Bakteriofager er virus som kan infisere og gjenskape i en bakterie. Tempererte fager (som lambda phage) kan reprodusere ved hjelp av både lytiske og lysogenic syklus. Via lysogenic syklus, bacteriophage er genom er ikke uttrykt, og i stedet integrert i bakterier er genom for å danne prophage. Siden bacteriophage er genetisk informasjon er innlemmet i bakterier er genetisk informasjon som en prophage, den bacteriophage replikater passivt som bakterien deler seg for å danne datter bakterier celler., I dette scenariet, datter bakterier celler inneholder prophage og er kjent som lysogens. Lysogens kan forbli i lysogenic syklusen for mange generasjoner, men kan bytte til den lytiske syklus når som helst via en prosess som kalles induksjon. I løpet av induksjon, prophage DNA er excised fra bakteriell genom og er transkribert og oversatt for å gjøre pelsen proteiner for virus og regulere lytiske vekst.
modellen organisme for å studere lysogeny er lambda phage., Prophage integrering, vedlikehold av lysogeny, induksjon, og kontroll av phage genom eksisjon i innføringsfasen er beskrevet i detalj i lambda phage artikkelen.
Fitness ulempene for bacteriaEdit
Bakteriofager er parasittiske fordi de infisere sine verter, bruk bakteriell maskiner for å formere seg, og til slutt lyse bakterier. Tempererte fager kan medføre både fordeler og ulemper for sine verter via lysogenic syklus. Under lysogenic syklus, virus-genomet er innarbeidet som prophage og en repressor hindrer virusreplikasjon., Likevel, en temperert phage kan unnslippe undertrykkelse og for å replikere, produsere viral partikler, og lyse bakterier. Den tempererte phage rømmer undertrykkelse ville være en ulempe for bakterier. På den annen side, prophage kan overføre gener som øker vert virulence og motstand for immunforsvaret. Også repressor produsert av prophage som hindrer prophage gener blir uttrykt gir immunitet for verten bakterier fra lytiske infeksjon av beslektede virus.,
et Annet system, arbitrium, har nylig blitt beskrevet for bakteriofager infisere flere Bacillus-arter, som er skillet mellom lyse og lysogeny overføres mellom bakterier ved et peptid faktor.
Lysogenic conversionEdit
I noen interaksjoner mellom lysogenic fager og bakterier, lysogenic konvertering kan forekomme, noe som kan også bli kalt phage konvertering. Det er når en temperert phage induserer en endring i fenotypen av den infiserte bakterier som ikke er en del av en vanlig phage syklus., Endringer kan ofte innebære ytre membran av cellen ved å gjøre den utilgjengelig for andre fager eller ved å øke sykdomsfremkallende evne til bakterier etter en vert. På denne måten, tempererte bakteriofager også spille en rolle i spredningen av virulence faktorer, slik som exotoxins og exoenzymes, blant bakterier. Denne endringen så forblir i genomet av den infiserte bakterier og er kopiert og gått ned til dattercellene.
Bakteriell survivalEdit
Lysogenic konvertering har vist for å aktivere dannelsen av biofilm i Bacillus anthracis Stammer av B., anthracis kurert av alle phage var ikke i stand til å danne biofilm, som er overflate-følges bakteriell samfunn som gjør det mulig for bakterier for å bedre tilgang på næringsstoffer og overleve miljømessige påkjenninger. I tillegg til dannelsen av biofilm i B. anthracis, lysogenic konvertering av Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis, og Bacillus cereus har vist en økt hastighet eller omfang av sporulation. Sporulation produserer endospores, som er metabolically sovende former for bakterier som er svært motstandsdyktig mot temperatur, ioniserende stråling, uttørking, antibiotika og desinfeksjonsmidler.,
Bakteriell virulenceEdit
Ikke-virulente bakterier har også vist seg å forvandle seg til svært smittsomme patogener gjennom lysogenic konvertering med virulence factors gjennomført på lysogenic prophage. Virulence gener gjennomført innen prophages som diskrete autonome genetiske elementer, kjent som idioter, gir en fordel til de bakteriene som indirekte fordeler av viruset gjennom forbedret lysogen overlevelse.
Eksempel:
- Corynebacterium diphtheriae produserer toksin av difteri bare når det er som er infisert av phage β., I dette tilfellet, genet som koder for toksinet er utført av phage, ikke bakterien.
- Vibrio cholerae er en ikke-toksisk belastning som kan bli giftige, produsere kolera-toksin, når den er infisert med phage CTXφ.
- Shigella dysenteriae, som produserer dysenteri har giftstoffer som faller inn i to store grupper, Stx1 og Stx2, som gener er ansett for å være en del av genomet av lambdoid prophages.
- Streptococcus pyogenes, produsere en pyrogenic exotoxin, innhentet av lysogenic konvertering, noe som fører til feber og en purpur-rødt utslett, skarlagensfeber.,
- Visse stammer av Clostridium botulinum, som fører til botulisme, express botulinum toksin fra phage-tranduced gener.
Forebygge lysogenic inductionEdit
Strategier for å bekjempe visse bakterielle infeksjoner ved å blokkere prophage induksjon (overgangen fra den lytiske sykle til lysogenic syklus) ved å eliminere in vivo induksjon agenter har blitt foreslått. Reaktive oksygen arter (ROS), som for eksempel hydrogen peroxide, er sterke oksiderende agenter som kan brytes ned til frie radikaler, og føre til DNA-skader bakterier, som hindrer prophage induksjon., En mulig strategi for å bekjempe prophage induksjon er gjennom bruk av glutation, en sterk antioksidant som kan fjerne frie radikaler og viderekommende. En annen tilnærming kan være å forårsake overexpression av CI repressor siden prophage induksjon oppstår bare når konsentrasjonen av CI repressor er for lav.