Mis on lüsogeenne tsükkel?

The Lüsogeenne tsükkel, nimetatakse ka lüsogeenseks, on mõnede viiruste, peamiselt baktereid nakatavate viiruste paljunemise protsessi etapp. Selles tsüklis sisestab viirus oma nukleiinhappe peremeesbakteri genoomi.

See tsükkel moodustab koos lititsükliga viiruse replikatsiooni kaks peamist mehhanismi. Kui bakteriofaag lüsogeense tsükli ajal sisestab oma DNA bakteriaalsesse genoomi, muutub see profaanseks.

Selle profaaniga nakatunud bakter elab ja paljuneb jätkuvalt. Bakterite paljunemise korral saadakse ka proovi koopia. Selle tulemusel nakatatakse iga bakterite tütarrakk profaaniga.

Nakatunud bakterite ja seega nende peremehe profhage paljunemine võib jätkuda mitme põlvkonna jooksul ilma viiruse ilminguta..

Mõnikord eraldub viiruse DNA spontaanselt või keskkonnakoormuse tingimustes bakteriaalsest. Kui bakteri genoom eraldub, käivitab viirus lüütilise tsükli.

See viiruse reproduktiivne staadium põhjustab bakteriraku (lüüsi) purunemist, mis võimaldab vabastada viiruse uued koopiad. Eukarüootsed rakud on samuti vastuvõtlikud lüsogeensete viiruste rünnakule. Siiski ei ole veel teada, kuidas toimub viiruse DNA sisestamine eukarüootsete rakkude genoomi.

Indeks

• 1 Bakteriofaag
• 2 Viirusnakkuse tsükkel
  • 2.1 Lithic tsükkel
  • 2.2 Lüsogeenne tsükkel
  • 2.3 Pidev arengutsükkel
  • 2.4 Pseudolüsenogeenne tsükkel
• 3 Lüsogeenne konversioon
• 4 Fagoteraapia
  • 4.1 Fagoteraapia eelised
• 5 Viited

Bakteriofaag

Viiruseid, mis nakatavad ainult baktereid, nimetatakse bakteriofaagideks. Neid tuntakse ka faagidena. Seda tüüpi viiruse suurus on üsna varieeruv, suurusega vahemikus 20 kuni 200 nm.

Bakteriofaagid on üldlevinud, olles võimelised arenema praktiliselt igas keskkonnas, kus leidub baktereid. Näiteks on hinnatud, et veidi vähem kui kolm neljandikku merel elavatest bakteritest on nakatunud faagidega.

Viirusnakkuse tsükkel

Viirusinfektsioon algab faagi adsorptsiooniga. Faagi adsorptsioon toimub kahes etapis. Esimeses, mida nimetatakse pöörduvaks, on viiruse ja selle potentsiaalse peremehe vaheline koostoime nõrk.

Keskkonnatingimuste mis tahes muutus võib selle koostoime lõpetada. Selle asemel on pöördumatu interaktsioon seotud spetsiifiliste retseptoritega, mis takistavad interaktsiooni katkestamist.

Viiruse DNA võib tungida bakterite sisemusse ainult siis, kui toimub pöördumatu interaktsioon. Seejärel ja sõltuvalt faagi tüübist võivad nad teostada erinevaid paljunemistsükleid.

Lisaks juba kirjeldatud lüütilistele ja lüsogeensetele tsüklitele on veel kaks reproduktiivtsüklit, pidev areng ja pseudolyeensed tsüklid..

Lithic tsükkel

Selle etapi jooksul toimub viiruse replikatsioon bakterites kiiresti. Lõpuks kannatavad bakterid oma rakuseina lüüsi ja uued viirused lastakse keskkonda.

Kõik need uued vabanenud faagid võivad rünnata uut bakterit. Selle protsessi järjestikune kordamine võimaldab infektsiooni eksponentsiaalselt kasvada. Lüütilises tsüklis osalevaid bakteriofaage nimetatakse virulentseks faagiks.

Lüsogeenne tsükkel

Selles tsüklis ei toimu peremeesraku lüüsi, nagu seda tehakse lüütilises tsüklis. Pärast adsorptsiooni ja läbitungimise etappe jätkub faagi DNA integreerumise aste bakterirakkude omaga, et saada profaasiks.

Faagi replikatsioon toimub samaaegselt bakterite paljunemisega. Bakteriaalsesse genoomi integreeritud profakad pärivad tütarbakterid. Viirus võib jätkuda ilma paljude bakterite põlvkondadeta.

See protsess on sagedane, kui bakteriofaagide arv on bakterite arvuga võrreldes kõrge. Lüsogeenset tsüklit teostavad viirused ei ole virulentsed ja neid nimetatakse mõõdukateks.

Lõpuks võib profagoseid bakteriaalsest genoomist eraldada ja transformeerida lüütilisteks faagideks. Viimane siseneb litogeensesse tsüklisse, mis viib bakterite lüüsi ja uute bakterite nakatumiseni.

Pidev arengutsükkel

Mõned bakteriofaagid teevad bakterites mitmeid replikatsioone. Sel juhul ei põhjusta see vastupidiselt lüsogeense tsükli ajal bakteriaalsele lüüsile.

