Какво представлява лизогенният цикъл?

на Лизогенен цикъл, наричан още лизогения, е етап от процеса на размножаване на някои вируси, главно тези, които инфектират бактериите. В този цикъл вирусът вкарва своята нуклеинова киселина в генома на бактерията гостоприемник.

Този цикъл образува, заедно с литичния цикъл, двата основни механизма на вирусна репликация. Когато бактериофагът, по време на лизогенния цикъл, вмъкне своята ДНК в бактериалния геном, той става профан.

Бактерията, заразена с това профан, продължава да живее и се размножава. При възпроизвеждане на бактерии се получава и реплика на профага. Това води до инфектиране на всяка бактериална дъщерна клетка от профана.

Размножаването на заразените бактерии, а оттам и на техния гостоприемник, може да продължи няколко поколения без проявление на вируса..

Понякога, спонтанно или при условия на стрес от околната среда, ДНК на вируса се отделя от бактерията. При отделянето на бактериалния геном, вирусът инициира литичния цикъл.

Тази репродуктивна фаза на вируса ще доведе до разкъсване на бактериалната клетка (лизис), което позволява освобождаването на нови копия на вируса. Еукариотните клетки също са податливи на атака от лизогенни вируси. Все още обаче не е известно как се осъществява вмъкването на вирусна ДНК в генома на еукариотната клетка.

индекс

• 1 Бактериофагът
• 2 Цикъл на вирусни инфекции
  • 2.1 Литичен цикъл
  • 2.2 Лизогенен цикъл
  • 2.3 Непрекъснат цикъл на развитие
  • 2.4 Псевдолизеногенен цикъл
• 3 Лизогенна конверсия
• 4 Фаготерапия
  • 4.1 Предимства на фаготерапията
• 5 Препратки

Бактериофагът

Вирусите, които само инфектират бактериите, се наричат ​​бактериофаги. Те са известни също като фаги. Размерът на този вид вирус е доста променлив, с диапазон от размери, които могат да бъдат приблизително между 20 и 200 nm.

Бактериофагите са повсеместни и могат да се развиват практически във всяка среда, в която се намират бактерии. Изчислено е, например, че малко по-малко от три четвърти от бактериите, които обитават морето, са заразени с фаги.

Цикъл на вирусна инфекция

Вирусната инфекция започва с фагова адсорбция. Адсорбцията на фаги се извършва в два етапа. В първата, известна като обратима, взаимодействието между вируса и неговия потенциален гостоприемник е слабо.

Всяка промяна в условията на околната среда може да доведе до прекратяване на това взаимодействие. Вместо това в необратимото взаимодействие участват специфични рецептори, които предотвратяват прекъсването на взаимодействието.

ДНК на вируса може да проникне във вътрешността на бактериите само когато се получи необратимо взаимодействие. Впоследствие и в зависимост от вида на фага, те могат да извършват различни репродуктивни цикли.

В допълнение към вече описаните литични и лизогенни цикли има два други репродуктивни цикъла, непрекъснато развитие и псевдолиогенни.

Литичен цикъл

По време на този етап репликацията на вируса в бактериите се осъществява бързо. В крайна сметка бактериите ще претърпят лизис на клетъчната си стена и новите вируси ще бъдат освободени в околната среда.

Всеки от тези новоотпуснати фаги може да атакува нова бактерия. Последователното повторение на този процес позволява инфекцията да расте експоненциално. Бактериофагите, които участват в литичния цикъл, се наричат ​​вирулентни фаги.

Лизогенен цикъл

В този цикъл лизисът на клетката гостоприемник не настъпва, както в литичния цикъл. След етапите на адсорбция и проникване, продължава етапът на интегриране на фаговата ДНК с тази на бактериалната клетка, за да стане профаго.

Репликацията на фаги ще се случи едновременно с репродукцията на бактериите. Профагосът, интегриран в бактериалния геном, ще бъде наследен от дъщерните бактерии. Вирусът може да продължи без да се проявява за няколко бактериални поколения.

Този процес е чест, когато броят на бактериофагите е висок в сравнение с броя на бактериите. Вирусите, които извършват лизогенния цикъл, не са вирулентни и се наричат ​​умерени.

В крайна сметка, профагосът може да бъде отделен от бактериалния геном и трансформиран в литични фаги. Последните влизат в литогенния цикъл, който води до бактериален лизис и инфекция на нови бактерии.

Непрекъснат цикъл на развитие

Някои бактериофаги извършват многобройни повторения вътре в бактериите. В този случай, обратно на това, което се случва по време на лизогенния цикъл, той не причинява бактериален лизис.

