Što je lizogeni ciklus?

Lizogenski ciklus, također poznat kao lizogenija, je faza procesa reprodukcije nekih virusa, uglavnom onih koji inficiraju bakterije. U ovom ciklusu, virus umeće svoju nukleinsku kiselinu u genom bakterije domaćina.

Ovaj ciklus, zajedno s ciklusom litike, čini dva glavna mehanizma replikacije virusa. Kada bakteriofag, tijekom lizogenog ciklusa, unese svoju DNA u bakterijski genom, postaje profan.

Bakterija zaražena ovim profanom nastavlja živjeti i razmnožavati se. Kada dođe do bakterijske reprodukcije, dobiva se i replika profaga. To dovodi do toga da svaka bakterijska kćerka stanica također bude zaražena profanom.

Razmnožavanje zaraženih bakterija, a time i njihovog domaćina, može se nastaviti nekoliko generacija bez manifestacije virusa..

Ponekad, spontano, ili u uvjetima stresa okoline, DNA virusa odvaja se od bakterija. Kada dođe do odvajanja bakterijskog genoma, virus inicira litički ciklus.

Ova reproduktivna faza virusa uzrokovat će rupturu bakterijske stanice (liza) koja omogućuje oslobađanje novih kopija virusa. Eukariotske stanice su također podložne napadu lizogenih virusa. Međutim, još nije poznato kako dolazi do umetanja virusne DNA u genom eukariotske stanice.

indeks

• 1 Bakteriofag
• 2 Ciklus virusnih infekcija
  • 2.1 Litički ciklus
  • 2.2 Lizogeni ciklus
  • 2.3 Kontinuirani razvojni ciklus
  • 2.4 Pseudolisenogenski ciklus
• 3 Lizogenska konverzija
• 4 Fagoterapija
  • 4.1 Prednosti fagoterapije
• 5 Reference

Bakteriofag

Virusi koji samo zaraze bakterije nazivaju se bakteriofagi. Oni su također poznati kao fagi. Veličina ove vrste virusa je prilično varijabilna, s rasponom veličina koji može biti između 20 i 200 nm.

Bakteriofagi su sveprisutni i mogu se razviti praktički u bilo kojem okruženju gdje se nalaze bakterije. Procijenjeno je, na primjer, da je nešto manje od tri četvrtine bakterija koje žive u moru zaražene fagima.

Ciklus virusnih infekcija

Virusna infekcija počinje adsorpcijom faga. Adsorpcija faga odvija se u dvije faze. U prvoj, poznatoj kao reverzibilna, interakcija između virusa i njegovog potencijalnog domaćina je slaba.

Svaka promjena uvjeta okoliša može rezultirati prestankom ove interakcije. Umjesto toga, u nepovratnoj interakciji sudjeluju specifični receptori koji sprječavaju prekid interakcije.

DNK virusa može prodrijeti u unutrašnjost bakterija samo kada dođe do nepovratne interakcije. Nakon toga, ovisno o vrsti faga, mogu obavljati različite reproduktivne cikluse.

Osim već opisanih litičkih i lizogenih ciklusa, postoje dva druga reproduktivna ciklusa, kontinuirani razvoj i pseudoliogeni.

Litički ciklus

Tijekom ove faze, replikacija virusa unutar bakterija odvija se brzo. Na kraju će bakterija pretrpjeti lizu svoje stanične stijenke i novi će virusi biti pušteni u okoliš.

Svaki od ovih novootvorenih faga može napasti novu bakteriju. Uzastopno ponavljanje ovog procesa omogućuje da infekcija eksponencijalno raste. Bakteriofagi koji sudjeluju u litičkom ciklusu nazivaju se virulentnim fagima.

Lizogenski ciklus

U ovom ciklusu ne dolazi do lize stanice domaćina, kao što to čini u litičkom ciklusu. Nakon stadija adsorpcije i penetracije, nastavlja se stupanj integracije DNA faga s onom bakterijske stanice, da bi postao profago.

Replikacija faga odvijat će se istodobno s reprodukcijom bakterija. Profagos integriran u bakterijski genom naslijedit će kćerke bakterije. Virus se može nastaviti bez manifestiranja za nekoliko generacija bakterija.

Ovaj proces je čest kada je broj bakteriofaga visok u usporedbi s brojem bakterija. Virusi koji provode lizogeni ciklus nisu virulentni i nazivaju se umjerenima.

Na kraju se profagos može odvojiti od bakterijskog genoma i transformirati u litičke fage. Potonji ulaze u litogeni ciklus koji dovodi do bakterijske lize i infekcije novih bakterija.

Kontinuirani razvojni ciklus

Neki bakteriofagi izvode brojne ponavljanja unutar bakterija. U ovom slučaju, suprotno onome što se događa tijekom lizogenog ciklusa, ne uzrokuje lizu bakterija.

