Mikä on lysogeeninen sykli?



Lysogeeninen sykli, kutsutaan myös lysogeeniksi, on eräiden virusten, lähinnä bakteereja tarttuvien, lisääntymisprosessin vaihe. Tässä jaksossa virus lisää nukleiinihaponsa isäntäbakteerin genomiin.

Tämä sykli muodostaa yhdessä litiumsyklin kanssa viruksen replikaation kaksi päämekanismia. Kun bakteriofaagi lysogeenisen syklin aikana lisää DNA: nsa bakteeri-genomiin, siitä tulee profaani.

Tällä profaanilla infektoitu bakteeri elää ja lisääntyy edelleen. Kun bakteerit lisääntyvät, saadaan myös kopio prophagesta. Tämä johtaa siihen, että jokainen bakteerin tyttärisolu on myös infektoitunut profaanilla.

Tartunnan saaneiden bakteerien ja siten niiden isäntäprofagien lisääntyminen voi jatkua useiden sukupolvien ajan ilman viruksen ilmenemistä..

Toisinaan spontaanisti tai ympäristörasituksen olosuhteissa viruksen DNA erottuu bakteerista. Kun bakteerigenomi erottuu, virus käynnistää lyyttisen syklin.

Tämä viruksen lisääntymisvaihe aiheuttaa bakteerisolun (lyysi) rikkoutumisen, mikä sallii viruksen uusien kopioiden vapautumisen. Eukaryoottiset solut ovat myös herkkiä lysogeenisten virusten hyökkäykselle. Ei ole kuitenkaan vielä tiedossa, miten virus-DNA: n insertointi eukaryoottisolun genomiin tapahtuu.

indeksi

  • 1 Bakteriofagi
  • 2 Virusinfektiosykli
    • 2.1 Lithic-sykli
    • 2.2 Lysogeeninen sykli
    • 2.3 Jatkuva kehitysjakso
    • 2.4 Pseudolysenogeeninen sykli
  • 3 Lysogeeninen konversio
  • 4 Fagoterapia
    • 4.1 Fagoterapian edut
  • 5 Viitteet

Bakteriofaagi

Viruksia, jotka tarttuvat vain bakteereihin, kutsutaan bakteriofageiksi. Niitä kutsutaan myös faageiksi. Tämäntyyppisen viruksen koko on varsin vaihteleva, ja niiden koko on noin 20 - 200 nm.

Bakteriofagit ovat kaikkialla esiintyviä, ja ne voivat kehittyä käytännössä missä tahansa ympäristössä, jossa bakteereja löytyy. Esimerkiksi on arvioitu, että hieman alle kolme neljäsosaa merellä elävistä bakteereista on faagien saastuttamia.

Virusinfektiosykli

Virusinfektio alkaa faagin adsorptiolla. Faagin adsorptio tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä, joka tunnetaan reversiibelinä, viruksen ja sen potentiaalisen isännän välinen vuorovaikutus on heikko.

Ympäristöolosuhteiden muutos voi johtaa tämän vuorovaikutuksen lopettamiseen. Sen sijaan peruuttamattomassa vuorovaikutuksessa on mukana spesifisiä reseptoreita, jotka estävät vuorovaikutuksen keskeytymisen.

Viruksen DNA voi tunkeutua bakteerien sisäosaan vasta, kun tapahtuu peruuttamaton vuorovaikutus. Tämän jälkeen ja riippuen faagin tyypistä ne voivat suorittaa erilaisia ​​lisääntymisjaksoja.

Jo kuvattujen lyyttisten ja lysogeenisten syklien lisäksi on olemassa kaksi muuta lisääntymisjaksoa, jatkuva kehitys ja pseudolyogeeninen sykli..

Lithic-sykli

Tämän vaiheen aikana viruksen replikaatio bakteereissa tapahtuu nopeasti. Lopulta bakteerit kärsivät sen soluseinän hajoamisesta ja uudet virukset vapautuvat ympäristöön.

Kukin näistä uusista faageista voi hyökätä uuteen baktee- riin. Tämän prosessin peräkkäinen toistaminen mahdollistaa infektion kasvun eksponentiaalisesti. Lytiseen sykliin osallistuvia bakteriofageja kutsutaan virulentteiksi faageiksi.

Lysogeeninen sykli

Tässä jaksossa isäntäsolun hajoaminen ei tapahdu, kuten se tapahtuu lyyttisyklin aikana. Adsorptio- ja tunkeutumisvaiheiden jälkeen faagi-DNA: n integroitumisvaihe bakteerisolun tasoon jatkuu, jotta siitä tulee profago.

Faagin replikaatio tapahtuu samanaikaisesti bakteerien lisääntymisen kanssa. Tytärbakteerit perivät bakteerigeeniin integroidut profagosit. Virus voi jatkua ilmentämättä useita bakteereja.

Tämä prosessi on yleinen, kun bakteerien määrä on suuri verrattuna bakteerien määrään. Lysogeenisen syklin suorittavat virukset eivät ole virulentteja ja niitä kutsutaan leutoiksi.

Lopulta profagos voidaan erottaa bakteerigenomista ja transformoida lyyttisiksi faageiksi. Jälkimmäinen siirtyy litogeeniseen sykliin, joka johtaa bakteerien lyysiin ja uusien bakteerien infektointiin.

Jatkuva kehitysjakso

Jotkut bakteriofagit suorittavat lukuisia replikaatioita bakteerien sisällä. Tässä tapauksessa, toisin kuin tapahtuu lysogeenisen syklin aikana, se ei aiheuta bakteeri-lyysiä.

