Bacteriophage: מה זה, איך לזהות מחזורי חיים (lytic ו lysogenic)

תוֹכֶן

• מאפייני החיידק
• איך קורה המחזור הליטי והליזוגני
• מחזור ליטי
• מחזור ליזוגני
• מה זה טיפול בפאגים

בקטריופאגים, הידועים גם בשם פאג'ים, הם קבוצה של נגיפים המסוגלים להדביק ולהתרבות בתאי חיידקים, וכאשר הם עוזבים, הם מקדמים את השמדתם.

בקטריופאגים קיימים בסביבות שונות וניתן לבודד אותם ממים, אדמה, מוצרי מזון ואפילו מיקרואורגניזמים אחרים. למרות שהוא יכול להיות נוכח גם בגוף, בעיקר בעור, בחלל הפה, בריאות ובמערכות השתן והמעיים, בקטריופאגים אינם גורמים למחלות או לשינויים בגוף האדם, מכיוון שיש להם העדפה לפרוקריוטי. תאים, כלומר פחות תאים התפתחו, כמו חיידקים.

בנוסף, הם מסוגלים לעורר את התגובה החיסונית של הגוף, כך שהם אינם יכולים לפעול על המיקרואורגניזמים האחראים לתפקוד תקין של האורגניזם, בנוסף להיותם בעלי ספציפיות גבוהה ביחס למארח שלהם, כלומר המיקרואורגניזם הפתוגני. לפיכך, החיידקים שהם חלק מהמיקרוביום אינם נהרסים בגלל הקשר החיובי שנוצר בין החיידקים הפאגיים למערכת החיסון.

מאפייני החיידק

בקטריופאגים הם נגיפים שניתן למצוא בסביבות שונות, כולל גוף האדם, אולם הם אינם גורמים לשינויים או למחלות מכיוון שאין להם ספציפיות לתאים המרכיבים את הגוף. מאפיינים נוספים של הבקטריופאג הם:

• הם נוצרים על ידי קפסיד, שהוא מבנה שנוצר על ידי חלבונים שתפקידם להגן על החומר הגנטי של הנגיף;
• ייתכן שיש להם סוגים שונים של חומר גנטי, כגון DNA כפול גדילי, DNA חד גדילי או RNA;
• בנוסף לאפשרות להיות מובחנים מבחינת ההרכב הגנטי שלהם, ניתן להבדיל בין בקטריופאגים גם במבנה הקפסיד;
• הם אינם מסוגלים להתרבות מחוץ למארח, כלומר, הם צריכים להיות במגע עם תא חיידקים כדי שכפול יתרחש, ומסיבה זו הם עשויים גם להיקרא "טפילים חיידקיים";
• יש להם ספציפיות גבוהה עבור המארח, שהם תאי חיידקים.

סיווג הבקטריופאגים עדיין נחקר, אולם תכונות מסוימות יכולות להיות שימושיות לבידול וסיווג של בקטריופאגים, כגון סוג החומר הגנטי, מורפולוגיה, מאפיינים גנומיים ומאפיינים פיזיקלים-כימיים.

איך קורה המחזור הליטי והליזוגני

המחזורים הליטיים והליזוגניים הם מחזורי כפל של הבקטריופאג במגע עם תא החיידק וניתן להבדילם בהתאם להתנהגות הנגיף.

מחזור ליטי

המחזור הליטי הוא כזה שבו, לאחר הזרקת החומר הגנטי של החיידק לתא החיידק, מתרחש שכפול והיווצרות של חיידקים חדשים, שכאשר הם עוזבים הורסים את תא החיידק. לכן, באופן כללי, המחזור מתרחש באופן הבא:

1. סְפִיחָה: הבקטריופאג נדבק לקרום תא החיידק הרגיש דרך קולטני הממברנה;
2. כניסה או חדירה: החומר הגנטי של החיידק נכנס לתא החיידקי;
3. שכפול: חומר גנטי זה מתאם את הסינתזה של חלבונים ומולקולות DNA אחרות, אם מדובר בבקטריופאג DNA;
4. הַרכָּבָה: נוצרים בקטריופאגים חדשים וה- DNA המשוכפל נארז בעזרת חלבונים מסונתזים, מה שמוליד את הקפסיד;
5. ליז: הבקטריופאג שנוצר עוזב את תא החיידק ומקדם את הרסו.

מחזור ליזוגני

במחזור הליזוגני, החומר הגנטי של הבקטריופאג משולב בזה של החיידק, אולם תהליך זה עשוי לייצג רק השתקת גנים ארסיים של החיידק, בנוסף להיותו תהליך הפיך. מחזור זה קורה באופן הבא:

1. סְפִיחָה: הבקטריופאג נספג לקרום החיידק;
2. קֶלֶט: החומר הגנטי של החיידק נכנס לתא החיידקי;
3. שילוב: יש שילוב של החומר הגנטי של הבקטריופאג עם זה של החיידק, ונודע כפרופגו;
4. חֲלוּקָה: החומר המשולב מחדש, הפרופגו, מתחלק לפי חלוקת החיידקים.

הפגוס אינו פעיל, כלומר הגנים שלו לא באים לידי ביטוי ולכן אינם גורמים לשינויים שליליים בחיידקים וזה תהליך הפיך לחלוטין.

בשל העובדה שבקטריופאגים מקיימים אינטראקציה עם החומר הגנטי של החיידק ויכולים לקדם את השמדתו, ניתן להשתמש בנגיפים אלה במחקר לפיתוח אסטרטגיות חדשות למאבק בזיהומים רב עמידים.

מה זה טיפול בפאגים

טיפול בפאגים, הידוע גם בשם טיפול בפאגים, הוא סוג של טיפול המשתמש בקטריופאגים למלחמה בזיהומים חיידקיים, במיוחד כאלה הנגרמים על ידי מיקרואורגניזמים רב עמידים. טיפול מסוג זה הוא בטוח, מכיוון שבבקטריופאגים יש רק פעילות נגד חיידקים פתוגניים, המשמרים את המיקרוביוטה הרגילה של האדם.

למרות שטיפולים מסוג זה תוארו במשך שנים, רק כעת הוא זכה לבולטות בספרות בשל העלייה במספר החיידקים שאינם מגיבים לטיפול קונבנציונאלי באנטיביוטיקה.

עם זאת, למרות היותה טכניקה נוחה, לטיפול בפאגי יש מגבלות מסוימות. כל סוג של בקטריופאג הוא ספציפי לחיידק ספציפי, ולכן לא ניתן היה להשתמש בפאגים אלה בבידוד למלחמה בזיהומים הנגרמים על ידי מיקרואורגניזמים שונים, אך במקרה זה ניתן היה לנסח "קוקטייל פאגי" על פי המיקרואורגניזמים שזוהו כאחראים לזיהום. . בנוסף, בעיקר בגלל המחזור הליזוגני, בקטריופאגים יכולים לקדם העברת גנים עמידים לחיידק, מה שהופך את הטיפול ללא יעיל.