام التطفل وتكاثر المادة الفاجية

• اغلب الفاجات تحتوى على حمض نووي DNA مزدوج السلسلة

• هناك فاجات تحتوي على DNA مفرد السلسلة

•  كما توجد فاجات تحتوى على RNA مفرد أو مزدوج السلسلة.

• الفاجات الضارية والمعتدلة:               Virulent and Temprate phages

• الفاجات الضارية   virulent  phages

• الفاج الضاري بأنه ينتج عن الإصابة به إذابة البكتريا ذاتها (LYSIS)

•  تتصل الحبيبات الفاجية بالخلايا البكترية بواسطة ذيولها

•  ينتقل الحمض DNA خلال الذيل إلى داخل الخلية

•  يبقى الغلاف البروتيني خارجياً

•  يتبع ذلك حدوث الطور Intracellular الداخل �خلوي

•  تكشف الحبيبة الفاجية

•  تتكسر أولاً خيوط حامض DNA لتكون عدداً وافراً من الوحدات الوراثية التي تستطيع التضاعف ذاتياً

• ثم يعاد اتحادها بعد فترة تتراوح بين 20-30 دقيقة الي حبيبات جديدة تماثل تماماً الفاج الأصلي

•  يصل عدد هذه الحبيبات إلي 200-300 في كل خلية

•  لا تلبث البكتريا المصابة عادة أن تمتص الماء وتذاب وتهلك وتتحرر منها حبيبات فاجيه كاملة وقد أصبحت مزودة بأغلفة بروتينية جديدة.

• الفاجات المعتـدلة Temprate phage

• الفاجات المعتدلة لا تكون إصابة الفاج للخلية البكتيرية مذيبة للخلايا البكتيرية Lytic

•  يتكشف داخل الخلية البكتيرية طراز من الفاج على هيئة طور ناقص يعرف باسم الفاج الأولي Prophage

• لا يسبب مثل هذا الفاج إذابة الخلية البكتيرية

•  يعرف باسم الفاج المعتدل

• لا يلبث الفاج الأولي أن يصبح مدمجاً في الخلية البكتيرية ومصاحباً للمادة الوراثية البكتيرية العائلة ويواقتها في تكاثرها

• تعرف البكتيريا المحتوية على المادة الوراثية للفاج الأولي باسـم البكتيريا المولدة للإذابة Lysogenic bacteriophage

•  ذلك بسبب أنه يحدث بعد عدة أجيال أن تذاب الخلية البكتيرية وتتحرر منها حبيبات فاجية كاملة تستطيع أن تصيب بكتيريا أخرى قابلة ل�إصابة

• البكتيريا المصابة بالفاج المعتدل تحتوي بداخلها على فاج كامن وغير مكتمل ولكن لديه القدرة بعد عدة أجيال أن يسترد ضراوته Virulence ليصبح فيروساً بكتيرياً مكتملاً ومعدياً

• البكتريا المولدة للإذابة تكون منيعة ضد الإصابة بفاج من نفس الطراز الموجود فيها كفاج أولي.

• الفاج الأولي يبدو تماماً وكأنه أحد الجينات البكتيرية العائلة.

•  مصاحبة الفاج الأولية للمادة الوراثية للخلية البكتيرية

• أدى إلى إكساب الخلية البكتيرية بعض صفات موروثة جديدة أو تعديل في بعض صفاتها

• أكتشفت ظاهرتان هامتان أفادت في دراسة كل من الفيروس والبكتريا وعلاقتهما التطفلية:

• �لحمــل بالفاج        TRANSDUCTION

• الفاج قبل إذابته للخلية البكتيرية العائلة يلتقط بعض من المادة الوراثية لهذه الخلية

•  تذوب هذه الخلية تتحرر ما بداخلها من فاجات تحتوي على أجزاء من المادة الوراثية للخلية البكتيرية

•  تصيب الفاجات المتحررة خلايا بكتيرية جديدة من نوع أو سلالة متقاربة قابلة للإصابة بهذا الطرز من الفاج

•  تكتسب هذه الخلايا الأخيرة صفات جديدة نتيجة لما تدمجه الإصابة الفاجية من مادة وراثية دخيلة

•  بذلك يمكن اعتبار الفاج حاملاً للمادة الوراثية أو العوامل الوراثية من بكتريا مذابة إلى بكتريا جديدة مستقبلة

•  يمكن بذلك بواسطة Transduction (نقل عامل وراثي من بكتيريا إلى أخرى)

•  مثل إنتقال العامل الوراثي المتحكم في القدرة الإنزيمية لتخمر سكر معين وتصبح هذه القدرة بالتالي صفة موروثة وثابتة في البكتريا المستقبلة للفاج.

