Plik cykl lizogenny, Nazywana również lizogenią, jest to etap w procesie rozmnażania się niektórych wirusów, głównie tych, które infekują bakterie. W tym cyklu wirus wstawia swój kwas nukleinowy do genomu bakterii gospodarza..
Cykl ten tworzy wraz z cyklem litycznym dwa główne mechanizmy replikacji wirusów. Kiedy bakteriofag, podczas cyklu lizogennego, wstawia swoje DNA do genomu bakterii, staje się profagiem.
Bakterie zakażone tym profagiem nadal żyją i rozmnażają się. Kiedy dochodzi do rozmnażania się bakterii, uzyskuje się również replikę profaga. Skutkuje to zakażeniem każdej potomnej komórki bakteryjnej przez proroka..
Rozmnażanie się zakażonej bakterii, a tym samym profaga jej żywiciela, może trwać przez kilka pokoleń bez pojawienia się wirusa..
Czasami, spontanicznie lub w warunkach stresu środowiskowego, DNA wirusa oddziela się od bakterii. Kiedy następuje oddzielenie genomu bakteryjnego, wirus inicjuje cykl lityczny.
Ten etap reprodukcji wirusa spowoduje pęknięcie komórki bakteryjnej (lizę), umożliwiając uwolnienie nowych kopii wirusa. Komórki eukariotyczne są również podatne na atak wirusów lizogennych. Jednak nie wiadomo jeszcze, w jaki sposób następuje insercja wirusowego DNA do genomu komórki eukariotycznej..
Indeks artykułów
Wirusy, które infekują tylko bakterie, nazywane są bakteriofagami. Są również znane jako fagi. Wielkość tego typu wirusa jest dość zmienna i może wynosić od około 20 do 200 nm..
Bakteriofagi są wszechobecne, mogą rosnąć praktycznie w każdym środowisku, w którym występują bakterie. Oszacowano na przykład, że nieco mniej niż trzy czwarte bakterii zamieszkujących morze jest zakażonych przez fagi..
Infekcja wirusowa zaczyna się od adsorpcji fagów. Adsorpcja fagów przebiega dwuetapowo. W pierwszym, znanym jako odwracalne, interakcja między wirusem a jego potencjalnym gospodarzem jest słaba..
Każda zmiana warunków środowiskowych może spowodować ustanie tej interakcji. Z drugiej strony, w nieodwracalnej interakcji zaangażowane są specyficzne receptory, które zapobiegają przerwaniu interakcji..
DNA wirusa może dostać się do wnętrza bakterii tylko wtedy, gdy zachodzi nieodwracalna interakcja. Następnie, w zależności od typu faga, mogą one wykonywać różne cykle reprodukcyjne.
Oprócz opisanych już cykli litycznego i lizogennego istnieją dwa inne cykle reprodukcyjne, cykl ciągłego rozwoju i cykl pseudolizogeniczny..
Na tym etapie replikacja wirusa w bakteriach następuje szybko. W końcu bakterie ulegną lizie ściany komórkowej, a nowe wirusy zostaną uwolnione do środowiska..
Każdy z tych nowo uwolnionych fagów może zaatakować nową bakterię. Sukcesywne powtarzanie tego procesu umożliwia wykładniczy wzrost infekcji. Bakteriofagi biorące udział w cyklu litycznym nazywane są zjadliwymi fagami.
W tym cyklu liza komórki gospodarza nie zachodzi, jak to ma miejsce w cyklu litycznym. Po etapach adsorpcji i penetracji, etap integracji DNA faga z DNA komórki bakteryjnej trwa, stając się profagiem..
Replikacja fagów zachodzi jednocześnie z rozmnażaniem bakterii. Profag zintegrowany z genomem bakterii zostanie odziedziczony przez bakterię potomną. Wirus może istnieć bez manifestacji przez kilka pokoleń bakterii.
Ten proces jest powszechny, gdy liczba bakteriofagów jest wysoka w porównaniu z liczbą bakterii. Wirusy, które wykonują cykl lizogenny, nie są zjadliwe i nazywane są umiarkowanymi.
Ostatecznie profagi można oddzielić od genomu bakteryjnego i przekształcić w fagi lityczne. Te ostatnie wchodzą w cykl litogeniczny, który prowadzi do lizy bakteryjnej i zakażenia nowymi bakteriami..
Niektóre bakteriofagi dokonują licznych replikacji wewnątrz bakterii. W tym przypadku, w przeciwieństwie do tego, co zachodzi podczas cyklu lizogennego, nie powoduje lizy bakteryjnej..
