Bakteriofagi: mikä se on, miten tunnistaa ja elinkaaret (lyyttinen ja lysogeeninen)

Sisältö

• Bakteriofagin ominaisuudet
• Kuinka lyyttiset ja lysogeeniset syklit tapahtuvat
• Lyyttinen sykli
• Lysogeeninen sykli
• Mikä on faagiterapia

Bakteriofaagit, jotka tunnetaan myös nimellä faagit, ovat joukko viruksia, jotka kykenevät tartuttamaan ja lisääntymään bakteerisoluissa ja jotka poistuessaan edistävät niiden tuhoutumista.

Bakteriofageja on eri ympäristöissä, ja ne voidaan eristää vedestä, maaperästä, elintarvikkeista ja jopa muista mikro-organismeista. Vaikka bakteriofagit voivat esiintyä myös elimistössä, lähinnä ihossa, suuontelossa, keuhkoissa sekä virtsa- ja ruoansulatuskanavassa, eivät bakteerifagit aiheuta sairauksia tai muutoksia ihmiskehossa, koska ne suosivat prokaryootteja soluja, ts. vähemmän soluja, kuten bakteereja.

Lisäksi ne kykenevät stimuloimaan kehon immuunivastetta siten, että ne eivät voi toimia organismin moitteettomasta toiminnasta vastuussa oleville mikro-organismeille sen lisäksi, että niillä on korkea spesifisyys isäntäänsä eli patogeeniseen mikro-organismiin nähden. Täten mikrobiomiin kuuluvat bakteerit eivät tuhoutu bakteriofagien ja immuunijärjestelmän välisen positiivisen suhteen takia.

Bakteriofagin ominaisuudet

Bakteriofagit ovat viruksia, joita voi esiintyä eri ympäristöissä, mukaan lukien ihmiskeho, mutta ne eivät aiheuta muutoksia tai sairauksia, koska niillä ei ole spesifisyyttä kehoa muodostaville soluille. Muita bakteriofagin ominaisuuksia ovat:

• Ne muodostuu kapsidista, joka on proteiinien muodostama rakenne, jonka tehtävänä on suojata viruksen geneettistä materiaalia;
• Niillä voi olla erityyppisiä geneettisiä materiaaleja, kuten kaksijuosteinen DNA, yksijuosteinen DNA tai RNA;
• Sen lisäksi, että bakteriofagit voidaan erottaa geneettisen rakenteensa perusteella, ne voidaan erottaa myös kapsidin rakenteesta;
• He eivät kykene lisääntymään isännän ulkopuolella, toisin sanoen heidän on oltava kosketuksessa bakteerisolun kanssa replikaation tapahtumiseksi, ja tästä syystä ne voidaan tunnistaa myös "bakteerilajina";
• Niillä on korkea spesifisyys isännälle, joka on bakteerisoluja.

Bakteriofagien luokittelua tutkitaan edelleen, mutta joitain ominaisuuksia voi olla hyödyllistä erottaa ja luokitella bakteriofaageja, kuten geneettisen materiaalin tyyppi, morfologia, genomiset ominaisuudet ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet.

Kuinka lyyttiset ja lysogeeniset syklit tapahtuvat

Lyyttiset ja lysogeeniset syklit ovat bakteriofagin lisääntymissyklejä kosketuksessa bakteerisolun kanssa, ja ne voidaan erottaa viruksen käyttäytymisen mukaan.

Lyyttinen sykli

Lyyttinen sykli on sellainen, jossa bakteriofagin geneettisen materiaalin ruiskuttamisen jälkeen bakteerisoluun tapahtuu replikaatio ja uusien bakteriofagien muodostuminen, jotka niiden lähtiessä tuhoavat bakteerisolun. Joten yleisesti sykli tapahtuu seuraavasti:

1. Adsorptio: bakteriofaagi tarttuu herkän bakteerisolun kalvoon membraanireseptorien kautta;
2. Pääsy tai tunkeutuminen: bakteriofagin geneettinen materiaali tulee bakteerisoluun;
3. Replikointi: tämä geneettinen materiaali koordinoi proteiinien ja muiden DNA-molekyylien synteesiä, jos se on DNA-bakteriofagi;
4. Kokoonpano: uusia bakteriofaageja muodostuu ja replikoitu DNA pakataan syntetisoitujen proteiinien avulla, mikä johtaa kapsidiin;
5. Lise: muodostunut bakteriofagi lähtee bakteerisolusta ja edistää sen tuhoutumista.

Lysogeeninen sykli

Lysogeenisessä syklissä bakteriofagin geneettinen materiaali sisällytetään bakteerin omaan, mutta tämä prosessi voi edustaa vain bakteerin virulenssigeenien hiljentämistä sen lisäksi, että se on palautuva prosessi. Tämä sykli tapahtuu seuraavasti:

1. Adsorptio: bakteriofaagi adsorboituu bakteerikalvoon;
2. Tulo: bakteriofagin geneettinen materiaali tulee bakteerisoluun;
3. Liittäminen: bakteriofagin geneettinen materiaali integroituu bakteerin omaan, josta tulee profago;
4. Divisioona: yhdistetty materiaali, profago, jakautuu bakteerijakauman mukaan.

Profagus ei ole aktiivinen, toisin sanoen sen geenit eivät ole ekspressoituneita eivätkä siten johda negatiivisiin muutoksiin bakteereissa ja se on täysin palautuva prosessi.

Koska bakteriofaagit ovat vuorovaikutuksessa bakteerin geneettisen materiaalin kanssa ja voivat edistää sen tuhoutumista, näitä viruksia voidaan käyttää tutkimuksessa uusien strategioiden kehittämiseen moniresistenttien infektioiden torjumiseksi.

Mikä on faagiterapia

Faagiterapia, joka tunnetaan myös nimellä faagihoito, on eräänlainen hoito, joka käyttää bakteriofageja taistelemaan bakteeri-infektioita, etenkin moniresistenttien mikro-organismien aiheuttamia infektioita. Tämän tyyppinen hoito on turvallista, koska bakteriofaagit vaikuttavat vain patogeenisiin bakteereihin ja säilyttävät siten ihmisen normaalin mikrobin.

Vaikka tämän tyyppistä hoitoa on kuvattu vuosia, vasta nyt se on saavuttanut kirjallisuudessa merkityksen niiden bakteerien määrän lisääntymisen vuoksi, jotka eivät reagoi tavanomaiseen antibioottihoitoon.

Huolimatta siitä, että faagihoidolla on suotuisa tekniikka, sillä on joitain rajoituksia. Kukin bakteriofagityyppi on spesifinen tietylle bakteerille, joten näitä faageja ei voitu käyttää erillään erilaisten mikro-organismien aiheuttamien infektioiden torjunnassa, mutta tässä tapauksessa "faagisekoitus" voitaisiin formuloida tartunnasta vastuussa olevien mikro-organismien mukaan . Lisäksi, pääasiassa lysogeenisen syklin takia, bakteriofaagit voivat edistää resistenssigeenien siirtymistä bakteeriin, mikä tekee hoidosta tehotonta.