Bakteriofág: co to je, jak identifikovat a životní cykly (lytické a lysogenní)

Obsah

• Vlastnosti bakteriofága
• Jak se stávají lytické a lysogenní cykly
• Lytický cyklus
• Lysogenní cyklus
• Co je fágová terapie

Bakteriofágy, také známé jako fágy, jsou skupina virů schopných infikovat a množit se v bakteriálních buňkách, které při svém odchodu podporují jejich destrukci.

Bakteriofágy jsou přítomny v různých prostředích a mohou být izolovány z vody, půdy, potravinářských výrobků a dokonce i jiných mikroorganismů. Ačkoli může být také přítomen v těle, hlavně v kůži, v ústní dutině, v plicích a v močovém a gastrointestinálním systému, bakteriofágy nezpůsobují nemoci ani změny v lidském těle, protože preferují prokaryotické buňky, to znamená, že se vyvinulo méně buněk, například bakterií.

Kromě toho jsou schopny stimulovat imunitní odpověď těla, takže nemohou působit na mikroorganismy odpovědné za správné fungování organismu a navíc mají vysokou specificitu ve vztahu k hostiteli, tj. Patogennímu mikroorganismu. Bakterie, které jsou součástí mikrobiomu, tedy nejsou zničeny v důsledku pozitivního vztahu mezi bakteriofágy a imunitním systémem.

Vlastnosti bakteriofága

Bakteriofágy jsou viry, které lze nalézt v různých prostředích, včetně lidského těla, avšak nezpůsobují změny ani nemoci, protože nemají specifičnost pro buňky, které tvoří tělo. Další vlastnosti bakteriofága jsou:

• Jsou tvořeny kapsidou, což je struktura tvořená bílkovinami, jejichž funkcí je chránit genetický materiál viru;
• Mohou mít různé typy genetického materiálu, jako je dvouvláknová DNA, jednořetězcová DNA nebo RNA;
• Kromě toho, že bakteriofágy se dají odlišit, pokud jde o jejich genetickou výbavu, lze také odlišit strukturou kapsidy;
• Nemohou se množit mimo hostitele, to znamená, že musí být v kontaktu s bakteriální buňkou, aby došlo k replikaci, a z tohoto důvodu mohou být také známí jako „bakteriální paraziti“;
• Mají vysokou specificitu pro hostitele, kterým jsou bakteriální buňky.

Klasifikace bakteriofágů se stále studuje, nicméně pro odlišení a klasifikaci bakteriofágů mohou být užitečné některé vlastnosti, jako je typ genetického materiálu, morfologie, genomické vlastnosti a fyzikálně-chemické vlastnosti.

Jak se stávají lytické a lysogenní cykly

Lytické a lysogenní cykly jsou cykly množení bakteriofága při kontaktu s bakteriální buňkou a lze je rozlišit podle chování viru.

Lytický cyklus

Lytický cyklus je cyklus, ve kterém po injekci genetického materiálu bakteriofága do bakteriální buňky dochází k replikaci a tvorbě nových bakteriofágů, které při odchodu bakteriální buňku zničí. Obecně tedy cyklus probíhá následovně:

1. Adsorpce: bakteriofág se lepí na membránu citlivé bakteriální buňky přes membránové receptory;
2. Vstup nebo penetrace: genetický materiál bakteriofága vstupuje do bakteriální buňky;
3. Replikace: tento genetický materiál koordinuje syntézu proteinů a jiných molekul DNA, pokud se jedná o bakteriofág DNA;
4. Shromáždění: jsou vytvořeny nové bakteriofágy a replikovaná DNA je zabalena pomocí syntetizovaných proteinů, což vede ke vzniku kapsidy;
5. Lise: vytvořený bakteriofág opouští bakteriální buňku a podporuje její destrukci.

Lysogenní cyklus

V lysogenním cyklu je genetický materiál bakteriofága začleněn do materiálu bakterie, avšak tento proces může kromě reverzibilního procesu představovat pouze umlčení genů virulence bakterie. Tento cyklus probíhá následovně:

1. Adsorpce: bakteriofág adsorbuje na bakteriální membránu;
2. Vstup: genetický materiál bakteriofága vstupuje do bakteriální buňky;
3. Integrace: dochází k integraci genetického materiálu bakteriofága s materiálem bakterie, který se stává známým jako profago;
4. Divize: rekombinovaný materiál, profago, se dělí podle bakteriálního dělení.

Profagus není aktivní, to znamená, že jeho geny nejsou exprimovány, a proto nevedou k negativním změnám bakterií a jedná se o plně reverzibilní proces.

Vzhledem k tomu, že bakteriofágy interagují s genetickým materiálem bakterie a mohou podporovat její destrukci, mohou být tyto viry použity ve studii k vývoji nových strategií boje proti multirezistentním infekcím.

Co je fágová terapie

Fágová terapie, známá také jako fágová terapie, je typ léčby, která využívá bakteriofágy k boji proti bakteriálním infekcím, zejména těm způsobeným multirezistentními mikroorganismy. Tento typ léčby je bezpečný, protože bakteriofágy působí pouze proti patogenním bakteriím a zachovávají normální mikrobiotu člověka.

Přestože byl tento typ léčby popisován již léta, teprve nyní se v literatuře prosadil díky nárůstu počtu bakterií, které nereagují na konvenční léčbu antibiotiky.

Přestože je fágová terapie výhodná, má určitá omezení. Každý typ bakteriofágu je specifický pro konkrétní bakterii, takže tyto fágy nemohly být použity samostatně k boji proti infekcím způsobeným různými mikroorganismy, ale v tomto případě by mohl být formulován „fágový koktejl“ podle mikroorganismů identifikovaných jako odpovědných za infekci . Kromě toho, hlavně díky lysogennímu cyklu, mohou bakteriofágy podporovat přenos genů rezistence na bakterii, což činí léčbu neúčinnou.