Bakteriofag: šta je to, kako prepoznati i životne cikluse (litički i lizogeni)

Sadržaj

• Karakteristike bakteriofaga
• Kako se događaju litički i lizogeni ciklusi
• Litički ciklus
• Lizogeni ciklus
• Šta je fagena terapija

Bakteriofagi, poznati i kao fagi, grupa su virusa sposobnih da zaraze i razmnože se unutar bakterijskih ćelija i koji kada napuste pospješuju njihovo uništavanje.

Bakteriofagi su prisutni u nekoliko okruženja, a mogu se izolirati od vode, tla, prehrambenih proizvoda, pa čak i drugih mikroorganizama. Iako može biti prisutan i u tijelu, uglavnom u koži, usnoj šupljini, plućima i mokraćnom i gastrointestinalnom sustavu, bakteriofagi ne uzrokuju bolesti ili promjene u ljudskom tijelu, jer imaju prednost prema prokariotskim ćelije, odnosno manje ćelija je evoluiralo, poput bakterija.

Uz to, sposobni su potaknuti imunološki odgovor tijela, tako da nisu u stanju djelovati na mikroorganizme odgovorne za pravilno funkcioniranje organizma, uz to što imaju visoku specifičnost u odnosu na svog domaćina, odnosno patogeni mikroorganizam . Dakle, bakterije koje su dio mikrobioma ne uništavaju se zbog pozitivnog odnosa uspostavljenog između bakteriofaga i imunološkog sistema.

Karakteristike bakteriofaga

Bakteriofagi su virusi koji se mogu naći u različitim okruženjima, uključujući i ljudsko tijelo, međutim ne uzrokuju promjene ili bolesti, jer nemaju specifičnost za ćelije koje čine tijelo. Ostale karakteristike bakteriofaga su:

• Formirani su kapsidom, koja je struktura koju čine proteini čija je funkcija zaštita genetskog materijala virusa;
• Mogu imati različite vrste genetskog materijala, poput dvolančane DNK, jednolančane DNK ili RNK;
• Osim što se mogu razlikovati u smislu njihovog genetskog sastava, bakteriofagi se mogu razlikovati i po strukturi kapside;
• Nisu u stanju da se razmnožavaju izvan domaćina, to jest, moraju biti u kontaktu s bakterijskom ćelijom da bi se došlo do replikacije, i iz tog razloga mogu biti poznati i kao "bakterijski paraziti";
• Imaju visoku specifičnost za domaćina, a to su bakterijske ćelije.

Klasifikacija bakteriofaga se još uvijek proučava, međutim, neka svojstva mogu biti korisna za diferencijaciju i klasifikaciju bakteriofaga, poput vrste genetskog materijala, morfologije, genomskih karakteristika i fizičko-hemijskih karakteristika.

Kako se događaju litički i lizogeni ciklusi

Litički i lizogeni ciklusi su ciklusi umnožavanja bakteriofaga u kontaktu s bakterijskom ćelijom i mogu se razlikovati prema ponašanju virusa.

Litički ciklus

Litički ciklus je onaj u kojem se nakon ubrizgavanja genetskog materijala bakteriofaga u bakterijsku ćeliju odvija replikacija i stvaranje novih bakteriofaga, koji kada napuste unište bakterijsku ćeliju. Dakle, općenito, ciklus se događa kako slijedi:

1. Adsorpcija: bakteriofag se lijepi za membranu osjetljive bakterijske ćelije kroz membranske receptore;
2. Ulazak ili prodor: genetski materijal bakteriofaga ulazi u bakterijsku ćeliju;
3. Replikacija: ovaj genetski materijal koordinira sintezu proteina i drugih molekula DNK, ako je riječ o DNK bakteriofagu;
4. Montaža: stvaraju se novi bakteriofagi i replicirana DNK pakuje se uz pomoć sintetiziranih proteina, što dovodi do nastanka kapside;
5. Lise: nastali bakteriofag napušta bakterijsku ćeliju, pospješujući njeno uništavanje.

Lizogeni ciklus

U lizogenom ciklusu, genetski materijal bakteriofaga ugrađen je u onaj bakterije, međutim ovaj proces može predstavljati samo utišavanje gena virulencije bakterije, osim što je reverzibilan proces. Ovaj se ciklus događa na sljedeći način:

1. Adsorpcija: bakteriofag se adsorbuje na bakterijskoj membrani;
2. Ulaz: genetski materijal bakteriofaga ulazi u bakterijsku ćeliju;
3. Integracija: postoji integracija genetskog materijala bakteriofaga s onim bakterije, postajući poznati kao profago;
4. Divizija: rekombinovani materijal, profago, dijeli se prema dijeljenju bakterija.

Profagus nije aktivan, tj. Njegovi geni nisu eksprimirani i, prema tome, ne rezultiraju negativnim promjenama na bakterijama i to je potpuno reverzibilan proces.

Zbog činjenice da bakteriofagi stupaju u interakciju s genetskim materijalom bakterija i mogu pospješiti njegovo uništavanje, ovi virusi se mogu koristiti u studiji za razvoj novih strategija za borbu protiv multirezistentnih infekcija.

Šta je fagena terapija

Fage terapija, poznata i kao fage terapija, vrsta je liječenja koja koristi bakteriofage u borbi protiv bakterijskih infekcija, posebno onih koje uzrokuju multirezistentni mikroorganizmi. Ova vrsta liječenja je sigurna, jer bakteriofagi djeluju samo protiv patogenih bakterija, čuvajući normalnu mikrobiotu osobe.

Iako se ova vrsta terapije opisuje već godinama, tek sada dobiva na značaju u literaturi zbog povećanja broja bakterija koje ne reagiraju na konvencionalno liječenje antibioticima.

Međutim, iako je povoljna tehnika, fage terapija ima određena ograničenja. Svaka vrsta bakteriofaga specifična je za određenu bakteriju, pa se ti fagi ne bi mogli koristiti izolirano u borbi protiv infekcija izazvanih raznim mikroorganizmima, ali u ovom slučaju bi se mogao formulirati "fagov koktel" prema mikroorganizmima koji su identificirani kao odgovorni za infekciju . Pored toga, uglavnom zbog lizogenog ciklusa, bakteriofagi mogu pospješiti prijenos gena otpornosti na bakteriju, čineći liječenje neučinkovitim.