bacteriophage

bacteriophage เป็นไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรียและเพิ่มจำนวนขึ้นในกระบวนการ นอกจากนี้ยังมีแบคเทอริโอเฟจเฉพาะสำหรับแบคทีเรียแต่ละชนิด Bacteriophages ใช้ในการแพทย์และพันธุวิศวกรรม

bacteriophages คืออะไร?

Bacteriophages เป็นกลุ่มของไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรียและอาร์เคีย (แบคทีเรียดึกดำบรรพ์) ในการทำเช่นนี้พวกมันยังคงเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อย ๆ ทำลายแบคทีเรีย

สำหรับแบคทีเรียแต่ละชนิดจะมีแบคเทอริโอเฟจที่เฉพาะเจาะจงตามหลักการล็อคและคีย์ ตามคำจำกัดความดั้งเดิม bacteriophages เช่นเดียวกับไวรัสทั้งหมดไม่ใช่สิ่งมีชีวิต พวกมันขึ้นอยู่กับโฮสต์สำหรับการสืบพันธุ์ ไม่มีกระบวนการทางชีวเคมีเกิดขึ้นนอกโฮสต์ phages ใช้เอนไซม์ของโฮสต์สำหรับสิ่งนี้

Bacteriophages ประกอบด้วย DNA หรือ RNA เท่านั้นซึ่งล้อมรอบด้วยเปลือกหุ้มโปรตีน อย่างไรก็ตาม phages ส่วนใหญ่มี DNA เป็นสารพันธุกรรม

Phages ถูกอธิบายครั้งแรกในปี 1917 โดยนักชีววิทยาชาวแคนาดาFélix Hubert d’Hérelle โครงสร้างของเฟสต่างๆแตกต่างกัน โดยพื้นฐานแล้ว bacteriophages ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง จุดสนใจหลักคือโครงสร้างของ T phages ที่เรียกว่า T ซึ่งติดเชื้อแบคทีเรีย Escherichia coli

T-phages ประกอบด้วยหัวหลายเหลี่ยมซึ่งเชื่อมต่อกับช่องฉีดยาที่ยืดออก (อุปกรณ์ฉีด) ผ่านคอ แผ่นฐานที่มีเส้นใยหางและเหล็กแหลมอยู่ใต้อุปกรณ์ฉีด หัวเป็นแคปซิดที่มีกรดนิวคลีอิก แคปซิดช่องฉีดและแผ่นฐานทำจากโปรตีน เส้นใยหางและหนามแหลมทำหน้าที่ยึด phage กับผนังเซลล์ของแบคทีเรีย

การเกิดขึ้นการกระจายและคุณสมบัติ

Bacteriophages เป็นสากล มีแบคทีเรียประมาณ 10 ถึง 30 ชนิดในน้ำทะเล นอกจากนี้ยังมี phage ที่สอดคล้องกันสำหรับแบคทีเรียแต่ละชนิด

การเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียสามารถแบ่งออกเป็นห้าขั้นตอน ขั้นแรก phage จะถูกดูดซึมบนตัวรับผนังเซลล์เฉพาะ ปลายหางด้ายแนบกับผิวเซลล์ ในขั้นตอนต่อไป phage จะฉีด DNA หรือ RNA เข้าไปในแบคทีเรีย เปลือกโปรตีนที่ว่างเปล่ายังคงอยู่บนพื้นผิวของแบคทีเรีย ระยะที่สามเรียกว่าเฟสแฝงซึ่งไม่สามารถตรวจพบเฟสได้ ในช่วงเวลาแฝงที่กินเวลานานหลายชั่วโมงการแปลเป็น mRNA ของไวรัสและการจำลองแบบเป็นกรดนิวคลีอิกของไวรัสจะเริ่มขึ้น ในขั้นตอนการผลิตที่เรียกว่าโปรตีนของไวรัสจะถูกสร้างขึ้น จากนั้นในระยะการเจริญเติบโตที่ตามมาส่วนประกอบของไวรัสแต่ละตัวจะประกอบขึ้น หลังจากการผลิตไวรัสเสร็จสิ้นไลโซโซมที่เกิดจากเซลล์แบคทีเรียที่ถูกดัดแปลงจะละลายแบคทีเรียและปล่อยเฟสที่ผลิตออกมา

ความหมายและฟังก์ชัน

ปัจจุบันแบคทีเรียมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายพื้นที่ เปิดรับสมัครสาขาการแพทย์ชีววิทยาหรือวิศวกรรมเกษตร ในทางการแพทย์ใช้ bacteriophages เพื่อตรวจหาสายพันธุ์ของแบคทีเรียเนื่องจากความจำเพาะของแบคทีเรียบางชนิด แอปพลิเคชันนี้เรียกว่าไลโซไทป์

