Kas yra lizogeninis ciklas?



The Lizogeninis ciklas, taip pat vadinamas lizogenija, yra kai kurių virusų, daugiausia infekuojančių bakterijas, reprodukcijos procesas. Šiame cikle virusas įtraukia savo nukleino rūgštį į šeimininko bakterijos genomą.

Šis ciklas kartu su ličio ciklu sudaro du pagrindinius viruso replikacijos mechanizmus. Kai bakteriofagas lizogeninio ciklo metu įterpia savo DNR į bakterijų genomą, jis tampa profanas.

Ši profane užsikrėtusi bakterija ir toliau gyvena ir dauginasi. Kai atsiranda bakterijų reprodukcija, taip pat gaunama propagacijos kopija. Dėl to kiekviena bakterinė dukterinė ląstelė taip pat yra užsikrėtusi profane.

Užsikrėtusių bakterijų, taigi ir jų šeimininkų prophage, reprodukcija gali tęstis kelioms kartoms be viruso pasireiškimo..

Kartais, spontaniškai arba aplinkos streso sąlygomis, viruso DNR skiriasi nuo bakterijų. Atsiradus bakterijų genomui, virusas pradeda lytinį ciklą.

Šis viruso reprodukcijos etapas sukels bakterijų ląstelės (lizės) plyšimą, leidžiantį išleisti naujas viruso kopijas. Eukariotinės ląstelės taip pat yra atsparios lizogeniniams virusams. Tačiau dar nėra žinoma, kaip vyksta virusinės DNR įterpimas į eukariotinės ląstelės genomą.

Indeksas

  • 1 Bakteriofagas
  • 2 Virusinės infekcijos ciklas
    • 2.1 Litų ciklas
    • 2.2 Lizogeninis ciklas
    • 2.3 Nuolatinis plėtros ciklas
    • 2.4 Pseudolizenogeninis ciklas
  • 3 Lizogeninė konversija
  • 4 Fagoterapija
    • 4.1 Fagoterapijos privalumai
  • 5 Nuorodos

Bakteriofagas

Virusai, kurie užkrečia tik bakterijas, vadinami bakteriofagais. Jie taip pat žinomi kaip fagai. Šio tipo viruso dydis yra gana įvairus, o dydžių diapazonas gali būti maždaug nuo 20 iki 200 nm.

Bakteriofagai yra visur, gebantys praktiškai vystytis bet kurioje aplinkoje, kurioje randama bakterijų. Pavyzdžiui, apskaičiuota, kad šiek tiek mažiau nei trys ketvirtadaliai jūros gyvenančių bakterijų yra užsikrėtę fagais.

Virusinės infekcijos ciklas

Virusinė infekcija prasideda fagų adsorbcija. Fagų adsorbcija vyksta dviem etapais. Pirmajame, žinomas kaip grįžtamasis, viruso ir jo galimo šeimininko sąveika yra silpna.

Bet koks aplinkos sąlygų pasikeitimas gali baigti šią sąveiką. Vietoj negrįžtamos sąveikos dalyvauja specifiniai receptoriai, kurie užkerta kelią sąveikos nutraukimui.

Viruso DNR gali patekti į bakterijų vidų tik tada, kai atsiranda negrįžtama sąveika. Vėliau ir priklausomai nuo fago tipo jie gali atlikti įvairius reprodukcinius ciklus.

Be jau aprašytų lytinių ir lizogeninių ciklų, yra dar du reprodukciniai ciklai, nuolatinis vystymasis ir pseudologeninis ciklas..

Litų ciklas

Šiame etape viruso replikacija bakterijose vyksta greitai. Galų gale bakterijos patirs ląstelių ląstelę, o nauji virusai pateks į aplinką.

Kiekvienas iš šių išleistų fagų gali užpulti naują bakteriją. Pakartotinis šio proceso kartojimas leidžia infekcijai augti eksponentiškai. Lytiniame cikle dalyvaujantys bakteriofagai vadinami virulentiniais fagais.

Lizogeninis ciklas

Šiame cikle nėra ląstelės šeimininko lizės, kaip tai daroma lytiniame cikle. Po adsorbcijos ir įsiskverbimo etapų, fagų DNR integracijos į bakterijų ląstelės stadiją tęsiasi, kad taptų profago.

Fagų replikacija vyksta kartu su bakterijų reprodukcija. Profagos, integruotos į bakterijų genomą, paveldės dukterinės bakterijos. Virusas gali tęstis be tam tikrų bakterijų kartos.

Šis procesas yra dažnas, kai bakteriofagų skaičius yra didelis, palyginti su bakterijų skaičiumi. Virusai, atliekantys lizogeninį ciklą, nėra virulentiški ir vadinami vidutinio sunkumo.

Galiausiai, profagos gali būti atskirtos nuo bakterijų genomo ir transformuojamos į lytinius fagus. Pastarasis patenka į litogeninį ciklą, kuris veda prie bakterijų lizės ir naujų bakterijų infekcijos.

Nuolatinis plėtros ciklas

Kai kurie bakteriofagai atlieka daugybę replikacijų bakterijų viduje. Šiuo atveju, priešingai nei vyksta lizogeninio ciklo metu, jis nesukelia bakterijų lizės.