Новоповторените вируси се освобождават от бактериите в определени места на клетъчната мембрана, без да причиняват разрушаването им. Този цикъл се нарича непрекъснато развитие.

Псевдолиогенен цикъл

Понякога наличието на хранителни вещества в околната среда е слабо за бактериите да растат и да се възпроизвеждат нормално. В тези случаи се счита, че наличната клетъчна енергия не е достатъчна за фагите да произвеждат лизогения или лизис.

Поради това вирусите влизат в псевдолизеногенен цикъл. Този цикъл обаче все още е малко известен.

Лизогенна конверсия

В крайна сметка, продукт на взаимодействието между профаго и бактерията, първият може да предизвика появата на промени в фенотипа на бактерията.

Това се случва главно, когато приемната бактерия не е част от обичайния цикъл на вируса. Това явление се нарича лизогенна конверсия.

Промените, индуцирани в бактериите от ДНК на профага, увеличават биологичния успех на гостоприемника. Чрез увеличаване на биологичния капацитет и успеха на оцеляването на бактериите, вирусът също има полза..

Този тип полезна връзка за двамата участници може да се класифицира като тип симбиоза. Трябва обаче да помним, че вирусите не се считат за живи същества.

Основната полза, получена от лизогенно трансформираните бактерии е тяхната защита срещу атаката на други бактериофаги. Лизогенната конверсия може също да увеличи патогенността на бактериите в техните гостоприемници.

Дори непатогенни бактерии могат да станат патогенни чрез лизогенна конверсия. Тази промяна в генома е постоянна и наследствена.

phagotherapy

Фаготерапията е терапия, която включва прилагането на фаг като контролен механизъм за предотвратяване на разпространението на патогенни бактерии. Тази методология на бактериалния контрол е използвана за първи път през 1919 година.

По този повод тя била назначена да лекува пациент, страдащ от дизентерия, придобивайки напълно благоприятен резултат. Фаготерапията се използва успешно в началото на миналия век.

С откриването на пеницилин, както и други антибиотични вещества, фаготерапията на практика беше изоставена в Западна Европа и Американския континент..

Безразборното използване на антибиотици позволява появата на бактериални щамове, които са много устойчиви на антибиотици. Тези бактерии стават все по-чести и по-устойчиви.

Поради това има нов интерес в западния свят към развитието на фаготерапията за контрол на заразяването и бактериалните инфекции..

Предимства на фаготерапията

1) Растежът на фагите се проявява експоненциално, увеличавайки действието му във времето, напротив антибиотиците, те губят ефекта си във времето поради метаболичното разрушаване на молекулата.

2) Фагите имат способността да се подложат на мутации, което им позволява да се борят срещу съпротивата, която бактериите могат да развият до тяхната атака. За разлика от тях, антибиотиците винаги имат една и съща активна съставка, така че когато бактериите развият резистентност към такива активни съставки, антибиотиците са безполезни.

3) Фаготерапията няма странични ефекти, които могат да бъдат вредни за пациентите.

4) Развитието на нов фагов щам е много по-бърза и по-евтина процедура от откриването и разработването на нов антибиотик.

5) Антибиотиците засягат не само патогенните бактерии, но и други потенциално полезни. Фагите, от друга страна, могат да бъдат специфични за вида, така че лечението срещу бактериите, отговорни за инфекцията, може да бъде ограничено, без да се засягат други микроорганизми..

6) Антибиотиците не убиват всички бактерии, следователно оцелелите бактерии могат да предадат генетичната информация, която придава устойчивост на антибиотика на техните потомци, като по този начин създава резистентни щамове. Лизогенетичните бактериофаги убиват инфектираните бактерии, като намаляват възможността за развитие на резистентни бактериални щамове.

препратки

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Значение на профагите за еволюцията и вирулентността на бактериалните патогени. вирулентност.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Фаготерапия в клиничната практика: Лечение на човешки инфекции. Текуща фармацевтична биотехнология.
3. Лизогенен цикъл. В Уикипедия. Изтеглено от en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Принос на лизогенеза, псевдолизогенеза и гладуване към екологията на фага. В: Stephen T Abedon (eds) Екология на бактериофагите: растеж на популацията, еволюция и въздействие на бактериални вируси. University Press, Кеймбридж.
5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Фаготерапия, алтернатива за контрол на бактериални инфекции. Перспективи в Колумбия. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Фагова терапия: факти и фикция. Международно списание за медицинска микробиология.