• التبـديل الفـاجي      PHAGE CONVERSION

• في هذه الظاهرة نجد أن كل بكتيريا تستقبل Prophage  معيناً

•  تكتسب البكتريا مباشرة صفة جديدة تسبغها المادة الوراثية للفاج

•  يرتبط اكتساب هذه الصفة بوجود الفاج الأولى نفسه داخل الخلية

•  من أمثلة ذلك ما تحدثه بعض الفاجات من تبديل عصويات بكتريا الدفتيريا غير المنتجة للتوكسين (السموم) Toxins الى سلالات ضارية Virulent Strains

•  يرجع إكساب صفة إنتاج الفوكسين الي وجود الفاج بذاته

• تختلف هذه الظاهرة عن الظاهرة السابقة Transduction  في أن الحمل بالفاج يتم فيه نقل وادماج بعض العوامل الوراثية (جزء من المادة الوراثية ) بواسطة الفاج

•  في حين أن التبديل الفاجي يعني أن يقوم الفاج بذاته في احداث التغير في الصفات ,

•  يمكن نقل هذه الصفه من البكتيريا المحتوية علي الفاج الي أجيال هذه البكتيريا علي شريطة أن تكون جميع عصويات الدفتيريا الضارية مصابة بالفاج الخاص بانتاج التوكسين.

• العلاقة التطفلية بين الفاج والخلية البكتيريا

• تتضمن العلاقة التطفلية المراحل الاتية مع ضرورة توفر الفاج وإحاطته بخلية العائل:

• مرحلة الامتـزاز       Adsorption  Stage

• وفيها يلتصق الفاج بسطح البكتيريا بواسطة الجزء المنبسط من الذيل.

• مرحلة الاصـابة       Infection Stage

• وفيها ينفذ طرف الذيل خلال جدار الخلية البكتيريا ويندفع منه DNA الفاج الي داخل الخلية البكتيريا ويأخذ في اكثار نفسه ذاتياً الي عدة وحدات يتباين عددها باختلاف الفاجات أما الغلاف البروتيني فلا يسهم في الإاصابة ويظل خارج الخلية.

• فتـرة الإظـلام Dark or Eclipse period

• يوجه DNA الفاجي الخلية لتكوين أغلفه بروتينية للفاجات الجديدة التي سوف يتم تكوينها ويكون عددها مساوياً الي حد ما لعدد وحدات DNA   السابق وجودها

• تتراوح المدة اللازمة لهذه الفترة ما بين ثمان إلي عشرة  دقائق:

• فترة التصاعد   Rise Period

• تمتلىء الأغلفة البروتينية المتكونة داخل الخلية البكتيرية بوحدات D N A  الموجودة داخل الخلية البكتيرية

• تتكون عدة فاجات جديدة تمتليء بها الخلية البكتيرية وتتراوح المدة اللازمة لاتمام هذه الفترة ما بين عشر وخمس عشر دقيقة .

• المرحلة النهائية Final Stage                

• يتمزق جدار الخلية البكتيرية وتتحرر ما بها من فاجات ولا تلبث البكتيريا أن تذاب وتهلك

• لا تتجاوز المدة عادة مابين المرحلة الإصابة والمرحلة النهائية ثلاثين دقيقة

• أهمية دراسة الفاجات

• تعتبر دراسة الفاجات على درجة كبيرة من الأهمية لأنها تمثل نموذجا من الفيروسات يمكن دراسته بسهولة

• تتميز الفاجات من عدم تأثرها بالكلور أو الضغوط البيئية سواءاً من الناحية الشكلية أو من الناحية الكيموحيوية

• تستخدم هذه الفاجات في الكشف عن بعض الفيروسات مثل Enteroviruses  وكذلك في الكشف عن بكتريا E. coli التي تنتشر في المياه الطبيعية أو مياه الصرف الصحي

• يتم إستخدام هذه الفاجات كمؤشرات لمستوى التلوث لهذه المياه الطبيعية.

• كما تم أيضاً من الإستفادة من الفاجات المتطفلة على البكتريا الممثلة للضوء Cyanobacteria وذلك بالقضاء والتخلص من هذه الأنواع من البكتريا لما تنتجه هذه البكتريا من روائح كريهة في البحيرات التي تعيش بها (Goto and Kitayama, 1995).

• �ما من الناحية الطبية فقد يكون للبكتريوفاجات دور هام في حل مشكلة إستخدام المضادات الحيوية Antibiotic بكثرة في علاج الإصابات البكتيرية.

• إستغلال مقدرة الفاجات في غزو والتخلص من هذه الأنواع من البكتريا سواءاً الممرضة منها أو الغير ممرضة وذلك لمنع إنتقال صفات المقاومة بين الأنواع المختلفة للبكتري.

• استخدمت الفيروسات كناقلات للجينات البكتيرية بين الخلايا البكتيرية فيما يسمى (بالاستنقال أو الاستقطاع (Transduction.

• من الممكن بسهولة أن تنتقل وبسرعة صفة ما مثل مقاومة مضاد حيوي معين بين هذه الكائنات، سواء كانت من نفس السلالة أو من سلالات أخرى.

• استخدم البيولوجيين لبضع سنين الاستنقال بالفاج والاقتران البكتيري للمعالجة الوراثية اليدوية للأغراض البحثية

• في مجال صناعة الأغذية في تصنيع منتجات الألبان المتخمرة الحصول على سلالات بكتيرية  تستخدم كبادئات حيث يتطلب التخمر المناسب للألبان معدل ثابت ومتوقع من إنتاج الحمض وبذلك لابد من منع تدخل الإصابة الفاجية.

• العوامل المؤثرة في قدرة الفاجات على الإصابة:

• تأثير تركيز أيون الهيدروجين (pH)

• تأثير درجة الحرارة (Temperature effects)

    ���������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   �������� �������

   ������ ��������

�������� ��������

�������� ������� ���

   �������� �������