bakteriofágy jsou viry, které infikují a replikují v bakterii. Mírné fágy (jako je lambda phage) se mohou reprodukovat jak pomocí lytického, tak lysogenního cyklu. Prostřednictvím lysogenního cyklu není genom bakteriofágu exprimován a je místo toho integrován do genomu bakterií, aby vytvořil proroctví. Vzhledem k tomu, že genetická informace bakteriofágu je začleněna do genetické informace bakterií jako proroctví, bakteriofág se pasivně replikuje, když se bakterie rozdělí a vytvoří buňky dceřiných bakterií., V tomto scénáři obsahují buňky dceřiných bakterií prorokování a jsou známé jako lysogeny. Lysogeny mohou zůstat v lysogenním cyklu po mnoho generací, ale mohou kdykoli přejít na lytický cyklus prostřednictvím procesu známého jako indukce. Během indukce je prophage DNA vyříznuta z bakteriálního genomu a je transkribována a přeložena tak, aby vytvořila proteiny srsti pro virus a regulovala lytický růst.
modelový organismus pro studium lysogenie je lambda phage., Integrace proroků, udržování lysogeny, indukce a kontrola excize fágového genomu v indukci je podrobně popsána v článku lambda phage.
Fitness kompromisy pro bacteriaEdit
Bakteriofágy jsou parazitní, protože se infikovat své hostitele, použijte bakteriální stroje replikovat, a nakonec lyse bakterie. Mírné fágy mohou vést k výhodám i nevýhodám pro své hostitele prostřednictvím lysogenního cyklu. Během lysogenního cyklu je genom viru začleněn jako proroctví a represor zabraňuje replikaci viru., Mírný fág však může uniknout represím, aby se replikoval, produkoval virové částice a lyzoval bakterie. Mírný fág unikající represím by byl pro bakterie nevýhodou. Na druhou stranu, proroctví může přenášet geny, které zvyšují virulenci hostitele a odolnost vůči imunitnímu systému. Také represor produkovaný prorokem, který zabraňuje vyjádření prorockých genů, poskytuje hostitelským bakteriím imunitu před lytickou infekcí souvisejícími viry.,
Další systém, arbitrium, byl nedávno popsán pro bakteriofágy infikující několik druhů bacilů, ve kterých je rozhodnutí mezi lýzou a lysogenií přenášeno mezi bakteriemi peptidovým faktorem.
Lysogenic conversionEdit
V některých interakcí mezi lysogenic bakteriofágy a bakterie, lysogenic konverze může dojít, což může být také zvaný fág konverze. To je, když mírný fág vyvolává změnu fenotypu infikovaných bakterií, která není součástí obvyklého fágového cyklu., Změny mohou často zahrnovat vnější membránu buňky tím, že je nepropustná pro jiné fágy nebo dokonce zvýšením patogenní schopnosti bakterií pro hostitele. Tímto způsobem hrají mírné bakteriofágy také roli v šíření faktorů virulence, jako jsou exotoxiny a exoenzymy, mezi bakteriemi. Tato změna pak zůstává v genomu infikovaných bakterií a je kopírována a předána dceřiným buňkám.
Bakteriální survivalEdit
Lysogenic konverze ukázaly, umožňující tvorbu biofilmu v Bacillus anthracis Kmeny B., anthracis vyléčený ze všech fágů nebyl schopen vytvářet biofilmy, což jsou povrchově dodržované bakteriální komunity, které bakteriím umožňují lepší přístup k živinám a přežívají environmentální stresy. Kromě tvorby biofilmu v B. anthracis vykazuje lysogenní konverze Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis a Bacillus cereus zvýšenou míru nebo rozsah sporulace. Sporulace produkuje endospory, které jsou metabolicky spící formy bakterií, které jsou vysoce odolné vůči teplotě, ionizujícímu záření, vysychání, antibiotikům a dezinfekčním prostředkům.,
bakteriální virulenceEdit
bylo také prokázáno, že se nevirulentní bakterie přeměňují na vysoce virulentní patogeny lysogenní konverzí s faktory virulence nesenými na lysogenním prorokování. Geny Virulence nesené v prorocích jako diskrétní autonomní genetické prvky, známé jako morony, poskytují výhodu bakteriím, které nepřímo prospívají viru prostřednictvím zvýšeného přežití lysogenu.
příklady:
- Corynebacterium diphtheriae produkuje toxin záškrtu pouze tehdy, když je infikován fágem β., V tomto případě je gen, který kóduje toxin, nesen fágem, nikoli bakterií.
- Vibrio cholerae je netoxický kmen, který se může stát toxickým a produkuje toxin cholery, když je infikován Fágovým CTXφ.
- Shigella dysenteriae, která vytváří úplavice se toxinů, které spadají do dvou hlavních skupin, Stx1 a Stx2, jejichž geny jsou považovány za součást genomu lambdoid prophages.
- Streptococcus pyogenes, produkují pyrogenní exotoxin, získané lysogenic konverze, což způsobuje horečku a scarlet-červená vyrážka, spála.,
- Některé kmeny Clostridium botulinum, která způsobuje botulismus, expresní botulinum toxin z phage-tranduced geny.
Prevence lysogenic inductionEdit
Strategie pro tlumení některých bakteriálních infekcí tím, že blokuje prophage indukce (přechod z lytický cyklus lysogenic cyklu) odstraněním in vivo indukce agentů byly navrženy. Reaktivní druhy kyslíku (ROS), jako je peroxid vodíku, jsou silné oxidační látky, které se mohou rozkládat na volné radikály a způsobit poškození DNA bakteriím, což zabraňuje indukci proroků., Jednou z potenciálních strategií boje proti indukci proroků je použití glutathionu, silného antioxidantu, který dokáže odstranit meziprodukty volných radikálů. Dalším přístupem může být nadměrná exprese ci represoru, protože indukce prophage nastává pouze tehdy, když je koncentrace ci represoru příliš nízká.