Jaki jest cykl lizogeniczny?

The Cykl lizogeniczny, zwana także lizogenią, jest etapem procesu reprodukcji niektórych wirusów, głównie tych, które zakażają bakterie. W tym cyklu wirus wprowadza swój kwas nukleinowy do genomu bakterii gospodarza.

Cykl ten wraz z cyklem litycznym tworzy dwa główne mechanizmy replikacji wirusa. Kiedy bakteriofag podczas cyklu lizogennego wstawia swoje DNA do genomu bakteryjnego, staje się profanacją.

Bakteria zakażona tym profanum nadal żyje i rozmnaża się. Gdy następuje rozmnażanie bakterii, uzyskuje się również replikę profaga. Powoduje to, że każda komórka potomna bakterii jest również zainfekowana profanum.

Rozmnażanie zakażonych bakterii, a tym samym ich profaga gospodarza, może trwać przez kilka pokoleń bez manifestacji wirusa..

Czasami spontanicznie lub w warunkach stresu środowiskowego DNA wirusa oddziela się od bakterii. Gdy następuje rozdzielenie genomu bakteryjnego, wirus inicjuje cykl lityczny.

Ten etap reprodukcyjny wirusa spowoduje pęknięcie komórki bakteryjnej (liza), umożliwiając uwolnienie nowych kopii wirusa. Komórki eukariotyczne są również podatne na atak wirusów lizogennych. Jednak nie wiadomo jeszcze, jak zachodzi wstawienie wirusowego DNA do genomu komórki eukariotycznej.

Indeks

• 1 Bakteriofag
• 2 Cykl infekcji wirusowej
  • 2.1 Cykl lityczny
  • 2.2 Cykl lizogeniczny
  • 2.3 Cykl ciągłego rozwoju
  • 2.4 Cykl pseudosenogenny
• 3 Konwersja lizogenna
• 4 Fagoterapia
  • 4.1 Zalety fagoterapii
• 5 referencji

Bakteriofag

Wirusy, które infekują tylko bakterie, nazywane są bakteriofagami. Znane są również jako fagi. Rozmiar tego typu wirusa jest dość zmienny, a zakres rozmiarów może wynosić około 20–200 nm.

Bakteriofagi są wszechobecne, mogą rozwijać się praktycznie w każdym środowisku, w którym znajdują się bakterie. Szacuje się na przykład, że niewiele mniej niż trzy czwarte bakterii zamieszkujących morze jest zainfekowanych przez fagi.

Cykl infekcji wirusowej

Zakażenie wirusowe rozpoczyna się od adsorpcji faga. Adsorpcja faga zachodzi w dwóch etapach. W pierwszym, znanym jako odwracalny, interakcja między wirusem a jego potencjalnym gospodarzem jest słaba.

Każda zmiana warunków środowiskowych może spowodować przerwanie tej interakcji. Zamiast tego w nieodwracalnej interakcji zaangażowane są specyficzne receptory, które uniemożliwiają przerwanie interakcji.

DNA wirusa może przeniknąć do wnętrza bakterii tylko wtedy, gdy wystąpi nieodwracalna interakcja. Następnie, w zależności od rodzaju faga, mogą wykonywać różne cykle reprodukcyjne.

Poza opisanymi już cyklami litycznymi i lizogennymi istnieją dwa inne cykle reprodukcyjne, ciągły rozwój i pseudologenny.

Cykl lityczny

Podczas tego etapu replikacja wirusa wewnątrz bakterii następuje szybko. W końcu bakterie ulegną lizie ściany komórkowej i nowe wirusy zostaną uwolnione do środowiska.

Każdy z tych nowo uwolnionych fagów może zaatakować nową bakterię. Kolejne powtarzanie tego procesu pozwala na gwałtowny wzrost zakażenia. Bakteriofagi, które uczestniczą w cyklu litycznym, nazywane są zjadliwymi fagami.

Cykl lizogeniczny

W tym cyklu liza komórki gospodarza nie zachodzi, tak jak w cyklu litycznym. Po etapach adsorpcji i penetracji, etap integracji DNA faga z komórką bakteryjną trwa, aby stać się profago.

Replikacja faga nastąpi jednocześnie z reprodukcją bakteryjną. Profagos zintegrowany z genomem bakteryjnym zostanie odziedziczony przez bakterie potomne. Wirus może kontynuować bez manifestacji dla kilku pokoleń bakteryjnych.

Ten proces jest częsty, gdy liczba bakteriofagów jest wysoka w porównaniu z liczbą bakterii. Wirusy, które przeprowadzają cykl lizogeniczny, nie są zjadliwe i nazywane są umiarkowanymi.

Ostatecznie profagos można oddzielić od genomu bakteryjnego i przekształcić w fagi lityczne. Te ostatnie wchodzą w cykl litogeniczny, który prowadzi do lizy bakteryjnej i infekcji nowych bakterii.

Cykl ciągłego rozwoju

Niektóre bakteriofagi wykonują liczne replikacje wewnątrz bakterii. W tym przypadku, w przeciwieństwie do tego, co dzieje się w cyklu lizogenicznym, nie powoduje lizy bakterii.

