Bakteriofag: co to jest, jak rozpoznać i cykle życiowe (lityczne i lizogenne)

Zawartość

• Charakterystyka bakteriofaga
• Jak przebiega cykle lityczne i lizogenne
• Cykl lityczny
• Cykl lizogenny
• Czym jest terapia fagowa

Bakteriofagi, zwane również fagami, to grupa wirusów zdolnych do infekowania i namnażania się w komórkach bakteryjnych, które po opuszczeniu sprzyjają ich zniszczeniu.

Bakteriofagi występują w różnych środowiskach i można je izolować z wody, gleby, produktów spożywczych, a nawet innych mikroorganizmów. Chociaż może występować także w organizmie, głównie w skórze, w jamie ustnej, w płucach oraz w układzie moczowym i pokarmowym, bakteriofagi nie powodują chorób ani zmian w organizmie człowieka, gdyż preferują prokarioty. komórek, to znaczy, że wyewoluowało mniej komórek, takich jak bakterie.

Ponadto są w stanie stymulować odpowiedź immunologiczną organizmu, dzięki czemu nie mogą oddziaływać na mikroorganizmy odpowiedzialne za prawidłowe funkcjonowanie organizmu, a ponadto mają wysoką specyficzność w stosunku do swojego żywiciela, czyli drobnoustroju chorobotwórczego. Tak więc bakterie wchodzące w skład mikrobiomu nie są niszczone ze względu na pozytywny związek między bakteriofagami a układem odpornościowym.

Charakterystyka bakteriofaga

Bakteriofagi to wirusy występujące w różnych środowiskach, w tym w organizmie człowieka, jednak nie powodują zmian ani chorób, ponieważ nie mają swoistości dla komórek tworzących organizm. Inne cechy bakteriofaga to:

• Tworzy je kapsyd, czyli struktura utworzona przez białka, których zadaniem jest ochrona materiału genetycznego wirusa;
• Mogą mieć różne typy materiału genetycznego, takie jak dwuniciowy DNA, jednoniciowy DNA lub RNA;
• Oprócz zdolności do różnicowania pod względem składu genetycznego, bakteriofagi można również różnicować na podstawie struktury kapsydu;
• Nie są w stanie rozmnażać się poza żywicielem, to znaczy muszą być w kontakcie z komórką bakteryjną, aby nastąpiła replikacja, iz tego powodu mogą być również określane jako „pasożyty bakteryjne”;
• Mają wysoką specyficzność dla gospodarza, którym są komórki bakteryjne.

Klasyfikacja bakteriofagów jest nadal badana, jednak niektóre właściwości mogą być przydatne do różnicowania i klasyfikacji bakteriofagów, takie jak rodzaj materiału genetycznego, morfologia, cechy genomiczne i właściwości fizykochemiczne.

Jak przebiega cykle lityczne i lizogenne

Cykle lityczny i lizogenny to cykle namnażania bakteriofaga w kontakcie z komórką bakteryjną i można je różnicować w zależności od zachowania wirusa.

Cykl lityczny

Cykl lityczny to taki, w którym po wstrzyknięciu materiału genetycznego bakteriofaga do komórki bakteryjnej następuje replikacja i tworzenie nowych bakteriofagów, które po opuszczeniu niszczą komórkę bakteryjną. Tak więc ogólnie cykl przebiega w następujący sposób:

1. Adsorpcja: bakteriofag przykleja się do błony podatnej komórki bakteryjnej poprzez receptory błony;
2. Wejście lub penetracja: materiał genetyczny bakteriofaga przedostaje się do komórki bakteryjnej;
3. Replikacja: ten materiał genetyczny koordynuje syntezę białek i innych cząsteczek DNA, jeśli jest to bakteriofag DNA;
4. Montaż: powstają nowe bakteriofagi, a replikowany DNA jest pakowany przy pomocy zsyntetyzowanych białek, dając początek kapsydowi;
5. Lise: utworzony bakteriofag opuszcza komórkę bakteryjną, sprzyjając jej zniszczeniu.

Cykl lizogenny

W cyklu lizogennym materiał genetyczny bakteriofaga jest włączany do materiału bakteryjnego, jednak proces ten może stanowić jedynie wyciszenie genów wirulencji bakterii, oprócz tego, że jest procesem odwracalnym. Ten cykl przebiega w następujący sposób:

1. Adsorpcja: bakteriofag adsorbuje się na błonie bakteryjnej;
2. Wejście: materiał genetyczny bakteriofaga przedostaje się do komórki bakteryjnej;
3. Integracja: zachodzi integracja materiału genetycznego bakteriofaga z materiałem bakteryjnym, nazywana profago;
4. Podział: rekombinowany materiał, profago, dzieli się zgodnie z podziałem bakteryjnym.

Profagus jest nieaktywny, to znaczy, że jego geny nie ulegają ekspresji, a zatem nie powodują negatywnych zmian w bakteriach i jest to proces w pełni odwracalny.

Ze względu na fakt, że bakteriofagi oddziałują z materiałem genetycznym bakterii i mogą sprzyjać jej niszczeniu, wirusy te można wykorzystać w badaniach do opracowania nowych strategii zwalczania zakażeń wielopornych.

Czym jest terapia fagowa

Terapia fagowa, znana również jako terapia fagowa, to rodzaj leczenia wykorzystujący bakteriofagi do zwalczania infekcji bakteryjnych, zwłaszcza wywoływanych przez mikroorganizmy wielooporne. Ten rodzaj leczenia jest bezpieczny, ponieważ bakteriofagi działają tylko przeciwko chorobotwórczym bakteriom, zachowując normalną mikroflorę człowieka.

Chociaż tego typu terapia jest opisywana od lat, dopiero teraz zyskała na znaczeniu w literaturze ze względu na wzrost liczby bakterii, które nie reagują na konwencjonalne leczenie antybiotykami.

Jednak pomimo tego, że jest to korzystna technika, terapia fagowa ma pewne ograniczenia. Każdy typ bakteriofaga jest specyficzny dla określonej bakterii, więc fagi te nie mogą być stosowane w izolacji do zwalczania infekcji powodowanych przez różne mikroorganizmy, ale w tym przypadku można sformułować „koktajl fagowy” zgodnie z mikroorganizmami zidentyfikowanymi jako odpowiedzialne za infekcję . Ponadto, głównie ze względu na cykl lizogenny, bakteriofagi mogą promować transfer genów oporności do bakterii, co sprawia, że ​​leczenie jest nieskuteczne.