Що таке бактеріофаги, характеристики та як відбувається літичний та лізогенний цикли

Бактеріофаги, також відомі як фаги, - це група вірусів, здатних заражатись і розмножуватися всередині бактеріальних клітин і які, виходячи з них, сприяють їх знищенню, саме тому це є причиною для дослідження для розробки нових стратегій боротьби з інфекціями багатостійкий.

Бактеріофаги присутні в декількох середовищах і можуть бути виділені з води, грунту, харчових продуктів і навіть інших мікроорганізмів. Хоча він також може бути присутнім в організмі, в основному в шкірі, в ротовій порожнині, в легенях та в сечовидільній та шлунково-кишковій системі, бактеріофаги не викликають захворювань або змін в організмі людини, оскільки вони надають перевагу прокаріотичним клітинам, тобто менше клітин еволюціонували, такі як бактерії.

Крім того, вони здатні стимулювати імунну відповідь організму, так що вони не можуть діяти на мікроорганізми, відповідальні за правильне функціонування організму, так званий мікробіом або мікробіоти, крім того, що вони мають високу специфічність щодо свого господаря, тобто патогенного мікроорганізму. . Таким чином, бактерії, що входять до складу мікробіома, не знищуються через позитивний зв’язок, встановлений між бактеріофагами та імунною системою..

Характеристика бактеріофага

Бактеріофаги - це віруси, які можна знайти в декількох середовищах, включаючи людський організм, однак вони не викликають змін або захворювань, оскільки не мають специфіки щодо клітин прокаріотів, що є клітинами, що складають організм. Іншими характеристиками бактеріофага є:

• Вони утворені капсидом, що являє собою структуру, утворену білками, яка має функцію захисту генетичного матеріалу бактеріофага;
• Вони можуть мати різні типи генетичного матеріалу, такі як дволанцюгові ДНК, одноланцюгові ДНК або РНК;
• Крім того, що їх можна диференціювати за генетичним складом, бактеріофаги можна диференціювати і за будовою капсиду;
• Вони не в змозі розмножуватися поза господарем, тобто їм потрібно контактувати з бактеріальною клітиною, щоб відбулася реплікація, і з цієї причини вони також можуть бути відомі як «бактеріальні паразити»;
• Вони мають високу специфічність для господаря, а це бактеріальні клітини.

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

Як відбувається літичний та лізогенний цикли

Літичний та лізогенний цикли стосуються поведінки бактеріофагів при контакті з бактеріальною клітиною. Літичний цикл - це такий, коли після введення генетичного матеріалу бактеріофага в бактеріальну клітину відбувається реплікація та утворення нових бактеріофагів, які при виході руйнують бактеріальну клітину. З іншого боку, в лізогенному циклі генетичний матеріал бактеріофага включений до складу бактерії, однак цей процес може представляти лише заглушення генів вірулентності бактерії, крім того, що це оборотний процес.

Бактеріофаги можуть мати лише один або обидва цикли. Взагалі літичний 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 бактеріофаг ДНК;
4. Збірка: утворюються нові бактеріофаги, а реплікувана ДНК упаковується за допомогою синтезованих білків, даючи початок капсиду;
5. Lise: утворений бактеріофаг залишає бактеріальну клітину, сприяючи її руйнуванню.

З іншого боку, лізогенний цикл відбувається наступним чином:

1. Адсорбція: бактеріофаг адсорбується до бактеріальної мембрани;
2. Вхід: генетичний матеріал бактеріофага потрапляє в бактеріальну клітину;
3. Інтеграція: відбувається інтеграція генетичного матеріалу бактеріофага з вмістом бактерії, що стає відомим як профаго;
4. Відділ: рекомбінований матеріал, профаго, ділиться відповідно до поділу бактерій.

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

Що таке фаготерапія

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

Незважаючи на те, що цей вид терапії описаний роками, лише зараз він набуває популярності в літературі через збільшення кількості бактерій, які не реагують на звичайне лікування антибіотиками..

Однак, незважаючи на сприятливу методику, фаготерапія має деякі обмеження. Кожен тип бактеріофагів властивий певній бактерії, тому ці фаги не можна було використовувати ізольовано для боротьби з інфекціями, спричиненими різними мікроорганізмами, але в цьому випадку можна скласти «фаговий коктейль» відповідно до мікроорганізмів, визначених як відповідальних за інфекцію. Крім того, в основному завдяки лізогенному циклу бактеріофаги можуть сприяти передачі генів стійкості до бактерій, роблячи лікування неефективним.