Nowo replikowane wirusy są uwalniane z bakterii w określonych miejscach na błonie komórkowej, nie powodując ich rozpadu. Ten cykl nazywa się ciągłym rozwojem.

Cykl pseudoogenny

Czasami dostępność składników odżywczych w środowisku jest słaba dla bakterii do normalnego wzrostu i rozmnażania się. W tych przypadkach uważa się, że dostępna energia komórkowa nie jest wystarczająca do wytworzenia przez fagi lizogenii lub lizy.

Z tego powodu wirusy wchodzą w cykl pseudosenogenny. Ten cykl jest jednak wciąż mało znany.

Konwersja lizogeniczna

Ostatecznie, produkt interakcji między profago a bakterią, pierwszy może wywołać pojawienie się zmian w fenotypie bakterii.

Dzieje się tak głównie wtedy, gdy bakteria gospodarza nie jest częścią zwykłego cyklu wirusa. Zjawisko to nazywane jest konwersją lizogeniczną.

Zmiany indukowane w bakteriach przez DNA profaga zwiększają biologiczny sukces gospodarza. Dzięki zwiększeniu zdolności biologicznej i powodzenia przetrwania bakterii wirus również korzysta..

Ten rodzaj korzystnych relacji dla obu uczestników można zaklasyfikować jako rodzaj symbiozy. Musimy jednak pamiętać, że wirusy nie są uważane za żywe istoty.

Główną korzyścią uzyskiwaną przez bakterie transformowane lizogenicznie jest ich ochrona przed atakiem innych bakteriofagów. Konwersja lizogenna może również zwiększyć patogenność bakterii u ich gospodarzy.

Nawet niepatogenne bakterie mogą stać się patogenne dzięki konwersji lizogennej. Ta zmiana w genomie jest trwała i dziedziczna.

Fagoterapia

Fagoterapia jest terapią polegającą na zastosowaniu faga jako mechanizmu kontrolnego zapobiegającego rozprzestrzenianiu się bakterii chorobotwórczych. Ta metodologia kontroli bakterii została użyta po raz pierwszy w 1919 roku.

Przy tej okazji została zatrudniona do leczenia pacjenta cierpiącego na czerwonkę, uzyskując całkowicie korzystny wynik. Fagoterapia była z powodzeniem stosowana na początku ubiegłego wieku.

Wraz z odkryciem penicyliny, a także innych substancji antybiotykowych, fagoterapia została praktycznie porzucona w Europie Zachodniej i na kontynencie amerykańskim.

Bezkrytyczne stosowanie antybiotyków pozwoliło na pojawienie się szczepów bakteryjnych odpornych na antybiotyki. Bakterie te stają się coraz częstsze i bardziej odporne.

W związku z tym w świecie zachodnim istnieje nowe zainteresowanie rozwojem fagoterapii w celu kontroli zakażeń i zakażeń bakteryjnych.

Zalety fagoterapii

1) Wzrost faga zachodzi wykładniczo, zwiększając jego działanie w czasie, antybiotyki przeciwnie, tracą swój wpływ z czasem z powodu metabolicznego zniszczenia cząsteczki.

2) Fagi mają zdolność do przechodzenia mutacji, co pozwala im walczyć z oporem, który bakterie mogłyby rozwinąć do swojego ataku. Natomiast antybiotyki zawsze mają ten sam składnik aktywny, więc gdy bakterie rozwijają odporność na takie składniki aktywne, antybiotyki są bezużyteczne

3) Fagoterapia nie ma skutków ubocznych, które mogą być szkodliwe dla pacjentów.

4) Opracowanie nowego szczepu faga jest znacznie szybszą i tańszą procedurą niż odkrycie i opracowanie nowego antybiotyku.

5) Antybiotyki nie tylko wpływają na bakterie chorobotwórcze, ale także inne potencjalnie korzystne. Z drugiej strony fagi mogą być gatunkowo specyficzne, więc leczenie bakterii odpowiedzialnych za zakażenie może być ograniczone, bez wpływu na inne mikroorganizmy..

6) Antybiotyki nie zabijają wszystkich bakterii, dlatego żyjące bakterie mogą przekazywać informacje genetyczne, które nadają oporność na antybiotyk ich potomkom, tworząc w ten sposób oporne szczepy. Bakteriofagi lizogenne zabijają bakterie, które zakażają, zmniejszając możliwość rozwoju opornych szczepów bakteryjnych.

Referencje

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Znaczenie profagów dla ewolucji i zjadliwości patogenów bakteryjnych. Wirulencja.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Terapia fagowa w praktyce klinicznej: leczenie zakażeń u ludzi. Aktualna biotechnologia farmaceutyczna.
3. Cykl lizogeniczny. W Wikipedii. Źródło z en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Udział lizogeny, pseudolizogeny i głodu w ekologii fagów. W: Stephen T Abedon (eds) Ekologia bakteriofagów: wzrost populacji, ewolucja i wpływ wirusów bakteryjnych. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagoterapia, alternatywa dla kontroli zakażeń bakteryjnych. Perspektywy w Kolumbii. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Terapia fagowa: fakty i fikcja. International Journal of Medical Microbiology.