ขณะนี้มีการวิจัยอย่างเข้มข้นเพื่อต่อสู้กับแบคทีเรียโดยใช้แบคเทอริโอฟาจในการติดเชื้อ งานวิจัยนี้กำลังได้รับความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้อิทธิพลของสายพันธุ์แบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามความเสถียรที่ไม่ดีของ phages ในร่างกายเป็นปัญหา พวกมันจะถูกกำจัดทันทีด้วย phagocytes ของร่างกาย

Félix Hubert d’Hérelle ได้พิจารณาแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้นี้แล้ว อย่างไรก็ตามหลังจากการค้นพบและการแนะนำยาปฏิชีวนะผลการวิจัยเกี่ยวกับการใช้งานที่เป็นไปได้นี้ก็ถูกลืมไปโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตามสถาบัน Eliava เพื่อการวิจัย Phage ที่ก่อตั้งโดย D’Hérelle ในปีพ. ศ. 2477 ยังคงมีอยู่ในทบิลิซีประเทศจอร์เจีย ร่วมกับ Ludwik Hirszfeld Institute for Immunology and Experimental Therapy จาก Wroclaw ประเทศโปแลนด์กำลังมีการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการอื่นในการต่อสู้กับแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะโดยใช้ phages

Phages ยังถูกนำไปใช้ในรูปแบบต่างๆมากมายในอุตสาหกรรมอาหาร ตัวอย่างเช่นสเปรย์ phage ต่างๆจะใช้ในการบรรจุชีสหรือไส้กรอกเพื่อป้องกันแบคทีเรีย

พันธุวิศวกรรมยังเป็นส่วนใหญ่ของการประยุกต์ใช้ ตัวอย่างเช่นปัจจุบัน phages ถูกใช้เป็นพาหะสำหรับยีนบางชนิดและนำเข้าสู่แบคทีเรีย การใช้วิธีนี้สามารถสร้างแบคทีเรีย Escherichia coli สายพันธุ์ที่สร้างอินซูลินได้

พาหะเหล่านี้มีความสำคัญมากขึ้นสำหรับการผลิตสารออกฤทธิ์อื่น ๆ นอกจากนี้บางส่วนสามารถใช้เพื่อต่อสู้กับข้อบกพร่องทางพันธุกรรม

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

อย่างไรก็ตามแบคเทอริโอเฟจไม่ได้แสดงผลในเชิงบวกเท่านั้น โรคติดเชื้อร้ายแรงบางชนิดจะแตกออกด้วยความช่วยเหลือของ phages เท่านั้น โรคคอตีบถูกกระตุ้นโดยแบคทีเรีย Corynebacterium diphtheriae อย่างไรก็ตามโรคนี้สามารถแยกออกได้ก็ต่อเมื่อ Corynebacterium diphtheriae ติดเชื้อแบคทีเรียพร้อมกัน หลังจากติดเชื้อฟาจแบคทีเรียเหล่านี้จะสร้างสารพิษลักษณะเฉพาะที่ทำให้เกิดอาการรุนแรงและบางครั้งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต

ความเจ็บป่วยเริ่มต้นด้วยสัญญาณต่างๆเช่นกลืนลำบากอ่อนเพลียคลื่นไส้และปวดท้อง มีการเคลือบสีขาวบนอัลมอนด์ที่ส่งกลิ่นเหม็นหวาน มักมีภาวะแทรกซ้อนเช่นปอดบวมหรือกล้ามเนื้อหัวใจอักเสบซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้

โรคอื่นที่เกิดจากแบคทีเรียคือไข้ผื่นแดง ไข้ผื่นแดงเกิดจากเชื้อ Streptococci ติดเชื้อแบคทีเรีย อันเป็นผลมาจากการติดเชื้อแบคทีเรียนี้จะสร้างสารพิษที่ร้ายกาจโดยเฉพาะ มีอาการรุนแรงร่วมกับหนาวสั่นมีไข้อาเจียนและเจ็บคอ ตอนแรกลิ้นจะเป็นสีขาว แต่หลังจากนั้นไม่กี่วันจะเปลี่ยนเป็นสีแดงราสเบอร์รี่ เกิดผื่นขึ้นด้วย หากแบคทีเรียไม่ได้ติดเชื้อแบคทีเรียก็จะทำให้ต่อมทอนซิลอักเสบที่ไม่เป็นอันตรายเท่านั้น

อหิวาตกโรคยังเกิดจากแบคทีเรียที่ติดเชื้อแบคทีเรียที่เรียกว่า Vibrio cholerae