烈性噬菌体与温和噬菌体的生活史概述
噬菌体是感染细菌的病毒,根据其感染宿主后的行为模式,主要分为烈性噬菌体和温和噬菌体两大类。它们的生活史截然不同,决定了其与宿主细菌相互作用的最终命运。烈性噬菌体进入宿主后,会立即接管细胞的生物合成机器,大量复制自身遗传物质并组装成新的病毒颗粒,最终导致宿主细胞裂解死亡,释放出数百个子代噬菌体,去感染新的细菌。这个过程被称为裂解循环,其特点是迅速、致命且具有破坏性。
烈性噬菌体的裂解循环
烈性噬菌体的生活史是一个典型的五步裂解循环:吸附、侵入、生物合成、成熟与释放。首先,噬菌体通过尾部纤维特异性地吸附在细菌细胞壁的受体上。随后,其核酸(DNA或RNA)被注入宿主细胞内,而蛋白质外壳留在细胞外。进入细胞后,噬菌体基因迅速表达,利用宿主的核糖体、酶和原料合成自身的核酸和蛋白质。新合成的部件组装成完整的子代噬菌体。最后,在噬菌体编码的溶菌酶作用下,宿主细胞壁被破坏,细胞裂解,新一代噬菌体被一次性全部释放,继续寻找下一个目标。
温和噬菌体的溶原性循环
与烈性噬菌体不同,温和噬菌体拥有更复杂的生活策略。它进入宿主细胞后,有两种选择:一是进入上述的裂解循环;二是进入溶原性循环。在溶原性循环中,噬菌体的核酸(通常是DNA)不会立即复制,而是整合到宿主细菌的染色体中,成为原噬菌体。处于这种状态的细菌被称为溶原性细菌,噬菌体的基因随细菌染色体一起复制并传递给子代细菌,与宿主“和平共处”。这种状态可以维持许多代。然而,在紫外线照射、化学药物等外界压力诱导下,原噬菌体可以被激活,从染色体上切离,转而进入裂解循环,最终导致宿主裂解。这种“潜伏”与“爆发”的双重策略,使温和噬菌体在自然界中具有独特的生存优势。