Бактериофаг: что это такое, как определить и жизненные циклы (литический и лизогенный)

Содержание

• Характеристики бактериофага
• Как протекает литический и лизогенный циклы
• Литический цикл
• Лизогенный цикл
• Что такое фаговая терапия

Бактериофаги, также известные как фаги, представляют собой группу вирусов, способных инфицировать и размножаться внутри бактериальных клеток и которые, покидая их, способствуют их разрушению.

Бактериофаги присутствуют в различных средах и могут быть изолированы из воды, почвы, пищевых продуктов и даже других микроорганизмов. Хотя бактериофаги также могут присутствовать в организме, в основном в коже, полости рта, легких, мочевыделительной и желудочно-кишечной системах, они не вызывают заболеваний или изменений в организме человека, поскольку они предпочитают прокариотические клетки. клетки, то есть меньше клеток, таких как бактерии, развилось.

Кроме того, они способны стимулировать иммунный ответ организма, так что они не могут воздействовать на микроорганизмы, ответственные за правильное функционирование организма, помимо того, что обладают высокой специфичностью по отношению к своему хозяину, то есть патогенному микроорганизму.Таким образом, бактерии, входящие в состав микробиома, не уничтожаются из-за положительной связи, установленной между бактериофагами и иммунной системой.

Характеристики бактериофага

Бактериофаги - это вирусы, которые можно найти в различных средах, включая человеческий организм, однако они не вызывают изменений или заболеваний, поскольку не обладают специфичностью для клеток, составляющих тело. Другие характеристики бактериофага:

• Они образованы капсидом, который представляет собой структуру, образованную белками, функция которых заключается в защите генетического материала вируса;
• Они могут иметь разные типы генетического материала, такие как двухцепочечная ДНК, одноцепочечная ДНК или РНК;
• Помимо того, что бактериофаги могут быть дифференцированы по их генетическому составу, они также могут быть дифференцированы по структуре капсида;
• Они не могут размножаться вне хозяина, то есть им необходимо контактировать с бактериальной клеткой для репликации, и по этой причине они также могут быть известны как «бактериальные паразиты»;
• Они обладают высокой специфичностью в отношении хозяина, которым являются бактериальные клетки.

Классификация бактериофагов все еще изучается, однако некоторые свойства могут быть полезны для дифференциации и классификации бактериофагов, например, тип генетического материала, морфология, геномные характеристики и физико-химические характеристики.

Как протекает литический и лизогенный циклы

Литический и лизогенный циклы представляют собой циклы размножения бактериофага при контакте с бактериальной клеткой, и их можно дифференцировать в соответствии с поведением вируса.

Литический цикл

Литический цикл - это цикл, в котором после инъекции генетического материала бактериофага в бактериальную клетку происходит репликация и образование новых бактериофагов, которые, покидая, разрушают бактериальную клетку. Итак, в целом цикл происходит следующим образом:

1. Адсорбция: бактериофаг прилипает к мембране чувствительной бактериальной клетки через мембранные рецепторы;
2. Вхождение или проникновение: генетический материал бактериофага попадает в бактериальную клетку;
3. Репликация: этот генетический материал координирует синтез белков и других молекул ДНК, если это ДНК-бактериофаг;
4. Сборка: образуются новые бактериофаги, и реплицированная ДНК упаковывается с помощью синтезированных белков, давая начало капсиду;
5. Лиза: образовавшийся бактериофаг покидает бактериальную клетку, способствуя ее разрушению.

Лизогенный цикл

В лизогенном цикле генетический материал бактериофага включается в материал бактерии, однако этот процесс может представлять собой только подавление генов вирулентности бактерии, помимо того, что является обратимым процессом. Этот цикл происходит следующим образом:

1. Адсорбция: бактериофаг адсорбируется на бактериальной мембране;
2. Вход: генетический материал бактериофага попадает в бактериальную клетку;
3. Интеграция: происходит интеграция генетического материала бактериофага с генетическим материалом бактерии, ставшая известной как профаго;
4. Разделение: рекомбинированный материал, профаго, делится в соответствии с бактериальным делением.

Профагус не активен, то есть его гены не экспрессируются и, следовательно, не приводят к негативным изменениям для бактерий, и это полностью обратимый процесс.

В связи с тем, что бактериофаги взаимодействуют с генетическим материалом бактерии и могут способствовать его разрушению, эти вирусы могут быть использованы в исследовании для разработки новых стратегий борьбы с мультирезистентными инфекциями.

Что такое фаговая терапия

Фаговая терапия, также известная как фаговая терапия, представляет собой тип лечения, при котором используются бактериофаги для борьбы с бактериальными инфекциями, особенно вызванными мультирезистентными микроорганизмами. Этот вид лечения безопасен, поскольку бактериофаги действуют только против патогенных бактерий, сохраняя нормальную микробиоту человека.

Хотя этот тип терапии описан в течение многих лет, только сейчас он получил известность в литературе из-за увеличения числа бактерий, которые не реагируют на обычное лечение антибиотиками.

Однако, несмотря на то, что это благоприятный метод, фаговая терапия имеет некоторые ограничения. Каждый тип бактериофага специфичен для конкретной бактерии, поэтому эти фаги нельзя использовать изолированно для борьбы с инфекциями, вызванными различными микроорганизмами, но в этом случае можно составить «коктейль фагов» в соответствии с микроорганизмами, идентифицированными как ответственные за инфекцию. . Кроме того, в основном из-за лизогенного цикла бактериофаги могут способствовать передаче генов устойчивости к бактериям, делая лечение неэффективным.