Prophages

เช่น Prophage phage DNA ของแบคเทอริโอฟาจในอุณหภูมิปานกลางเรียกว่าเมื่อมีอยู่ในเซลล์โฮสต์ของแบคทีเรีย Bacteriophages ถูกค้นพบโดยFélix Hubert d’Hérelle ในปีพ. ศ. 2460 พวกมันเป็นไวรัสที่ปรับตัวให้เข้ากับแบคทีเรียเฉพาะ ในขั้นตอนต่อไปของการวิจัยพบว่ามีความแตกต่างระหว่าง lytic phage ที่มีความรุนแรงสูงกับ phage ในระดับปานกลางที่มีการพยากรณ์แบบเงียบและวงจรไลโซนิก

Prophages คืออะไร?

การพยากรณ์ของแบคเทอริโอเฟจในระดับปานกลางสามารถปรากฏเป็นพลาสมิดในเซลล์โฮสต์หรือรวมเข้ากับดีเอ็นเอของแบคทีเรีย สำหรับสิ่งนี้ phage ที่มีอุณหภูมิปานกลางจะต้องใช้วงจรไลโซจินิกเมื่อฉีดดีเอ็นเอฟาจ ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างวงจร lytic และวงจรไลโซนิก ในขณะที่วัฏจักร lytic ทำให้เกิดการจำลองแบบอย่างรวดเร็วและการสลายตัวของเซลล์โฮสต์ในภายหลังหลังจากการฉีดสารพันธุกรรมในยีนยับยั้งวงจรไลโซนิกจากเฟสจะถูกฉีดเข้าไปในเซลล์โฮสต์เพื่อยับยั้งวงจรน้ำเหลืองนั่นคือการสลายตัวของเซลล์อย่างรวดเร็ว

เฟสเฟสในอุณหภูมิสามารถสลับไปมาระหว่างวงจร lytic และ lysogenic ได้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้น วงจร lytic หมายถึงวิธีการที่ยีน phage ทำงานภายในเซลล์โฮสต์ การจำลองแบบอย่างรวดเร็วภายในเซลล์โฮสต์จะเกิดขึ้นหลังจากการฉีดดีเอ็นเอของไวรัส หลังจากที่แคปซิดและโปรตีนเส้นใยหางได้จำลองแบบเพิ่มเติมจากดีเอ็นเอของไวรัสและอนุภาคไวรัสใหม่ ๆ จำนวนมากได้ถูกประกอบขึ้นจากแต่ละส่วนผนังเซลล์ของเซลล์เจ้าบ้านจะถูกย่อยสลายโดยไลโซโซม เมื่อผนังเซลล์สลายไป phages ใหม่จะถูกปล่อยออกมาและสามารถฉีด DNA เข้าไปในเซลล์แบคทีเรียอื่น ๆ ได้ กระบวนการนี้จะเสร็จสิ้นในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง

เนื่องจากอนุภาคไวรัสชนิดใหม่มีจำนวนมากจึงเรียกวิธีนี้ว่า "รูปแบบที่รุนแรง" เนื่องจากผนังเซลล์ของโฮสต์ถูกทำลายโดยไลโซไซม์จึงใช้คำว่า "วงจรไลติก" ในกรณีของการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วและการสลายตัวของเซลล์โฮสต์ในภายหลังไม่จำเป็นต้องมีผลบังคับใช้ ขึ้นอยู่กับปัจจัยแวดล้อมที่มีอยู่ phage อุณหภูมิปานกลางสามารถสลับระหว่างวงจร lytic และ lysogenic ได้ วงจร lytic สามารถยับยั้งได้โดยการฉีดยีนยับยั้งและวงจรไลโซนิกสามารถเริ่มต้นได้อย่างไม่มีกำหนด

ในวัฏจักรไลโซจินิกสารพันธุกรรมฟาจจะถูกแทรกเข้าไปในสารพันธุกรรมของเชื้อโรคและสามารถอยู่รอดได้ที่นี่เป็นระยะเวลาไม่แน่นอน สารพันธุกรรมที่ฉีดเรียกว่า "นิ่ง" และกำหนดเป็น "prophage" การพยากรณ์สามารถอยู่ในฐานะพลาสมิดในไซโทพลาสซึมของเซลล์เจ้าบ้านหรือรวมเข้ากับสารพันธุกรรมของแบคทีเรีย

การรวมสารพันธุกรรมของไวรัสต้องใช้ความเชี่ยวชาญระดับสูง จีโนมของเฟสเตจสามารถติดกับบางตำแหน่งในดีเอ็นเอของแบคทีเรียเท่านั้น ในทางกลับกันสารพันธุกรรมของ phage แต่ละสายพันธุ์สามารถระบุได้ในตำแหน่งเดียวกันในจีโนมของแบคทีเรียเสมอ

