Kas ir bakteriofāgi, īpašības un kā notiek lītiskie un liogēnie cikli

Bakteriofāgi, pazīstami arī kā fāgi, ir vīrusu grupa, kas spēj inficēties un vairoties baktēriju šūnās un kuri, izejot prom, veicina to iznīcināšanu, tieši tāpēc pētījuma iemesls ir jaunu stratēģiju izstrāde cīņai ar infekcijām multi-izturīgs.

Bakteriofāgi atrodas vairākās vidēs, un tos var izolēt no ūdens, augsnes, pārtikas produktiem un pat citiem mikroorganismiem. Lai arī tas var būt arī ķermenī, galvenokārt ādā, mutes dobumā, plaušās un urīnceļu un kuņģa-zarnu trakta sistēmās, bakteriofāgi neizraisa slimības vai izmaiņas cilvēka ķermenī, jo viņiem ir priekšroka prokariotu šūnām, tas ir, mazāk šūnu attīstījās, piemēram, baktērijas.

Turklāt tie spēj stimulēt ķermeņa imūno reakciju, lai tie nevarētu iedarboties uz mikroorganismiem, kas ir atbildīgi par pareizu organisma darbību, tā saukto mikrobiomu vai mikrobiotu, turklāt tiem ir augsta specifika attiecībā pret tā saimnieku, tas ir, patogēno mikroorganismu. . Tādējādi baktērijas, kas ir daļa no mikrobioma, netiek iznīcinātas pozitīvo attiecību dēļ, kas izveidojusies starp bakteriofāgiem un imūnsistēmu..

Bakteriofāga raksturojums

Bakteriofāgi ir vīrusi, kas atrodami dažādās vidēs, ieskaitot cilvēka ķermeni, tomēr tie neizraisa izmaiņas vai slimības, jo tiem nav specifiskuma prokariotu šūnām, kas ir šūnas, kas veido ķermeni. Citas bakteriofāga īpašības ir:

• Tos veido kapsīds, kas ir olbaltumvielu veidota struktūra, kuras funkcija ir aizsargāt bakteriofāga ģenētisko materiālu;
• Viņiem var būt dažāda veida ģenētiskais materiāls, piemēram, divpavedienu DNS, vienpavediena DNS vai RNS;
• Papildus tam, ka bakteriofāgus var atšķirt pēc ģenētiskā sastāva, tos var diferencēt arī pēc kapsīda struktūras;
• Viņi nespēj vairoties ārpus saimnieka, tas ir, viņiem ir jābūt kontaktā ar baktēriju šūnu, lai notiktu replikācija, un šī iemesla dēļ tos var dēvēt arī par “baktēriju parazītiem”;
• Viņiem ir augsta specifika saimniecei, kas ir baktēriju šūnas.

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

Kā notiek lītiskie un liogēnie cikli

Lītiskie un lizogēnie cikli ietekmē bakteriofāgu izturēšanos, saskaroties ar baktēriju šūnu. Lītiskais cikls ir tāds, kurā pēc bakteriofāga ģenētiskā materiāla ievadīšanas baktēriju šūnā notiek replikācija un jaunu bakteriofāgu veidošanās, kas, izejot no tiem, iznīcina baktēriju šūnu. No otras puses, lizogēnajā ciklā bakteriofāga ģenētiskais materiāls ir iekļauts baktērijas materiālā, tomēr šis process var būt tikai baktērijas virulences gēnu klusēšana, turklāt tas ir atgriezenisks process.

Bakteriofāgos var būt tikai viens vai abi cikli. Kopumā lītiskais cikls notiek šādi:

1. Adsorbcija: bakteriofāgs caur membrānas receptoriem pielīp uzņēmīgās baktēriju šūnas membrānai;
2. Ieiešana vai iekļūšana: bakteriofāga ģenētiskais materiāls nonāk baktēriju šūnā;
3. Replikācija: šis ģenētiskais materiāls koordinē olbaltumvielu un citu DNS molekulu sintēzi, ja tā ir DNS bakteriofāga;
4. Montāža: veidojas jauni bakteriofāgi, un replicēto DNS iesaiņo ar sintezēto olbaltumvielu palīdzību, veidojot kapsiīdu;
5. Lise: izveidotais bakteriofāgs atstāj baktēriju šūnu, veicinot tā iznīcināšanu.

No otras puses, lizogēnais cikls notiek šādi:

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

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

Kas ir fāgu terapija

Fāžu terapija, kas pazīstama arī kā fāgu terapija, ir ārstēšanas veids, kurā bakteriofāgi tiek izmantoti, lai apkarotu baktēriju infekcijas, īpaši tās, ko izraisa daudzrezistenti mikroorganismi. Šis ārstēšanas veids ir drošs, jo bakteriofāgi darbojas tikai pret patogēnām baktērijām, saglabājot normālu cilvēka mikrobiotu.

Lai arī šāda veida terapija ir aprakstīta gadiem ilgi, tikai tagad literatūrā tā kļūst arvien nozīmīgāka baktēriju skaita palielināšanās dēļ, kas nereaģē uz parasto ārstēšanu ar antibiotikām..

Tomēr, neskatoties uz labvēlīgu paņēmienu, fāgu terapijai ir daži ierobežojumi. Katrs bakteriofāgu tips ir specifisks noteiktai baktērijai, tāpēc šos fāgus nevarēja izmantot izolēti, lai apkarotu dažādu mikroorganismu izraisītas infekcijas, taču šajā gadījumā “fāgu kokteili” varētu formulēt atbilstoši mikroorganismiem, kas identificēti kā atbildīgi par infekciju. Turklāt galvenokārt lizogēnā cikla dēļ bakteriofāgi var veicināt rezistences gēnu pārnešanu baktērijām, padarot ārstēšanu neefektīvu.