bakteriofager er vira, der inficerer og replikerer inden for en bakterie. Tempererede fag (såsom lambda fag) kan reproducere ved hjælp af både den lytiske og den lysogene cyklus. Via den lysogene cyklus udtrykkes bakteriofagets genom ikke og integreres i stedet i bakteriens genom for at danne profagen. Da bakteriofagets genetiske information inkorporeres i bakteriens genetiske information som en profage, replikerer bakteriofagen passivt, når bakterien opdeles for at danne datterbakterieceller., I dette scenario indeholder datterbakteriecellerne profage og er kendt som lysogener. Lysogener kan forblive i den lysogene cyklus i mange generationer, men kan til enhver tid skifte til den lytiske cyklus via en proces kendt som induktion. Under induktion udskæres profag-DNA fra bakteriegenomet og transkriberes og oversættes for at fremstille coatproteiner til virussen og regulere lytisk vækst.
modelorganismen til undersøgelse af lysogeni er lambda-Fagen., Profageintegration, vedligeholdelse af lysogeni, induktion og kontrol af faggenom e .cision ved induktion er beskrevet detaljeret i lambda fagartiklen.
Fitness tradeoffs for bacteriaEdit
bakteriofager er parasitære, fordi de inficerer deres værter, bruger bakterielle maskiner til at replikere og i sidste ende lysere bakterierne. Tempererede fager kan føre til både fordele og ulemper for deres værter via den lysogene cyklus. Under den lysogene cyklus inkorporeres virusgenomet som profage, og en repressor forhindrer viral replikation., Ikke desto mindre kan en tempereret fag undslippe undertrykkelse for at replikere, producere virale partikler og lysere bakterierne. Den tempererede fag, der slipper for undertrykkelse, ville være en ulempe for bakterierne. På den anden side kan profagen overføre gener, der forbedrer værtens virulens og modstand mod immunsystemet. Undertrykkeren produceret af profagen, der forhindrer profagegener i at blive udtrykt, giver også immunitet for værtsbakterierne fra lytisk infektion med beslægtede vira.,
et Andet system, arbitrium, er for nylig blevet beskrevet for bacteriophages inficere flere Bacillus arter, hvor afgørelsen mellem lysis og lysogeny overføres mellem bakterier af en peptid-faktor.
lysogen konverteringrediger
i nogle interaktioner mellem lysogene fager og bakterier kan den lysogene konvertering forekomme, som også kan kaldes fagkonvertering. Det er, når en tempereret fag inducerer en ændring i fænotypen af de inficerede bakterier, der ikke er en del af en sædvanlig fagcyklus., Ændringer kan ofte involvere cellens ydre membran ved at gøre den uigennemtrængelig for andre fager eller endda ved at øge bakteriens patogene evne til en vært. På denne måde spiller tempererede bakteriofager også en rolle i spredningen af virulensfaktorer, såsom e .otoksiner og e .oen .ymer, blandt bakterier. Denne ændring forbliver derefter i genomet af de inficerede bakterier og kopieres og overføres til datterceller.
bakteriel overlevelsedit
lysogen omdannelse har vist sig at muliggøre dannelse af biofilm i Bacillus anthracis-stammer af B., anthracis helbredt af alle fag var ude af stand til at danne biofilm, som er overfladefastholdte bakteriesamfund, der gør det muligt for bakterier bedre at få adgang til næringsstoffer og overleve miljøbelastninger. Ud over dannelse af biofilm i B. anthracis har lysogen omdannelse af Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis og Bacillus cereus vist en forbedret hastighed eller omfang af sporulation. Sporulation producerer endosporer, som er metabolisk sovende former for bakterier, der er meget modstandsdygtige over for temperatur, ioniserende stråling, udtørring, antibiotika og desinfektionsmidler.,
Bakteriel virulenceEdit
Ikke-virulente bakterier har også vist sig at forvandle sig til meget virulente patogener gennem lysogenic konvertering med virulens faktorer, der transporteres på lysogenic prophage. Virulensgener, der bæres inden for profager som diskrete autonome genetiske elementer, kendt som moroner, giver en fordel for de bakterier, der indirekte gavner virussen gennem forbedret lysogenoverlevelse.
eksempler:
- Corynebacterium diphtheriae producerer kun toksinet af difteri, når det er inficeret af Fagen β., I dette tilfælde bæres genet, der koder for toksinet, af Fagen, ikke bakterien.
- Vibrio cholerae er en ikke-toksisk stamme, der kan blive giftig, der producerer koleratoksin, når den er inficeret med Fagen Ct .φ.
- Shigella dysenteriae, som producerer dysenteri har toksiner, der falder i to store grupper, Stx1 og Stx2, hvis gener anses for at være en del af genomet i lambdoid prophages.
- Streptococcus pyogenes, producerer et pyrogen e .oto .in, opnået ved lysogen omdannelse, hvilket forårsager feber og et skarlagensrødt udslæt, skarlagensfeber.,
- visse stammer af Clostridium botulinum, der forårsager botulisme, udtrykker botulinumtoksin fra fagtranducerede gener.
Forhindrer lysogenic inductionEdit
Strategier til bekæmpelse af visse bakterielle infektioner ved at blokere prophage induktion (overgangen fra den lytiske cyklus til lysogenic cyklus) ved at fjerne in vivo induktion agenter er blevet foreslået. Reaktive ilt arter (ROS), såsom hydrogenperoxid, er stærke oxidationsmidler, der kan nedbrydes til frie radikaler og forårsage DNA-skader, at bakterier, som forhindrer prophage induktion., En potentiel strategi til bekæmpelse af profageinduktion er ved brug af glutathion, en stærk antio .idant, der kan fjerne mellemprodukter fra frie radikaler. En anden fremgangsmåde kunne være at forårsage overekspression af CI-undertrykkere, da profageinduktion kun forekommer, når koncentrationen af CI-undertrykkere er for lav.