Kāds ir lizogēnais cikls?

The Lizogēnais cikls, sauc arī par lizogēniju, ir dažu vīrusu, galvenokārt tādu, kas inficē baktērijas, reprodukcijas procesa posms. Šajā ciklā vīruss ievieto savu nukleīnskābi saimniekbaktērijas genomā.

Šis cikls kopā ar litisko ciklu veido divus galvenos vīrusu replikācijas mehānismus. Kad bakteriofāgs lizogēnā cikla laikā ievieto savu DNS baktēriju genomā, tas kļūst profāns.

Šī profāna inficēta baktērija turpina dzīvot un vairoties. Ja notiek baktēriju vairošanās, tiek iegūta arī prophage kopija. Tā rezultātā katra baktēriju meitas šūna tiek inficēta arī ar profānu.

Inficēto baktēriju un līdz ar to arī viņu saimniekorganisma profilakse var turpināties vairākās paaudzēs bez vīrusa izpausmes..

Dažreiz, spontāni vai vides stresa apstākļos, vīrusa DNS atdala baktēriju. Kad notiek baktēriju genoma atdalīšanās, vīruss sāk lītisko ciklu.

Šis vīrusa reproduktīvais posms izraisīs baktēriju šūnas (līzes) plīsumu, ļaujot atbrīvot jaunas vīrusa kopijas. Eukariotiskās šūnas ir jutīgas pret lizogēnu vīrusu uzbrukumiem. Tomēr vēl nav zināms, kā notiek vīrusu DNS ievietošana eukariotu šūnu genomā.

Indekss

• 1 Bakteriofāgs
• 2 Vīrusu infekcijas cikls
  • 2.1. Lithic cikls
  • 2.2 Lizogēnais cikls
  • 2.3 Nepārtraukta attīstības cikls
  • 2.4 Pseudolizenogēnais cikls
• 3 Lizogēna konversija
• 4 Fagoterapija
  • 4.1 Fagoterapijas priekšrocības
• 5 Atsauces

Bakteriofāgs

Vīrusus, kas inficē tikai baktērijas, sauc par bakteriofāgiem. Tos sauc arī par fāgiem. Šāda veida vīrusa izmērs ir diezgan mainīgs, un to lielums ir aptuveni 20 līdz 200 nm.

Bakteriofāgi ir visuresošie, un tie spēj attīstīties praktiski jebkurā vidē, kur atrodamas baktērijas. Tiek lēsts, ka, piemēram, mazliet mazāk nekā trīs ceturtdaļas no jūrā dzīvojošām baktērijām ir inficētas ar fāgiem.

Vīrusu infekcijas cikls

Vīrusu infekcija sākas ar fāga adsorbciju. Fāga adsorbcija notiek divos posmos. Pirmajā, kas pazīstams kā atgriezenisks, vīrusa un tā potenciālās saimniekorganizācijas mijiedarbība ir vāja.

Jebkādas izmaiņas vides apstākļos var izraisīt šīs mijiedarbības pārtraukšanu. Tā vietā neatgriezeniskā mijiedarbībā ir iesaistīti specifiski receptori, kas novērš mijiedarbības pārtraukšanu.

Vīrusa DNS var iekļūt baktēriju iekšpusē tikai tad, ja notiek neatgriezeniska mijiedarbība. Pēc tam un atkarībā no fāga veida viņi var veikt dažādus reproduktīvos ciklus.

Papildus jau aprakstītajiem lītiskajiem un lizogēniem cikliem ir divi citi reproduktīvie cikli, nepārtraukta attīstība un pseidoģenēze..

Litija cikls

Šajā posmā vīrusa replikācija baktērijās notiek ātri. Galu galā baktērijas cieš no šūnu sienas lizas, un jaunie vīrusi tiks izlaisti vidē.

Katrs no šiem nesen atbrīvotajiem fāgiem var uzbrukt jaunai baktērijai. Šī procesa secīgā atkārtošana ļauj infekcijai augt eksponenciāli. Bakteriofāgi, kas piedalās lītiskajā ciklā, tiek saukti par virulentiem fāgiem.

Lizogēnais cikls

Šajā ciklā nenotiek saimniekšūnas līze, kā tas notiek lītiskajā ciklā. Pēc adsorbcijas un iekļūšanas stadijām, fāga DNS integrācijas stadija uz baktēriju šūnu fāzi turpinās, lai kļūtu par profago.

Fāžu replikācija notiks vienlaikus ar baktēriju vairošanos. Baktēriju genomā integrētos profagos būs mantotas baktērijas. Vīruss var turpināties bez vairākām baktēriju paaudzēm.

Šis process ir bieži sastopams, ja bakteriofāgu skaits ir augsts salīdzinājumā ar baktēriju skaitu. Vīrusi, kas veic lizogēnu ciklu, nav virulenti un tos sauc par mēreniem.

Visbeidzot, profagus var atdalīt no baktēriju genoma un pārveidot par litiskām fāgām. Pēdējais ieiet litogēnajā ciklā, kas noved pie baktēriju līzes un jaunu baktēriju infekcijas.

Nepārtraukts attīstības cikls

Daži bakteriofāgi veic vairākas replikācijas baktērijās. Šajā gadījumā, pretēji tam, kas notiek lizogēna cikla laikā, tas nerada baktēriju līzi.