Uusitut virukset vapautuvat bakteereista solukalvon tietyissä paikoissa aiheuttamatta niiden hajoamista. Tätä sykliä kutsutaan jatkuvaksi kehittämiseksi.

Pseudolyogeeninen sykli

Joskus ravinteiden saatavuus ympäristössä on huono, jotta bakteerit voivat kasvaa ja lisääntyä normaalisti. Näissä tapauksissa uskotaan, että käytettävissä oleva soluenergia ei riitä faagien tuottamiseen lysogeenisesti tai lyysiin..

Tämän vuoksi virukset siirtyvät sitten pseudolysenogeeniseen sykliin. Tämä sykli on kuitenkin vielä vähän tiedossa.

Lysogeeninen konversio

Lopulta profagon ja bakteerin välisen vuorovaikutuksen tuote, ensimmäinen voi aiheuttaa bakteerin fenotyypin muutosten ilmaantumisen.

Tämä tapahtuu pääasiassa silloin, kun isäntäbakteeri ei ole osa tavanomaista viruksen sykliä. Tätä ilmiötä kutsutaan lysogeeniseksi muunnokseksi.

Profeenin DNA: n bakteerien aiheuttamat muutokset lisäävät isännän biologista menestystä. Lisäämällä bakteerien biologista kapasiteettia ja selviytymiskehitystä virus voi myös hyötyä..

Tällainen hyödyllinen suhde molempiin osallistujiin voidaan luokitella symbioosityyppiksi. Meidän on kuitenkin muistettava, että viruksia ei pidetä elävinä olennoina.

Lysogeenisesti transformoiduista bakteereista saadut tärkeimmät hyödyt ovat niiden suojaus muiden bakteerien tarttumista vastaan. Lysogeeninen konversio voi myös lisätä bakteerien patogeenisyyttä isännissään.

Jopa ei-patogeeniset bakteerit voivat muuttua patogeenisiksi lysogeenisellä konversiolla. Tämä muutos genomissa on pysyvä ja perinnöllinen.

phagotherapy

Fagoterapia on hoito, johon liittyy faagin käyttö kontrollimekanismina patogeenisten bakteerien leviämisen estämiseksi. Tätä bakteerien kontrollimenetelmää käytettiin ensimmäistä kertaa vuonna 1919.

Tällöin hän työskenteli hoitamaan dysenteeriaa sairastavaa potilasta, jolloin saatiin täysin suotuisa tulos. Fagoterapiaa käytettiin onnistuneesti viime vuosisadan alussa.

Penisilliinin ja muiden antibioottien havaitsemisen myötä fagoterapia käytännössä hylättiin Länsi-Euroopassa ja Amerikan mantereella.

Antibioottien valinnainen käyttö mahdollisti antibioottien moniresistenttien bakteerikantojen esiintymisen. Nämä bakteerit ovat yhä yleisempiä ja vastustuskykyisempiä.

Tästä johtuen läntiselle maailmalle on uusi kiinnostus fagoterapian kehittämisessä kontaminaation ja bakteeri-infektioiden torjumiseksi..

Fagoterapian edut

1) Faagin kasvu tapahtuu eksponentiaalisesti, mikä lisää sen vaikutusta ajan myötä, antibiootit päinvastoin menettävät vaikutuksensa ajan myötä molekyylin metabolisen tuhoutumisen vuoksi..

2) Faagit kykenevät käymään läpi mutaatioita, mikä sallii niiden taistella vastustuskykyä, jota bakteerit voivat kehittyä hyökkäykseensä. Sitä vastoin antibiooteilla on aina sama vaikuttava aine, joten kun bakteerit kehittävät resistenssiä tällaisille aktiivisille aineosille, antibiootit ovat hyödyttömiä

3) Fagoterapialla ei ole haittavaikutuksia, jotka voivat olla haitallisia potilaille.

4) Uuden faagikannan kehittäminen on paljon nopeampi ja halvempi menetelmä kuin uuden antibiootin löytäminen ja kehittäminen.

5) Antibiootit eivät vaikuta ainoastaan ​​patogeenisiin bakteereihin, vaan myös muihin mahdollisesti hyödyllisiin. Faagit voivat toisaalta olla lajispesifisiä, joten hoitoa bakteereja vastaan, jotka ovat vastuussa infektiosta, voidaan rajoittaa vaikuttamatta muihin mikro-organismeihin..

6) Antibiootit eivät tappaa kaikkia bakteereja, joten eloonjääneet bakteerit voivat välittää geneettistä informaatiota, joka antaa resistenssin antibiootille heidän jälkeläisilleen, mikä luo resistenttejä kantoja. Lysogeneettiset bakteriofagit tappavat tartunnan saaneet bakteerit vähentäen resistenttien bakteerikantojen kehittymisen mahdollisuutta.

viittaukset

  1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Prophagien merkitys bakteerien patogeenien kehittymiselle ja virulenssille. virulenssi.
  2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Fage-hoito kliinisessä käytännössä: Ihmisen infektioiden hoito. Nykyinen farmaseuttinen bioteknologia.
  3. Lysogeeninen sykli. Wikipediassa. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  4. R. Miller, M. Day (2008). Lysogeenin, pseudolysogeenin ja nälän vaikutukset faagien ekologiaan. In: Stephen T Abedon (eds) Bakteriofagien ekologia: väestönkasvu, evoluutio ja bakteerivirusten vaikutus. University Press, Cambridge.
  5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagoterapia, vaihtoehto bakteeri-infektioiden torjunnalle. Perspektiivit Kolumbiassa. Universitas Scientiarum.
  6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Fage-hoito: Faktat ja fiktio. International Journal of Medical Microbiology.