Kaj je lizogeni cikel?



The Lizogenski cikel, imenovana tudi lizogenija, je stopnja procesa razmnoževanja nekaterih virusov, predvsem tistih, ki okužijo bakterije. V tem ciklu virus vstavi svojo nukleinsko kislino v genom gostiteljske bakterije.

Ta cikel skupaj z litičnim ciklom tvori dva glavna mehanizma replikacije virusa. Ko bakteriofag med lizogenim ciklom vstavi svojo DNA v bakterijski genom, postane profan.

Bakterija, okužena s tem profanom, še naprej živi in ​​se razmnožuje. Pri razmnoževanju bakterij dobimo tudi repliko profaga. Posledica tega je, da je vsaka hčerinska celica bakterij okužena tudi s profanom.

Razmnoževanje okuženih bakterij in s tem njihovega gostiteljskega profaga se lahko nadaljuje več generacij brez manifestacije virusa..

Včasih se spontano ali pod pogoji okoljskega stresa DNA virusa loči od bakterij. Ko se pojavi ločitev bakterijskega genoma, virus sproži litični cikel.

Ta reproduktivna faza virusa bo povzročila rupturo bakterijske celice (lizo), kar bo omogočilo sprostitev novih kopij virusa. Eukariotske celice so tudi dovzetne za napad lizogenih virusov. Vendar pa še ni znano, kako poteka vstavljanje virusne DNA v genom evkariontske celice.

Indeks

  • 1 Bakteriofag
  • 2 Cikel virusnih infekcij
    • 2.1 Litični cikel
    • 2.2 Lizogeni cikel
    • 2.3 Stalni razvojni cikel
    • 2.4 Pseudolisenogenski cikel
  • 3 Lizogena konverzija
  • 4 Fagoterapija
    • 4.1 Prednosti fagoterapije
  • 5 Reference

Bakteriofag

Virusi, ki le okužijo bakterije, se imenujejo bakteriofagi. Znani so tudi kot fagi. Velikost te vrste virusa je precej spremenljiva, z razponom velikosti, ki je lahko približno 20 do 200 nm.

Bakteriofagi so povsod prisotni, saj se lahko praktično razvijejo v vsakem okolju, kjer so bakterije najdene. Ocenjeno je bilo, na primer, da je manj kot tri četrtine bakterij, ki živijo v morju, okužene s fagi.

Cikel virusne okužbe

Virusna okužba se začne s adsorpcijo faga. Adsorpcija faga poteka v dveh fazah. V prvem, znanem kot reverzibilen, je interakcija med virusom in njegovim potencialnim gostiteljem šibka.

Vsaka sprememba okoljskih pogojev lahko povzroči prenehanje te interakcije. Namesto tega so v nepovratni interakciji vključeni specifični receptorji, ki preprečujejo prekinitev interakcije.

DNA virusa lahko prodre v notranjost bakterij šele, ko pride do nepovratne interakcije. Kasneje in glede na vrsto faga lahko izvajajo različne reproduktivne cikle.

Poleg že opisanih litičnih in lizogenih ciklov obstajata še dva druga reproduktivna cikla, neprekinjen razvoj in psevdogeniični.

Litični cikel

V tej fazi se replikacija virusa znotraj bakterije hitro pojavi. Na koncu bakterije preidejo v lizo njene celične stene in novi virusi se bodo sprostili v okolje.

Vsaka od teh novo izdanih fagov lahko napadne novo bakterijo. Zaporedno ponavljanje tega procesa omogoča, da se okužba eksponentno poveča. Bakteriofagi, ki sodelujejo v litičnem ciklu, se imenujejo virulentni fagi.

Lizogenski cikel

V tem ciklu se ne pojavi liza gostiteljske celice, kot v litičnem ciklusu. Po stopnjah adsorpcije in penetracije se stopnja integracije fagne DNA z bakterijsko celico nadaljuje, da postane profaga.

Replikacija faga bo potekala sočasno z razmnoževanjem bakterij. Profagos, integriran v bakterijski genom, bodo podedovale hčerinske bakterije. Virus se lahko nadaljuje brez več bakterijskih generacij.

Ta proces je pogost, ko je število bakteriofagov visoko v primerjavi s številom bakterij. Virusi, ki izvajajo lizogeni cikel, niso virulentni in se imenujejo temperati.

Sčasoma se lahko profagos loči od bakterijskega genoma in preoblikuje v litične fage. Slednji vstopijo v litogeni cikel, ki vodi do bakterijske lize in okužbe novih bakterij.

Stalni razvojni cikel

Nekateri bakteriofagi opravljajo številne ponovitve znotraj bakterij. V tem primeru, v nasprotju s tem, kar se dogaja med lizogenim ciklom, ne povzroča lize bakterij.

Novo razmnoženi virusi se sproščajo iz bakterij na določenih mestih na celični membrani, ne da bi povzročili njihovo razgradnjo. Ta cikel se imenuje stalen razvoj.