Nedavno replicirani virusi oslobađaju se iz bakterija na određenim mjestima na staničnoj membrani, bez izazivanja njihovog sloma. Ovaj se ciklus naziva kontinuiranim razvojem.

Pseudoliogeni ciklus

Ponekad je dostupnost hranjivih tvari u okolišu loša za rast bakterija i normalna reprodukcija. U tim slučajevima, vjeruje se da raspoloživa stanična energija nije dovoljna da fagi proizvode lizogeniju ili lizu.

Zbog toga virusi ulaze u pseudolisenogenski ciklus. Ovaj je ciklus ipak malo poznat.

Lizogenska konverzija

Konačno, proizvod interakcije između profaga i bakterije, prvi može izazvati pojavu promjena u fenotipu bakterije..

To se događa uglavnom kada bakterija domaćina nije dio uobičajenog ciklusa virusa. Ovaj fenomen naziva se lizogenska konverzija.

Promjene inducirane u bakterijama pomoću DNA profaga povećavaju biološki uspjeh domaćina. Povećanjem biološkog kapaciteta i uspjeha preživljavanja bakterija, virus također koristi..

Ova vrsta korisnog odnosa za oba sudionika mogla bi se klasificirati kao tip simbioze. Međutim, moramo zapamtiti da se virusi ne smatraju živim bićima.

Glavna prednost dobivena lizogeno transformiranim bakterijama je njihova zaštita od napada drugih bakteriofaga. Lizogenska konverzija također može povećati patogenost bakterija u njihovim domaćinima.

Čak i nepatogene bakterije mogu postati patogene putem lizogene konverzije. Ova promjena genoma je trajna i nasljedna.

phagotherapy

Fagoterapija je terapija koja uključuje primjenu faga kao kontrolnog mehanizma za sprječavanje širenja patogenih bakterija. Ova metodologija bakterijske kontrole prvi put je korištena 1919.

Tom je prigodom bila zaposlena kako bi liječila pacijenta koji pati od dizenterije i dobila potpuno povoljan rezultat. Fagoterapija je uspješno korištena početkom prošlog stoljeća.

Otkrićem penicilina, kao i drugih antibiotskih tvari, u zapadnoj Europi i na američkom kontinentu praktički je napuštena fagoterapija..

Neslužbena uporaba antibiotika omogućila je pojavu bakterijskih sojeva multirezistentnih na antibiotike. Ove bakterije postaju sve češće i otpornije.

Zbog toga postoji novi interes za zapadni svijet za razvoj fagoterapije za kontrolu kontaminacije i bakterijskih infekcija..

Prednosti fagoterapije

1) Fagni rast događa eksponencijalno, povećavajući njegovo djelovanje tijekom vremena, antibiotici naprotiv, oni gube svoj učinak tijekom vremena zbog metaboličke destrukcije molekule..

2) Fagi imaju sposobnost da se podvrgnu mutacijama, što im omogućuje da se bore protiv otpora koji bakterije mogu razviti u njihov napad. Nasuprot tome, antibiotici uvijek imaju isti aktivni sastojak, pa kada bakterije razvijaju otpornost na takve aktivne sastojke, antibiotici su beskorisni

3) Fagoterapija nema nuspojava koje mogu biti štetne za pacijente.

4) Razvoj novog soja faga je mnogo brži i jeftiniji postupak od otkrivanja i razvoja novog antibiotika.

5) Antibiotici ne utječu samo na patogene bakterije, već i na druge potencijalno korisne. Fagi, s druge strane, mogu biti specifični za vrstu, tako da se tretman protiv bakterija odgovornih za infekciju može ograničiti, bez utjecaja na druge mikroorganizme..

6) Antibiotici ne ubijaju sve bakterije, stoga preživjele bakterije mogu prenijeti genetsku informaciju koja im daje otpornost na antibiotike njihovim potomcima, stvarajući tako otporne sojeve. Lizogenetski bakteriofagi ubijaju bakterije koje inficiraju, smanjujući mogućnost razvoja rezistentnih bakterijskih sojeva.

reference

1. L.-C. Fortier, O. Sekulović (2013). Značaj profagija za evoluciju i virulentnost bakterijskih patogena. zaraznost.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Terapija fagom u kliničkoj praksi: Liječenje infekcija ljudi. Aktualna farmaceutska biotehnologija.
3. Lizogenski ciklus. U Wikipediji. Preuzeto s en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Doprinos lizogenije, pseudolizogenije i izgladnjivanja ekologiji faga. U: Stephen T Abedon (eds) Ekologija bakteriofaga: rast populacije, evolucija i utjecaj bakterijskih virusa. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015.). Fagoterapija, alternativa za kontrolu bakterijskih infekcija. Perspektive u Kolumbiji. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Terapija fagom: činjenice i fikcija. International Journal of Medical Microbiology.