Uuesti replikeeritud viirused vabanevad bakteritest rakumembraani kindlatel kohtadel, põhjustamata nende lagunemist. Seda tsüklit nimetatakse pidevaks arenguks.

Pseudolyogeenne tsükkel

Mõnikord on toitainete kättesaadavus keskkonnas nõrk, et bakterid normaalselt kasvada ja paljuneda. Sellistel juhtudel arvatakse, et olemasolev rakuline energia ei ole piisav, et faagid saaksid lüsogeeni või lüüsi..

Seetõttu sisenevad viirused pseudolüsenogeensesse tsüklisse. See tsükkel on siiski vähe teada.

Lüsogeenne konversioon

Lõpuks võib profago ja bakteri vahelise koostoime tulemusena esile kutsuda bakteri fenotüübi muutuste ilmnemise..

See juhtub peamiselt siis, kui peremees bakter ei kuulu viiruse tavapärasesse tsüklisse. Seda nähtust nimetatakse lüsogeenseks konversiooniks.

Propagandi DNA poolt bakterites põhjustatud muutused suurendavad peremehe bioloogilist edu. Bakterite bioloogilise suutlikkuse ja ellujäämise edu suurendamisega saab viirus kasu..

Seda tüüpi kasulikke suhteid mõlema osaleja jaoks võib liigitada sümbioosi tüübiks. Siiski peame meeles pidama, et viirusi ei peeta elusolenditeks.

Lüsogeenselt transformeeritud bakterite peamine kasu on nende kaitse teiste bakteriofaagide rünnaku eest. Lüsogeenne muundumine võib samuti suurendada bakterite patogeensust oma peremeesorganismides.

Isegi mittepatogeensed bakterid võivad muutuda patogeenseks lüsogeense muundamisega. See muutus genoomis on püsiv ja pärilik.

Fagoteraapia

Fagoteraapia on ravi, mis hõlmab faagi kasutamist kontrollmehhanismina patogeensete bakterite leviku tõkestamiseks. Seda bakterite kontrolli metoodikat kasutati esimest korda 1919. aastal.

Sel juhul oli ta töötanud düsenteeria all kannatava patsiendi raviks, saavutades täiesti soodsa tulemuse. Fagoteraapiat kasutati edukalt eelmise sajandi alguses.

Penitsilliini ja teiste antibiootikumide avastamisega on Lääne-Euroopas ja Ameerika mandril praktiliselt loobutud fagoteraapiast..

Antibiootikumide valimatu kasutamine võimaldas antibiootikumidele multiresistentsete bakteritüvede ilmumist. Need bakterid muutuvad sagedasemaks ja resistentsemaks.

Sellest tulenevalt on läänemaailma jaoks uus huvi saastumise ja bakteriaalsete nakkuste tõrjeks mõeldud fagoteraapia arendamise vastu..

Fagoteraapia eelised

1) Faagi kasv toimub eksponentsiaalselt, suurendades selle mõju aja jooksul, vastupidi, antibiootikumid kaotavad oma aja jooksul metaboolse lagunemise tõttu toime..

2) Faagid on võimelised läbima mutatsioone, mis võimaldab neil võidelda resistentsusega, mida bakterid võivad rünnata. Seevastu antibiootikumidel on alati sama toimeaine, nii et kui bakterid tekitavad resistentsust selliste toimeainete suhtes, on antibiootikumid kasutud

3) Fagoteraapial ei ole patsiendile kahjulikke kõrvaltoimeid.

4) Uue faagi tüve areng on palju kiirem ja odavam kui uue antibiootikumi avastamine ja väljatöötamine.

5) Antibiootikumid mõjutavad mitte ainult patogeenseid baktereid, vaid ka teisi potentsiaalselt kasulikke. Seevastu võivad faagid olla liigispetsiifilised, nii et nakkuse eest vastutavate bakterite ravi võib olla piiratud, mõjutamata seejuures teisi mikroorganisme..

6) Antibiootikumid ei tapa kõiki baktereid, seega võivad ellujäänud bakterid edastada geneetilist informatsiooni, mis annab nende järglastele resistentsuse antibiootikumi suhtes, luues seega resistentsed tüved. Lüsogeneetilised bakteriofaagid tapavad nakatunud bakterid, vähendades resistentsete bakteritüvede tekkimise võimalust.

Viited

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Propagade tähtsus bakteriaalsete patogeenide evolutsioonile ja virulentsusele. Virulentsus.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Faagravi kliinilises praktikas: inimeste infektsioonide ravi. Praegune farmatseutiline biotehnoloogia.
3. Lüsogeenne tsükkel. Wikipedias. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Lüsogeeni, pseudolüüsogeneesi ja nälga panus faagi ökoloogiasse. In: Stephen T Abedon (eds) Bakteriofaagi ökoloogia: populatsiooni kasv, evolutsioon ja bakteriaalsete viiruste mõju. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagoteraapia, alternatiiv bakteriaalsete infektsioonide tõrjeks. Perspektiivid Colombias. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Faagiteraapia: faktid ja ilukirjandus. International Journal of Medical Microbiology.