Mis on bakteriofaagid, omadused ja kuidas toimub lüütiline ja lüsogeenne tsükkel

Bakteriofaagid, tuntud ka kui faagid, on viiruste rühm, mis on võimeline nakatama ja paljunema bakterirakkudes ning mis lahkudes soodustab nende hävitamist, mistõttu on uuringute põhjuseks uute strateegiate väljatöötamine nakkuste vastu võitlemiseks mitmekindel.

Bakteriofaagid esinevad mitmes keskkonnas ja neid saab isoleerida veest, pinnasest, toiduainetest ja isegi muudest mikroorganismidest. Ehkki see võib esineda ka kehas, peamiselt nahas, suuõõnes, kopsudes ning kuse- ja seedetraktis, ei põhjusta bakteriofaagid inimkehas haigusi ega muutusi, kuna neil on eelistatavad prokarüootsed rakud, st vähem rakke arenenud, näiteks bakterid.

Lisaks on nad võimelised stimuleerima keha immuunvastust, nii et nad ei saa tegutseda organismi nõuetekohase toimimise eest vastutavate mikroorganismide, nn mikrobiome või mikrobiota vastu, lisaks on neil kõrge spetsiifilisus oma peremehe, see tähendab patogeense mikroorganismi suhtes. . Seega ei hävitata mikrobiomi kuuluvaid baktereid bakteriofaagide ja immuunsussüsteemi vahelise positiivse suhte tõttu..

Bakteriofaagi omadused

Bakteriofaagid on viirused, mida võib leida mitmest keskkonnast, sealhulgas inimkehast, kuid need ei põhjusta muutusi ega haigusi, kuna neil puudub spetsiifilisus prokarüootsete rakkude suhtes, mis on keha moodustavad rakud. Muud bakteriofaagi omadused on:

• Neid moodustab kapsiid, mis on valkude moodustatud struktuur, mille ülesanne on kaitsta bakteriofaagi geneetilist materjali;
• Neil võib olla erinevat tüüpi geneetilist materjali, näiteks kaheahelaline DNA, üheahelaline DNA või RNA;
• Lisaks sellele, et bakteriofaage saab eristada nende geneetilise koostise järgi, saab neid eristada ka kapsiidi struktuurist;
• Nad ei suuda paljuneda väljaspool peremeesorganismi, see tähendab, et replikatsiooni tekkimiseks peavad nad olema kontaktis bakterirakuga ja sel põhjusel võib neid nimetada ka "bakteriaalseteks parasiitideks";
• Neil on kõrge spetsiifilisus peremeesorganismi suhtes, milleks on bakterirakud.

Bakteriofaagide klassifikatsiooni veel uuritakse, kuid mõned omadused võivad olla kasulikud bakteriofaagide diferentseerimisel ja klassifitseerimisel, näiteks geneetilise materjali tüüp, morfoloogia, genoomsed omadused ja füüsikalis-keemilised omadused.

Kuidas juhtub lüütiline ja lüsogeenne tsükkel

Lüütilised ja lüsogeensed tsüklid käsitlevad bakteriofaagide käitumist kokkupuutel bakterirakuga. Lüütiline tsükkel on selline, kus pärast bakteriofaagi geneetilise materjali süstimist bakterirakku toimub replikatsioon ja uute bakteriofaagide moodustumine, mis lahkudes hävitavad bakteriraku. Teisest küljest, lüsogeenses tsüklis, kaasatakse bakteriofaagi geneetiline materjal bakteri oma, kuid see protsess võib tähendada ainult bakteri virulentsusgeenide vaigistamist lisaks sellele, et see on pöörduv protsess.

Bakteriofaagidel võib olla ainult üks või mõlemad tsüklid. Lüütiline tsükkel toimub üldiselt järgmiselt:

1. Adsorptsioon: bakteriofaag kleepub membraaniretseptorite kaudu vastuvõtliku bakteriraku membraanile;
2. Sisenemine või tungimine: bakteriofagi geneetiline materjal siseneb bakterirakku;
3. Kopeerimine: see geneetiline materjal koordineerib valkude ja teiste DNA molekulide sünteesi, kui see on DNA bakteriofaag;
4. Kokkupanek: moodustuvad uued bakteriofaagid ja replitseeritud DNA pakitakse sünteesitud valkude abil, andes kapsiidi;
5. Lise: moodustunud bakteriofaag jätab bakteriraku, soodustades selle hävitamist.

Teisest küljest toimub lüsogeenne tsükkel järgmiselt:

1. Adsorptsioon: bakteriofaag adsorbeerub bakterimembraanile;
2. Sisend: bakteriofagi geneetiline materjal siseneb bakterirakku;
3. Integreerimine: toimub bakteriofaagi geneetilise materjali integreerimine bakteri omaga, mis on tuntud kui profago;
4. Rajoon: rekombineeritud materjal, profago, jaguneb vastavalt bakterite jagunemisele.

Profagus ei ole aktiivne, see tähendab, et selle geene ei ekspresseerita ja seetõttu ei põhjusta see bakterites negatiivseid muutusi ja see on täielikult pöörduv protsess.

Mis on faagiteraapia

Faagiteraapia, tuntud ka kui faagiteraapia, on raviviis, mille puhul kasutatakse bakteriofaage bakteriaalsete infektsioonide vastu võitlemiseks, eriti nende vastu, mida põhjustavad multiresistentsed mikroorganismid. Seda tüüpi ravi on ohutu, kuna bakteriofaagid avaldavad toimet ainult patogeensete bakterite vastu, säilitades inimese normaalse mikrobiota.

Ehkki seda tüüpi ravi on aastaid kirjeldatud, on see kirjanduses alles nüüd populaarsust kogumas, kuna suureneb bakterite arv, mis ei allu tavapärasele antibiootikumiravile..

Vaatamata sellele, et faagiteraapia on soodne tehnika, on sellel siiski mõned piirangud. Iga bakteriofaagitüüp on spetsiifiline kindlale bakterile, seega ei saanud neid faage eraldiseisvana kasutada mitmesuguste mikroorganismide põhjustatud nakkuste vastu võitlemiseks, kuid sel juhul võiks "faagikokteili" formuleerida vastavalt nakkuse eest vastutavateks tunnistatud mikroorganismidele. Lisaks võivad bakteriofaagid peamiselt lüsogeense tsükli tõttu soodustada resistentsusgeenide ülekandumist bakteritele, muutes ravi ebaefektiivseks.