Бактеріофаг: що це таке, як визначити та життєві цикли (літичний та лізогенний)

Зміст

• Характеристика бактеріофага
• Як відбувається літичний та лізогенний цикли
• Літичний цикл
• Лізогенний цикл
• Що таке фаготерапія

Бактеріофаги, також відомі як фаги, - це група вірусів, здатних інфікувати та розмножуватися в межах бактеріальних клітин і які, виходячи, сприяють їх знищенню.

Бактеріофаги присутні в різних середовищах і можуть бути виділені з води, ґрунту, харчових продуктів та навіть інших мікроорганізмів. Хоча вони також можуть бути присутніми в організмі, головним чином в шкірі, в ротовій порожнині, в легенях та в сечовидільній та шлунково-кишкової системах, бактеріофаги не викликають захворювань або змін в організмі людини, оскільки надають перевагу прокаріотичним клітин, тобто менше клітин еволюціонувало, таких як бактерії.

Крім того, вони здатні стимулювати імунну відповідь організму, так що вони не можуть впливати на мікроорганізми, відповідальні за нормальне функціонування організму, крім того, що мають високу специфічність щодо свого господаря, тобто патогенного мікроорганізму. Таким чином, бактерії, що входять до складу мікробіома, не знищуються завдяки позитивному взаємозв'язку, встановленому між бактеріофагами та імунною системою.

Характеристика бактеріофага

Бактеріофаги - це віруси, які можна виявити в різних середовищах, включаючи людський організм, однак вони не викликають змін або захворювань, оскільки не мають специфічності для клітин, що складають організм. Іншими характеристиками бактеріофага є:

• Вони утворені капсидом, який є структурою, утвореною білками, функція яких полягає у захисті генетичного матеріалу вірусу;
• Вони можуть мати різні типи генетичного матеріалу, такі як дволанцюгова ДНК, одноланцюгова ДНК або РНК;
• Окрім того, що бактеріофаги можуть бути диференційовані за генетичним складом, вони також можуть бути диференційовані за структурою капсиду;
• Вони не здатні розмножуватися поза хазяїном, тобто їм потрібно контактувати з бактеріальною клітиною, щоб відбулася реплікація, і з цієї причини їх також можуть називати «бактеріальними паразитами»;
• Вони мають високу специфічність для господаря, яким є бактеріальні клітини.

Класифікація бактеріофагів все ще вивчається, проте деякі властивості можуть бути корисними для диференціації та класифікації бактеріофагів, такі як тип генетичного матеріалу, морфологія, геномні характеристики та фізико-хімічні характеристики.

Як відбувається літичний та лізогенний цикли

Літичний та лізогенний цикли - це цикли розмноження бактеріофага при контакті з бактеріальною клітиною, і їх можна диференціювати відповідно до поведінки вірусу.

Літичний цикл

Літичний цикл - це той, при якому після ін’єкції генетичного матеріалу бактеріофага в бактеріальну клітину відбувається реплікація та утворення нових бактеріофагів, які при виході руйнують бактеріальну клітину. Отже, загалом цикл відбувається наступним чином:

1. Адсорбція: бактеріофаг прилипає до мембрани сприйнятливої ​​бактеріальної клітини через мембранні рецептори;
2. Вхід або проникнення: генетичний матеріал бактеріофага потрапляє в бактеріальну клітину;
3. Реплікація: цей генетичний матеріал координує синтез білків та інших молекул ДНК, якщо це ДНК-бактеріофаг;
4. Збірка: утворюються нові бактеріофаги, а розмножена ДНК упаковується за допомогою синтезованих білків, утворюючи капсид;
5. Ліза: утворений бактеріофаг залишає бактеріальну клітину, сприяючи її руйнуванню.

Лізогенний цикл

У лізогенному циклі генетичний матеріал бактеріофага включається в бактерій, однак цей процес може представляти лише приглушення генів вірулентності бактерії, крім того, що це оборотний процес. Цей цикл відбувається наступним чином:

1. Адсорбція: бактеріофаг адсорбується на бактеріальній мембрані;
2. Вхідні дані: генетичний матеріал бактеріофага потрапляє в бактеріальну клітину;
3. Інтеграція: відбувається інтеграція генетичного матеріалу бактеріофага з бактерією, що стає відомим як профаго;
4. Відділ: рекомбінований матеріал, профаго, ділиться відповідно до бактеріального поділу.

Профагус не активний, тобто його гени не експресуються і, отже, не призводять до негативних змін для бактерій, і це повністю оборотний процес.

Через те, що бактеріофаги взаємодіють з генетичним матеріалом бактерії і можуть сприяти її знищенню, ці віруси можуть бути використані в дослідженні для розробки нових стратегій боротьби з мультирезистентними інфекціями.

Що таке фаготерапія

Фаготерапія, також відома як фаготерапія, - це вид лікування, який використовує бактеріофаги для боротьби з бактеріальними інфекціями, особливо тими, що викликані мультирезистентними мікроорганізмами. Цей вид лікування безпечний, оскільки бактеріофаги мають активність лише проти патогенних бактерій, зберігаючи нормальну мікробіоту людини.

Хоча цей тип терапії описується роками, лише зараз він набув популярності в літературі завдяки збільшенню кількості бактерій, які не реагують на звичайне лікування антибіотиками.

Однак, незважаючи на сприятливу техніку, фаготерапія має деякі обмеження. Кожен тип бактеріофагів є специфічним для певної бактерії, тому ці фаги не можна використовувати окремо для боротьби з інфекціями, спричиненими різними мікроорганізмами, але в цьому випадку "фаговий коктейль" може бути сформульований відповідно до мікроорганізмів, визначених відповідальними за інфекцію . Крім того, в основному завдяки лізогенному циклу, бактеріофаги можуть сприяти передачі генів стійкості до бактерії, роблячи лікування неефективним.