การปรับตัวที่ประสบความสำเร็จทำให้ผู้ได้รับประโยชน์จากการแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย เมื่อเซลล์เจ้าบ้านแบ่งแบบไมโทซิสสารพันธุกรรมของไวรัสจะถูกส่งต่อไป การแพร่เชื้อเพิ่มเติมไปยังแบคทีเรียอื่น ๆ สามารถเกิดขึ้นได้โดยการผันคำกริยา ดังนั้น Prophages สามารถแพร่กระจายผ่านเส้นทางการแพร่กระจายที่แตกต่างกันไปตามสายพันธุ์แบคทีเรียทั้งหมด เนื่องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อมเช่นแสง UV หรือสารเคมีบางชนิดการพยากรณ์สามารถเปลี่ยนกลับไปสู่วงจรน้ำเหลืองและพยายามจำลองแบบเชิงรุก

การพยากรณ์ยังใช้ประโยชน์จากกระบวนการถอดความของเซลล์เจ้าบ้าน: ยีนยับยั้งการฉีดของ phage ได้รับการยอมรับว่าเป็นความเสียหายของดีเอ็นเอโดยเอนไซม์บางชนิดของแบคทีเรียและถูกทำลายลง การย่อยสลายของยีนผู้ปราบปรามเป็นการทำลายตัวเองภายในเซลล์โฮสต์ วงจร lytic ไม่สามารถระงับได้อีกต่อไปและการพยากรณ์จะเปลี่ยนจากสถานะไลโซนิกเป็นการจำลองแบบก้าวร้าวซึ่งจะจบลงด้วยการสลายตัวของผนังเซลล์แบคทีเรียในภายหลัง

การเกิดขึ้นการกระจายและคุณสมบัติ

Phages เป็นไวรัสที่มีความเชี่ยวชาญสูงซึ่งปรับให้เข้ากับแบคทีเรียแต่ละสายพันธุ์ ดังนั้นไม่ใช่ทุกแบคทีเรียที่สามารถเข้าถึงแบคทีเรียทุกตัวได้ การคูณโดยไม่มีเซลล์โฮสต์เฉพาะนั้นเป็นไปไม่ได้สำหรับแบคเทอริโอเฟจ ความเชี่ยวชาญระดับสูงหมายความว่าแบคเทอริโอเฟจสามารถพบได้ในภูมิประเทศเดียวกันกับเซลล์ของพวกมัน

เช่นเดียวกันกับระดับที่ยิ่งใหญ่กว่าสำหรับคำทำนาย เนื่องจาก prophages ไม่ใช่ไวรัสธรรมดาและแสดงตัวเป็นเพียงสารพันธุกรรมของไวรัสภายในสิ่งมีชีวิตของโฮสต์จึงไม่สามารถพบได้นอกเซลล์ที่กำหนดเนื่องจากคำจำกัดความเพียงอย่างเดียว

นอกจากนี้ยังต้องกล่าวถึงว่าแบคเทอริโอเฟจเพียงอย่างเดียวในน้ำทะเลมีจำนวน (10 ยกกำลัง 30) จึงมีฟาจมากกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่บนโลกทั้งหมด ในทางตรงกันข้ามมีแบคทีเรียที่ได้รับการวิจัยอย่างเป็นทางการจำนวนน้อยมากถึงสิบเก้าตัวซึ่งทำให้ยากที่จะแถลงอย่างชัดเจนเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น

ความหมายและฟังก์ชัน

การบำบัดแบบฟาจได้รับการพัฒนาในปี ค.ศ. 1920 และประสบความสำเร็จในยุโรปตะวันออกเพื่อต่อสู้กับโรคติดเชื้อต่างๆจนถึงทุกวันนี้ ข้อดีของการรักษาด้วย phage นั้นชัดเจน: bacteriophages ทำลายแบคทีเรียแต่ละสายพันธุ์เท่านั้นในขณะที่ยาปฏิชีวนะมีผลอันตรายโดยทั่วไปต่อแบคทีเรียในร่างกาย

การค้นพบเพนิซิลลินในทศวรรษที่ 1940 นำไปสู่การใช้ยาปฏิชีวนะจำนวนมากในตะวันตกและส่งผลให้การวิจัยสิ้นสุดลง การสะสมของความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะจำนวนมากในภายหลังทำให้เกิดความสนใจในแบคทีเรียที่เพิ่มขึ้นในช่วงปี 1990

Phage therapy มุ่งเน้นไปที่ bacteriophages ที่มีความรุนแรงและวงจร lytic เฉพาะในขณะที่ bacteriophages และ prophages ในระดับปานกลางมีบทบาทรองลงมาเท่านั้นในปัจจุบัน

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

เชื้อโรคบางชนิดสามารถสร้างความรุนแรงของพวกมันได้ผ่านทาง symbiosis กับ prophages เท่านั้น Clostridium botulinum สามารถผลิตสารพิษโบทูลินั่มที่น่ากลัวได้ด้วยความช่วยเหลือของดีเอ็นเอฟาจ Streptococcus pyogenes สามารถกระตุ้นให้เกิดไข้ผื่นแดงร่วมกับ DNA prophage เท่านั้น

เชื้อ Vibrio cholerae ก่อให้เกิดอหิวาตกโรคผ่านการตรวจพิเศษเท่านั้น นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของ phages สำหรับการแพทย์ของมนุษย์ แบคทีเรียทั้งสายพันธุ์อาจสูญเสียศักยภาพในการทำให้เกิดโรคได้หากสามารถปิดคำทำนายที่รับผิดชอบโดยเฉพาะได้