Naujai replikuoti virusai iš bakterijų išsiskiria tam tikrose ląstelių membranos vietose, nesukeliant jų gedimo. Šis ciklas vadinamas nuolatiniu vystymusi.

Pseudologeninis ciklas

Kartais maistinių medžiagų prieinamumas aplinkoje yra prasta, kad bakterijos normaliai augtų ir dauginasi. Tokiais atvejais manoma, kad turima ląstelių energija nėra pakankama, kad fagai sukurtų lizogeniją arba lizę..

Dėl to virusai patenka į pseudolizenogeninį ciklą. Tačiau šis ciklas vis dar mažai žinomas.

Lizogeninė konversija

Galiausiai profago ir bakterijos sąveikos rezultatas, pirmasis gali sukelti bakterijos fenotipo pokyčių atsiradimą..

Tai dažniausiai pasitaiko tada, kai šeimininko bakterija nėra įprastinio viruso ciklo dalis. Šis reiškinys vadinamas lizogenine konversija.

Propagacijos DNR sukeliami bakterijų pokyčiai didina šeimininko biologinę sėkmę. Padidinus bakterijų biologinį pajėgumą ir išgyvenimo sėkmę, virusas taip pat yra naudingas..

Toks abiejų dalyvių naudingas santykis gali būti klasifikuojamas kaip simbiozės tipas. Tačiau turime nepamiršti, kad virusai nelaikomi gyvomis būtybėmis.

Pagrindinė lizogeniškai transformuotų bakterijų nauda yra jų apsauga nuo kitų bakteriofagų atakų. Lizogeninis konversija taip pat gali padidinti bakterijų patogeniškumą jų šeimininkuose.

Netgi patogeninės bakterijos gali patogeninės dėl lizogeninės konversijos. Šis genomo pakeitimas yra nuolatinis ir paveldimas.

Fagoterapija

Fagoterapija - tai terapija, apimanti fagų taikymą kaip kontrolės mechanizmą, siekiant užkirsti kelią patogeninių bakterijų plitimui. Ši bakterijų kontrolės metodika pirmą kartą buvo panaudota 1919 m.

Tokiu atveju ji buvo įdarbinta pacientui, sergančiam dizenterija, gydyti ir gauti visiškai palankų rezultatą. Fagoterapija buvo sėkmingai naudojama praėjusio amžiaus pradžioje.

Atradus peniciliną, taip pat ir kitas antibiotines medžiagas, Vakarų Europoje ir Amerikos žemyne ​​fagoterapija buvo praktiškai atsisakyta..

Nepriklausomas antibiotikų naudojimas leido atsirasti bakterijų padermėms, kurios yra daugialypės antibiotikams. Šios bakterijos tampa vis dažnesnės ir atsparesnės.

Dėl šios priežasties Vakarų pasaulis susidomėjo plėtojant fagoterapiją užteršimui ir bakterinėms infekcijoms kontroliuoti..

Fagoterapijos privalumai

1) Fagų augimas vyksta eksponentiškai, didinant jo veikimą laikui bėgant, priešingai, antibiotikai praranda savo poveikį per tam tikrą laiką dėl molekulės metabolizmo..

2) Fagai turi gebėjimą patirti mutacijas, tai leidžia jiems kovoti su atsparumu, kurį bakterijos gali išsivystyti į jų ataka. Priešingai, antibiotikai visada turi tą patį veikliąją medžiagą, todėl, kai bakterijos sukelia atsparumą tokiems aktyviems ingredientams, antibiotikai yra nenaudingi

3) Fagoterapija neturi jokio šalutinio poveikio, kuris gali būti kenksmingas pacientams.

4) Naujos faginės padermės sukūrimas yra daug greitesnė ir pigesnė procedūra nei naujo antibiotiko aptikimas ir vystymas.

5) Antibiotikai turi įtakos ne tik patogeninėms bakterijoms, bet ir kitoms potencialiai naudingoms. Kita vertus, fagai gali būti būdingi rūšiai, todėl gydymas nuo už infekciją atsakingų bakterijų gali būti ribojamas, nedarant įtakos kitiems mikroorganizmams..

6) Antibiotikai nežudo visų bakterijų, todėl išgyvenusios bakterijos gali perduoti genetinę informaciją, suteikiančią atsparumą antibiotikui jų palikuonims, taip sukuriant atsparius padermes. Lizogenetiniai bakteriofagai naikina užkrėstas bakterijas, mažindami atsparių bakterijų štamų atsiradimo galimybę..

Nuorodos

  1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Bakterijų patogenų evoliucijos ir virulentiškumo svarba. Virulencija.
  2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedonas (2010). Fagų terapija klinikinėje praktikoje: žmogaus infekcijų gydymas. Dabartinė farmacijos biotechnologija.
  3. Lizogeninis ciklas. Vikipedijoje. Gauta iš en.wikipedia.org.
  4. R. Miller, M. Day (2008). Lizogenijos, pseudolizogeniškumo ir bado įtaka fagų ekologijai. In: Stephen T Abedon (red.) Bakteriofago ekologija: gyventojų augimas, evoliucija ir bakterijų virusų poveikis. University Press, Kembridžas.
  5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagoterapija, alternatyva bakterinių infekcijų kontrolei. Perspektyvos Kolumbijoje. Universitas Scientiarum.
  6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Fagų terapija: faktai ir fantastika. Tarptautinis medicinos mikrobiologijos žurnalas.