Nowo zreplikowane wirusy są uwalniane z bakterii w określonych miejscach na błonie komórkowej, nie powodując ich rozpadu. Ten cykl nazywa się ciągłym rozwojem.
Czasami dostępność składników odżywczych w pożywce jest słaba, aby bakterie mogły normalnie rosnąć i rozmnażać się. W takich przypadkach uważa się, że dostępna energia komórkowa nie jest wystarczająca dla fagów do wytwarzania lizogenezy lub lizy..
Z tego powodu wirusy wchodzą następnie w cykl pseudolizogeniczny. Ten cykl jest jednak nadal mało znany.
Ostatecznie, w wyniku interakcji między profagiem a bakterią, ta pierwsza może wywołać pojawienie się zmian w fenotypie bakterii..
Dzieje się tak głównie wtedy, gdy bakterie gospodarza nie biorą udziału w normalnym cyklu wirusa. Zjawisko to nazywa się konwersją lizogenną.
Zmiany indukowane w bakterii przez DNA profaga zwiększają biologiczny sukces gospodarza. Zwiększając biologiczną zdolność i szanse przetrwania bakterii, wirus również odnosi korzyści.
Ten rodzaj korzystnych relacji dla obu uczestników można by zakwalifikować jako rodzaj symbiozy. Należy jednak pamiętać, że wirusy nie są uważane za żywe istoty.
Główną korzyścią uzyskaną przez bakterie transformowane lizogennie jest ich ochrona przed atakiem innych bakteriofagów. Konwersja lizogeniczna może również zwiększyć chorobotwórczość bakterii u ich żywicieli..
Nawet niepatogenna bakteria może stać się patogenna w wyniku konwersji lizogennej. Ta zmiana w genomie jest trwała i dziedziczna.
Terapia fagowa to terapia polegająca na zastosowaniu fagów jako mechanizmu kontrolnego zapobiegającego rozprzestrzenianiu się bakterii chorobotwórczych. Ta metodologia zwalczania bakterii została zastosowana po raz pierwszy w 1919 roku.
Użyto go wówczas w leczeniu chorego na czerwonkę, uzyskując w pełni korzystny wynik. Terapia fagowa była z powodzeniem stosowana na początku ubiegłego wieku.
Wraz z odkryciem penicyliny, a także innych antybiotyków, terapia fagowa została praktycznie porzucona w Europie Zachodniej i na kontynencie amerykańskim..
Masowe stosowanie antybiotyków pozwoliło na pojawienie się szczepów bakteryjnych wieloopornych na antybiotyki. Bakterie te stają się coraz częstsze i bardziej odporne.
Z tego powodu w świecie zachodnim pojawiło się nowe zainteresowanie rozwojem terapii fagowej do kontroli kontaminacji i infekcji bakteryjnych..
1) Wzrost fagów następuje wykładniczo, zwiększając ich działanie w czasie, przeciwnie, antybiotyki tracą swoje działanie w czasie z powodu metabolicznego zniszczenia cząsteczki.
2) Fagi mają zdolność ulegania mutacjom, co pozwala im zwalczać odporność, jaką bakterie mogą rozwinąć na ich atak. Z drugiej strony antybiotyki mają zawsze tę samą substancję czynną, więc gdy bakterie uodpornią się na takie substancje czynne, antybiotyki są bezużyteczne
3) Terapia fagowa nie ma skutków ubocznych, które mogą być szkodliwe dla pacjentów.
4) Opracowanie nowego szczepu faga jest procedurą znacznie szybszą i tańszą niż odkrycie i opracowanie nowego antybiotyku.
5) Antybiotyki oddziałują nie tylko na bakterie chorobotwórcze, ale także inne potencjalnie korzystne. Z drugiej strony fagi mogą być specyficzne gatunkowo, dlatego leczenie bakterii odpowiedzialnych za infekcję może być ograniczone, bez wpływu na inne mikroorganizmy..
6) Antybiotyki nie zabijają wszystkich bakterii, dlatego bakterie, które przeżyły, mogą przekazywać informację genetyczną, która nadaje potomstwu oporność na antybiotyk, tworząc w ten sposób odporne szczepy. Bakteriofagi lizogenetyczne zabijają zakażone przez siebie bakterie, zmniejszając możliwość rozwoju opornych szczepów bakteryjnych.
Jeszcze bez komentarzy