Pseudoliogeni cikel

Včasih je razpoložljivost hranil v okolju slaba za rast bakterij in normalno razmnoževanje. V teh primerih se verjame, da razpoložljiva celična energija ne zadošča, da bi fagi povzročili lizogenijo ali lizo.

Zaradi tega virusi vstopijo v psevdolisenogenski cikel. Vendar je ta krog še vedno malo znan.

Lizogena pretvorba

Sčasoma, produkt interakcije med profagom in bakterijo, lahko prvi povzroči spremembe v fenotipu bakterije..

Do tega pride predvsem, kadar bakterija gostiteljica ni del običajnega cikla virusa. Ta pojav imenujemo lizogena pretvorba.

Spremembe, ki jih v bakteriji povzroča DNA profaga, povečujejo biološki uspeh gostitelja. Zaradi povečanja biološke zmogljivosti in uspešnosti preživetja bakterij je virus tudi koristen..

Tovrstno koristno razmerje za oba udeleženca se lahko razvrsti kot vrsta simbioze. Vendar pa se moramo zavedati, da se virusi ne štejejo za živa bitja.

Glavna korist lizogensko transformiranih bakterij je njihova zaščita pred napadom drugih bakteriofagov. Lizogena konverzija lahko tudi poveča patogenost bakterij v njihovih gostiteljih.

Celo nepatogene bakterije lahko postanejo patogene zaradi lizogene konverzije. Ta sprememba v genomu je trajna in dedna.

Fagoterapija

Fagoterapija je terapija, ki vključuje uporabo faga kot kontrolnega mehanizma za preprečevanje širjenja patogenih bakterij. Ta metodologija bakterijske kontrole je bila prvič uporabljena leta 1919.

Ob tej priložnosti je bila zaposlena za zdravljenje bolnika z grižo in doseganje povsem ugodnega rezultata. Fagoterapija se je uspešno uporabljala v začetku prejšnjega stoletja.

Z odkritjem penicilina in drugih antibiotičnih snovi je bila fagoterapija praktično opuščena v zahodni Evropi in na ameriški celini..

Brezobzirna uporaba antibiotikov je omogočila pojav večvrstnih bakterijskih sevov na antibiotike. Te bakterije postajajo vse pogostejše in bolj odporne.

Zaradi tega je v zahodnem svetu nov interes za razvoj fagoterapije za nadzor kontaminacije in bakterijskih okužb..

Prednosti fagoterapije

1) Fagna rast se pojavlja eksponentno, povečuje njeno delovanje v daljšem časovnem obdobju, nasprotno, antibiotiki izgubljajo svoj učinek zaradi presnovnega uničenja molekule \ t.

2) Fagi imajo sposobnost, da opravijo mutacije, kar jim omogoča, da se borijo proti odpornosti, ki jo lahko razvijejo bakterije do napada. V nasprotju s tem imajo antibiotiki vedno enako zdravilno učinkovino, zato, ko bakterije razvijejo odpornost na takšne sestavine, so antibiotiki neuporabni.

3) Fagoterapija nima stranskih učinkov, ki bi lahko bili škodljivi za bolnike.

4) Razvoj novega seva faga je veliko hitrejši in cenejši postopek kot odkritje in razvoj novega antibiotika.

5) Antibiotiki ne vplivajo le na patogene bakterije, temveč tudi na druge potencialno koristne. Fagi so po drugi strani lahko specifični glede na vrsto, tako da se lahko zdravljenje proti bakterijam, ki so odgovorne za okužbo, omeji, ne da bi to vplivalo na druge mikroorganizme..

6) Antibiotiki ne ubijejo vseh bakterij, zato lahko preživele bakterije prenašajo genetsko informacijo, ki daje svojim odpornikom odpornost na antibiotike, kar ustvarja odporne seve. Lizogenetski bakteriofagi uničijo bakterije, ki jih okužijo, kar zmanjšuje možnost razvoja odpornih bakterijskih sevov.

Reference

  1. L.-C. Fortier, O. Sekulović (2013). Pomen profagov za evolucijo in virulenco bakterijskih patogenov. Virulenca.
  2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Terapija fagov v klinični praksi: Zdravljenje okužb ljudi. Trenutna farmacevtska biotehnologija.
  3. Lizogenski cikel. V Wikipediji. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  4. R. Miller, M. Day (2008). Prispevek lizogeneze, psevdolizogenije in lakote k ekologiji faga. V: Stephen T Abedon (eds) Ekologija bakteriofagov: rast populacije, razvoj in vpliv bakterijskih virusov. University Press, Cambridge.
  5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagoterapija, alternativa za nadzor bakterijskih okužb. Perspektive v Kolumbiji. Universitas Scientiarum.
  6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Terapija fagov: dejstva in fikcija. Mednarodni dnevnik medicinske mikrobiologije.