Nesen replikēti vīrusi tiek atbrīvoti no baktērijām noteiktās vietās uz šūnu membrānas, neradot to sadalījumu. Šo ciklu sauc par nepārtrauktu attīstību.

Pseudologēns cikls

Dažreiz barības vielu pieejamība vidē ir vāja, lai baktērijas varētu augt un vairoties normāli. Šādos gadījumos tiek uzskatīts, ka pieejamā šūnu enerģija nav pietiekama, lai fāgiem radītu lizogeniju vai līzi..

Šā iemesla dēļ vīrusi pēc tam iekļūst pseudolizenogēnajā ciklā. Šis cikls tomēr ir maz zināms.

Lizogēna konversija

Visbeidzot, rezultāts no profago un baktērijas mijiedarbības, pirmais var izraisīt baktērijas fenotipa izmaiņu parādīšanos..

Tas notiek galvenokārt tad, ja saimniekbaktērija nav daļa no parastā vīrusa cikla. Šo parādību sauc par lizogēnu konversiju.

Propagādes DNS izraisītās izmaiņas baktērijās palielina saimniekorganisma bioloģiskos panākumus. Palielinot baktēriju bioloģisko jaudu un izdzīvošanas panākumus, vīruss gūst labumu..

Šāda veida labvēlīgas attiecības abiem dalībniekiem var tikt klasificētas kā simbiozes veids. Tomēr mums jāatceras, ka vīrusi netiek uzskatīti par dzīvām būtnēm.

Galvenais ieguvums, ko iegūst lizogēni pārveidotās baktērijas, ir to aizsardzība pret citu bakteriofāgu uzbrukumu. Lizogēnā konversija var arī palielināt baktēriju patogenitāti to saimniekos.

Pat ne-patogēnas baktērijas var kļūt patogēnas ar lizogēno konversiju. Šī genoma izmaiņas ir pastāvīgas un mantojamas.

Fagoterapija

Fagoterapija ir terapija, kas ietver fāgu kā kontroles mehānismu, lai novērstu patogēnu baktēriju izplatīšanos. Šī bakteriālās kontroles metodika pirmo reizi tika izmantota 1919. gadā.

Šajā gadījumā viņa tika nodarbināta, lai ārstētu pacientu, kas cieš no dizentērijas, iegūstot pilnīgi labvēlīgu rezultātu. Fagoterapiju veiksmīgi izmantoja pagājušā gadsimta sākumā.

Ar penicilīna, kā arī citu antibiotiku atklāšanu, fagoterapija praktiski tika pārtraukta Rietumeiropā un Amerikas kontinentā..

Antibiotiku nejauša lietošana ļāva parādīties bakteriāliem celmiem, kas ir multirezistenti pret antibiotikām. Šīs baktērijas kļūst biežākas un izturīgākas.

Sakarā ar to rietumu pasaulē ir jauna interese par fagoterapijas izstrādi piesārņojuma un bakteriālu infekciju kontrolei..

Fagoterapijas priekšrocības

1) Fāžu augšana notiek eksponenciāli, palielinot tā iedarbību laika gaitā, pretēji antibiotikas, tās zaudē savu iedarbību laika gaitā molekulas vielmaiņas iznīcināšanas dēļ..

2) Fāgiem ir spēja iziet mutācijas, tas ļauj viņiem cīnīties pret rezistenci, ko baktērijas varētu attīstīties uzbrukumā. Pretstatā tam, antibiotikām vienmēr ir tāda pati aktīvā viela, tāpēc, ja baktērijām attīstās rezistence pret šādām aktīvajām sastāvdaļām, antibiotikas ir bezjēdzīgas

3) Fagoterapijai nav blakusparādību, kas varētu būt kaitīgas pacientiem.

4) Jaunas fāga celmu attīstība ir daudz ātrāka un lētāka procedūra nekā jaunas antibiotikas atklāšana un attīstība.

5) Antibiotikas ne tikai ietekmē patogēnās baktērijas, bet arī citas potenciāli izdevīgas. No otras puses, fāgi var būt sugas specifiski, tāpēc ārstēšana pret baktērijām, kas atbild par infekciju, var būt ierobežota, neietekmējot citus mikroorganismus..

6) Antibiotikas nenogalina visas baktērijas, tāpēc pārdzīvojušās baktērijas var nodot ģenētisko informāciju, kas nodrošina to pēcnācējiem rezistenci pret antibiotiku, tādējādi radot rezistentus celmus. Lizogēniskie bakteriofāgi nogalina tās inficētās baktērijas, samazinot rezistentu baktēriju celmu attīstību..

Atsauces

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Prophāžu nozīme baktēriju patogēnu evolūcijā un virulenci. Virulence.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedons (2010). Fāžu terapija klīniskajā praksē: cilvēku infekciju ārstēšana. Pašreizējā farmaceitiskā biotehnoloģija.
3. Lizogēnais cikls. Vikipēdijā. Izgūti no en.wikipedia.org.
4. R. Millers, M. diena (2008). Lizogēnijas, pseudolizogēnijas un bada ietekme uz fāga ekoloģiju. In: Stephen T Abedon (eds) Bakteriofāga ekoloģija: populācijas pieaugums, evolūcija un baktēriju vīrusu ietekme. University Press, Kembridža.
5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagoterapija, alternatīva bakteriālu infekciju kontrolei. Perspektīvas Kolumbijā. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Fāžu terapija: fakti un fantastika. Starptautiskais medicīnas mikrobioloģijas žurnāls.