Βακτηριοφάγος: τι είναι, πώς να αναγνωρίσετε και κύκλους ζωής (λυτική και λυσογονική)

Περιεχόμενο

• Χαρακτηριστικά του βακτηριοφάγου
• Πώς συμβαίνει οι λυτικοί και λυσογονικοί κύκλοι
• Λυτικός κύκλος
• Λυσογονικός κύκλος
• Τι είναι η θεραπεία με φάγο

Οι βακτηριοφάγοι, επίσης γνωστοί ως φάγοι, είναι μια ομάδα ιών ικανών να μολύνουν και να πολλαπλασιαστούν εντός βακτηριακών κυττάρων και οι οποίοι, όταν φεύγουν, προάγουν την καταστροφή τους.

Οι βακτηριοφάγοι υπάρχουν σε διαφορετικά περιβάλλοντα και μπορούν να απομονωθούν από νερό, χώμα, τρόφιμα και ακόμη και άλλους μικροοργανισμούς. Αν και μπορεί επίσης να υπάρχει στο σώμα, κυρίως στο δέρμα, στη στοματική κοιλότητα, στους πνεύμονες και στα ουροποιητικά και γαστρεντερικά συστήματα, οι βακτηριοφάγοι δεν προκαλούν ασθένειες ή αλλαγές στο ανθρώπινο σώμα, επειδή έχουν προτίμηση για προκαρυωτικά κύτταρα, δηλαδή, λιγότερα κύτταρα εξελίχθηκαν, όπως βακτήρια.

Επιπλέον, είναι σε θέση να διεγείρουν την ανοσολογική απόκριση του σώματος, έτσι ώστε να μην μπορούν να δράσουν στους μικροοργανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την ορθή λειτουργία του οργανισμού, εκτός από το ότι έχουν υψηλή ειδικότητα σε σχέση με τον ξενιστή τους, δηλαδή τον παθογόνο μικροοργανισμό. Έτσι, τα βακτήρια που αποτελούν μέρος του μικροβίου δεν καταστρέφονται λόγω της θετικής σχέσης που υπάρχει μεταξύ των βακτηριοφάγων και του ανοσοποιητικού συστήματος.

Χαρακτηριστικά του βακτηριοφάγου

Οι βακτηριοφάγοι είναι ιοί που μπορούν να βρεθούν σε διαφορετικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπινου σώματος, ωστόσο δεν προκαλούν αλλαγές ή ασθένειες καθώς δεν έχουν ειδικότητα για τα κύτταρα που αποτελούν το σώμα. Άλλα χαρακτηριστικά του βακτηριοφάγου είναι:

• Σχηματίζονται από ένα καψίδιο, το οποίο είναι μια δομή που σχηματίζεται από πρωτεΐνες των οποίων η λειτουργία είναι να προστατεύει το γενετικό υλικό του ιού.
• Μπορεί να έχουν διαφορετικούς τύπους γενετικού υλικού, όπως δίκλωνο DNA, μονόκλωνο DNA ή RNA.
• Εκτός από το ότι μπορεί να διαφοροποιηθεί ως προς το γενετικό τους μακιγιάζ, οι βακτηριοφάγοι μπορούν επίσης να διαφοροποιηθούν από τη δομή του καψιδίου.
• Δεν είναι σε θέση να πολλαπλασιαστούν έξω από έναν ξενιστή, δηλαδή, πρέπει να έρθουν σε επαφή με ένα βακτηριακό κύτταρο για να συμβεί αναπαραγωγή και για το λόγο αυτό μπορεί επίσης να είναι γνωστοί ως «βακτηριακά παράσιτα».
• Έχουν υψηλή ειδικότητα για τον ξενιστή, τα οποία είναι βακτηριακά κύτταρα.

Η ταξινόμηση των βακτηριοφάγων εξακολουθεί να μελετάται, ωστόσο, ορισμένες ιδιότητες μπορεί να είναι χρήσιμες για τη διαφοροποίηση και την ταξινόμηση των βακτηριοφάγων, όπως τύπος γενετικού υλικού, μορφολογία, γονιδιωματικά χαρακτηριστικά και φυσικά-χημικά χαρακτηριστικά.

Πώς συμβαίνει οι λυτικοί και λυσογονικοί κύκλοι

Οι λυτικοί και λυσογονικοί κύκλοι είναι κύκλοι πολλαπλασιασμού του βακτηριοφάγου όταν έρχονται σε επαφή με το βακτηριακό κύτταρο και μπορούν να διαφοροποιηθούν ανάλογα με τη συμπεριφορά του ιού.

