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破译微生物密码(1 / 2)

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病毒之谜

细菌的“弟弟”

当我们在研究微生物的时候,我们不能不讲到病毒,因为它是微生物家族中的一员,和我们人类的关系太密切了。

病毒,我们可以称它为细菌的“弟弟”,它的大小约在0.02~0.25微米之间,它的结构比细胞更为简单,通常由外壳蛋白和内部的核酸组成,这种内部核酸可以是核糖核酸(又称RNA),也可以是脱氧核糖核酸(又称DNA)。病毒的又一个特点是它要依靠宿主生物才能够进行复制繁殖,它的宿主生物可以是动物,也可以是植物或细菌。病毒的核酸部分,携带着病毒的全部遗传信息,在病毒的复制中起着决定性的作用。

细菌的克星——噬菌体

以细菌作为宿主的这类病毒,我们称之为噬菌体,如果把它的名字通俗化,可以称为“吃细菌的生物体”。噬菌体可以说是细菌的克星。我们在读《西游记》时,常被孙悟空与二郎神斗法的精彩场面所吸引,俗话说“一物降一物”,细菌虽然神通广大,一旦碰上噬菌体,它也只能败下阵来。

噬菌体和发酵行业有很密切的关系。

在微生物发酵生产过程中,要严格防止杂菌的污染,因为一旦染上了杂菌,不仅会造成产量的降低,而且由于产物变得复杂,会使发酵后产品的纯化处理遇上很大的困难。但最使工程技术人员感到头痛的是噬菌体入侵发酵罐后造成的污染。

一旦噬菌体遇上了细菌,它就会在细菌的细胞膜上找上一个适当的位置,紧靠上去,在细胞膜上“钻”一个洞,把体内的核酸注射入细胞内,这些核酸就可以利用细菌体内的各种养分,繁殖新的噬菌体,这种繁殖复制过程的速度相当快,其危害也是很大的。

让我们来看这样的一幕:当一个工厂正在发酵罐中生产味精时,噬菌体侵入了发酵罐。于是,几十吨甚至上百吨的原料变成了噬菌体和它的分解产物,而不是人们所期望的味精。在这种情况下,所有的产品只能排放入污水处理系统,这不仅造成了巨大的经济损失,而且还得花力气对污水进行处理,必要时整个工厂得停工数日,对发酵系统进行全面消毒,以免造成噬菌体的再次污染。

当然,对于人类来说,噬菌体并不完全是起坏作用的,由于它们的结构简单,繁殖速度快,已在生物工程的研究和生产中成为一种应用广泛的生物材料。

植物也会得病毒病

病毒不仅会感染微生物,而且也会感染植物和动物。

对于植物病毒病的研究,主要是环绕植物保护工作开展的。科学家在这方面已取得了很多的成果。

例如,烟草花叶病毒是一种被研究得很多的植物病毒。它感染烟草后,烟草的叶子就会出现花斑,因而不能再用来制造香烟。这类病毒有着很规律的外形,在电子显微镜的照片中,可以清楚地看到,它们很像玉米棒子。它们的外壳蛋白由许多结构相同的蛋白质亚基组成,就像玉米粒排在玉米棒子上面一样,列在病毒的周围,而它们的核心是病毒的核酸部分。科学家将它们的蛋白与核酸分开,发现决定其复制的是核酸而不是蛋白。这个特征,对于所有病毒来说都是一样的。