Bakteriofāgs: kas tas ir, kā identificēt un dzīves ciklus (lītiskos un lizogēnos)

Saturs

• Bakteriofāga raksturojums
• Kā notiek litiskais un lizogēnais cikls
• Lītiskais cikls
• Lizogēns cikls
• Kas ir fāgu terapija

Bakteriofāgi, kas pazīstami arī kā fāgi, ir vīrusu grupa, kas spēj inficēties un vairoties baktēriju šūnās un kuri, aizbraucot, veicina to iznīcināšanu.

Bakteriofāgi atrodas dažādās vidēs, un tos var izolēt no ūdens, augsnes, pārtikas produktiem un pat citiem mikroorganismiem. Lai gan tas var būt arī ķermenī, galvenokārt ādā, mutes dobumā, plaušās un urīnceļu un kuņģa-zarnu trakta sistēmā, bakteriofāgi neizraisa slimības vai izmaiņas cilvēka ķermenī, jo tie dod priekšroku prokariotu šūnas, tas ir, mazāk šūnu attīstījās, piemēram, baktērijas.

Turklāt viņi spēj stimulēt ķermeņa imūnreakciju, lai viņi nevarētu iedarboties uz mikroorganismiem, kas ir atbildīgi par organisma pareizu darbību, turklāt tiem ir augsta specifika attiecībā pret viņu saimnieku, tas ir, patogēno mikroorganismu. Tādējādi baktērijas, kas ir mikrobiomas daļa, netiek iznīcinātas pozitīvo attiecību dēļ, kas izveidojusies starp bakteriofāgiem un imūnsistēmu.

Bakteriofāga raksturojums

Bakteriofāgi ir vīrusi, kurus var atrast dažādās vidēs, ieskaitot cilvēka ķermeni, tomēr tie neizraisa izmaiņas vai slimības, jo tiem nav specifiskas šūnas, kas veido ķermeni. Citas bakteriofāga īpašības ir:

• Tos veido kapsiīds, kas ir struktūra, ko veido olbaltumvielas, kuru funkcija ir aizsargāt vīrusa ģenētisko materiālu;
• Viņiem var būt dažāda veida ģenētiskais materiāls, piemēram, divšķautņaina DNS, vienpavediena DNS vai RNS;
• Papildus tam, ka bakteriofāgus var atšķirt pēc ģenētiskā sastāva, tos var diferencēt arī pēc kapsidas struktūras;
• Viņi nespēj vairoties ārpus saimnieka, tas ir, viņiem ir jāsaskaras ar baktēriju šūnu, lai notiktu replikācija, un šī iemesla dēļ tos var dēvēt arī par "baktēriju parazītiem";
• Viņiem ir augsta specifika saimniekam, kas ir baktēriju šūnas.

Bakteriofāgu klasifikācija joprojām tiek pētīta, tomēr dažas īpašības var būt noderīgas bakteriofāgu diferencēšanai un klasifikācijai, piemēram, ģenētiskā materiāla tips, morfoloģija, genomiskās īpašības un fizikāli ķīmiskās īpašības.

Kā notiek litiskais un lizogēnais cikls

Lītiskie un lizogēnie cikli ir bakteriofāga pavairošanas cikli, saskaroties ar baktēriju šūnu, un tos var diferencēt atkarībā no vīrusa uzvedības.

Lītiskais cikls

Lītiskais cikls ir tāds, kurā pēc bakteriofāga ģenētiskā materiāla ievadīšanas baktēriju šūnā notiek jaunu bakteriofāgu replikācija un veidošanās, kas, aizbraucot, iznīcina baktēriju šūnu. Tātad cikls notiek šādi:

1. Adsorbcija: bakteriofāgs caur membrānas receptoriem pielīp pie uzņēmīgās baktēriju šūnas membrānas;
2. Iekļūšana vai iekļūšana: bakteriofāga ģenētiskais materiāls nonāk baktēriju šūnā;
3. Replikācija: šis ģenētiskais materiāls koordinē olbaltumvielu un citu DNS molekulu sintēzi, ja tas ir DNS bakteriofāgs;
4. Montāža: tiek veidoti jauni bakteriofāgi un replikētā DNS tiek iesaiņota ar sintezēto olbaltumvielu palīdzību, radot kapsiīdu;
5. Lise: izveidojies bakteriofāgs atstāj baktēriju šūnu, veicinot tā iznīcināšanu.

Lizogēns cikls

Lizogēnā ciklā bakteriofāga ģenētiskais materiāls tiek iekļauts baktērijas materiālā, tomēr šis process var būt tikai atgriezenisks process un baktērijas virulences gēnu apklusināšana. Šis cikls notiek šādi:

1. Adsorbcija: bakteriofāgs adsorbējas baktēriju membrānā;
2. Ievade: bakteriofāga ģenētiskais materiāls nonāk baktēriju šūnā;
3. Integrācija: notiek bakteriofāga ģenētiskā materiāla un baktērijas integrācija, kas kļūst pazīstama kā profago;
4. Nodaļa: rekombinētais materiāls, profago, dalās atbilstoši baktēriju sadalījumam.

Profils nav aktīvs, tas ir, tā gēni nav izteikti un tāpēc neizraisa negatīvas izmaiņas baktērijās, un tas ir pilnībā atgriezenisks process.

Sakarā ar to, ka bakteriofāgi mijiedarbojas ar baktērijas ģenētisko materiālu un var veicināt tā iznīcināšanu, šos vīrusus pētījumā var izmantot, lai izstrādātu jaunas stratēģijas daudzrezistentu infekciju apkarošanai.

Kas ir fāgu terapija

Fāgu terapija, kas pazīstama arī kā fāgu terapija, ir ārstēšanas veids, kas izmanto bakteriofāgus, lai apkarotu bakteriālas infekcijas, īpaši tās, kuras izraisa daudzrezistenti mikroorganismi. Šāda veida ārstēšana ir droša, jo bakteriofāgi darbojas tikai pret patogēnām baktērijām, saglabājot cilvēka normālo mikrobiotu.

Kaut arī šāda veida terapija ir aprakstīta gadiem ilgi, tikai tagad tā ir ieguvusi ievērību literatūrā, jo palielinās to baktēriju skaits, kuras nereaģē uz parasto ārstēšanu ar antibiotikām.

Neskatoties uz labvēlīgo paņēmienu, fāgu terapijai ir daži ierobežojumi. Katrs bakteriofāga veids ir specifisks konkrētai baktērijai, tāpēc šos fāgus nevarēja izmantot atsevišķi, lai cīnītos ar dažādu mikroorganismu izraisītām infekcijām, taču šajā gadījumā "fāgu kokteili" varēja formulēt atbilstoši mikroorganismiem, kas identificēti kā atbildīgi par infekciju . Turklāt, galvenokārt lizogēnā cikla dēļ, bakteriofāgi var veicināt rezistences gēnu pārnešanu uz baktēriju, padarot ārstēšanu neefektīvu.