Λυτικός κύκλος

Ο λυτικός κύκλος είναι ένας κύκλος στον οποίο, μετά την ένεση του γενετικού υλικού του βακτηριοφάγου στο βακτηριακό κύτταρο, γίνεται αντιγραφή και σχηματισμός νέων βακτηριοφάγων, οι οποίοι όταν φεύγουν καταστρέφουν το βακτηριακό κύτταρο. Έτσι, γενικά, ο κύκλος συμβαίνει ως εξής:

1. Προσρόφηση: ο βακτηριοφάγος κολλά στη μεμβράνη του ευαίσθητου βακτηριακού κυττάρου μέσω των υποδοχέων της μεμβράνης ·
2. Είσοδος ή διείσδυση: το γενετικό υλικό του βακτηριοφάγου εισέρχεται στο βακτηριακό κύτταρο ·
3. Αντιγραφή: Αυτό το γενετικό υλικό συντονίζει τη σύνθεση πρωτεϊνών και άλλων μορίων DNA, εάν είναι βακτηριοφάγος DNA.
4. Συνέλευση: σχηματίζονται νέοι βακτηριοφάγοι και το αντιγραφόμενο DNA συσκευάζεται με τη βοήθεια των συντεθειμένων πρωτεϊνών, δημιουργώντας το καψίδιο.
5. Λάις: ο βακτηριοφάγος που σχηματίζεται αφήνει το βακτηριακό κύτταρο, προάγοντας την καταστροφή του.

Λυσογονικός κύκλος

Στον λυσογονικό κύκλο, το γενετικό υλικό του βακτηριοφάγου ενσωματώνεται σε εκείνο του βακτηρίου, ωστόσο αυτή η διαδικασία μπορεί να αντιπροσωπεύει μόνο τη σιωπή των μολυσματικών γονιδίων του βακτηρίου, εκτός από το ότι είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία. Αυτός ο κύκλος συμβαίνει ως εξής:

1. Προσρόφηση: ο βακτηριοφάγος προσροφάται στη βακτηριακή μεμβράνη ·
2. Εισαγωγή: το γενετικό υλικό του βακτηριοφάγου εισέρχεται στο βακτηριακό κύτταρο ·
3. Ενσωμάτωση: υπάρχει η ενσωμάτωση του γενετικού υλικού του βακτηριοφάγου με εκείνο του βακτηρίου, που γίνεται γνωστό ως profago.
4. Διαίρεση: το ανασυνδυασμένο υλικό, το profago, διαιρείται σύμφωνα με τη βακτηριακή διαίρεση.

Το profagus δεν είναι ενεργό, δηλαδή, τα γονίδια του δεν εκφράζονται και, ως εκ τούτου, δεν οδηγούν σε αρνητικές αλλαγές στα βακτήρια και είναι μια πλήρως αναστρέψιμη διαδικασία.

Λόγω του γεγονότος ότι οι βακτηριοφάγοι αλληλεπιδρούν με το γενετικό υλικό του βακτηρίου και μπορούν να προωθήσουν την καταστροφή του, αυτοί οι ιοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μελέτη για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών για την καταπολέμηση των πολυανθεκτικών λοιμώξεων.

Τι είναι η θεραπεία με φάγο

Η θεραπεία με φάγο, επίσης γνωστή ως θεραπεία φάγου, είναι ένας τύπος θεραπείας που χρησιμοποιεί βακτηριοφάγους για την καταπολέμηση βακτηριακών λοιμώξεων, ειδικά εκείνων που προκαλούνται από πολυανθεκτικούς μικροοργανισμούς. Αυτός ο τύπος θεραπείας είναι ασφαλής, καθώς οι βακτηριοφάγοι έχουν δραστηριότητα μόνο έναντι παθογόνων βακτηρίων, διατηρώντας τα φυσιολογικά μικροβιοτικά του ατόμου.

Παρόλο που αυτός ο τύπος θεραπείας έχει περιγραφεί εδώ και χρόνια, μόνο τώρα έχει αποκτήσει εξέχουσα θέση στη βιβλιογραφία λόγω της αύξησης του αριθμού των βακτηρίων που δεν ανταποκρίνονται στη συμβατική θεραπεία με αντιβιοτικά.

Ωστόσο, παρόλο που είναι μια ευνοϊκή τεχνική, η θεραπεία με φάγο έχει ορισμένους περιορισμούς. Κάθε τύπος βακτηριοφάγου είναι συγκεκριμένος για ένα συγκεκριμένο βακτήριο, οπότε αυτοί οι φάγοι δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μεμονωμένα για την καταπολέμηση λοιμώξεων που προκαλούνται από διάφορους μικροοργανισμούς, αλλά σε αυτήν την περίπτωση ένα "κοκτέιλ φάγου" θα μπορούσε να διαμορφωθεί σύμφωνα με τους μικροοργανισμούς που αναγνωρίζονται ως υπεύθυνοι για τη μόλυνση . Επιπλέον, κυρίως λόγω του λυσογονικού κύκλου, οι βακτηριοφάγοι μπορούν να προωθήσουν τη μεταφορά γονιδίων αντίστασης στο βακτήριο, καθιστώντας την θεραπεία αναποτελεσματική.