Wat is de lysogene cyclus?

de Lysogene cyclus, ook wel lysogenia genoemd, is een stadium van het reproductieproces van sommige virussen, voornamelijk die welke bacteriën infecteren. In deze cyclus voegt het virus zijn nucleïnezuur in het genoom van de gastheerbacterie in.

Deze cyclus vormt, samen met de lithische cyclus, de twee belangrijkste mechanismen van virusreplicatie. Wanneer de bacteriofaag, tijdens de lysogene cyclus, zijn DNA in het bacteriële genoom invoegt, wordt het een profaan.

De met dit profaan geïnfecteerde bacterie blijft leven en zich voortplanten. Wanneer bacteriële reproductie optreedt, wordt ook een replica van de profaag verkregen. Dit resulteert erin dat elke bacteriële dochtercel ook wordt geïnfecteerd door het profane.

De reproductie van de geïnfecteerde bacteriën, en dus van hun gastheer-profaag, kan verschillende generaties doorgaan zonder een manifestatie van het virus..

Soms scheidt het DNA van het virus zich spontaan of onder omstandigheden van omgevingsstress van de bacterie. Wanneer de scheiding van het bacteriële genoom optreedt, initieert het virus de lytische cyclus.

Deze reproductieve fase van het virus zal de bacteriële cel (lysis) doen scheuren, waardoor nieuwe kopieën van het virus kunnen vrijkomen. Eukaryotische cellen zijn ook gevoelig voor aanvallen door lysogene virussen. Het is echter nog niet bekend hoe de insertie van viraal DNA in het genoom van de eukaryote cel plaatsvindt.

index

• 1 De bacteriofaag
• 2 Virale infectiecyclus
  • 2.1 Lithische cyclus
  • 2.2 Lysogene cyclus
  • 2.3 Continue ontwikkelingscyclus
  • 2.4 Pseudolysenogene cyclus
• 3 Lysogene omzetting
• 4 Fagotherapie
  • 4.1 Voordelen van fagotherapie
• 5 Referenties

De bacteriofaag

Virussen die alleen bacteriën infecteren, worden bacteriofagen genoemd. Ze zijn ook bekend als fagen. De grootte van dit type virus is vrij variabel, met een bereik van groottes die ongeveer tussen 20 en 200 nm kunnen liggen.

Bacteriofagen zijn alomtegenwoordig en kunnen zich praktisch overal in bacteriën ontwikkelen. Er wordt bijvoorbeeld geschat dat iets minder dan driekwart van de bacteriën die de zee bevolken zijn besmet met fagen.

Virale infectiecyclus

Virale infectie begint met faag-adsorptie. Faagadsorptie vindt plaats in twee fasen. In de eerste, bekend als omkeerbaar, is de interactie tussen het virus en de potentiële gastheer zwak.

Elke verandering in de omgevingsomstandigheden kan resulteren in het stopzetten van deze interactie. In de onomkeerbare interactie zijn in plaats daarvan specifieke receptoren betrokken die de onderbreking van de interactie voorkomen.

Het DNA van het virus kan alleen in het inwendige van de bacterie binnendringen als de onomkeerbare interactie optreedt. Vervolgens, en afhankelijk van het type faag, kunnen ze verschillende reproductieve cycli uitvoeren.

Naast de reeds beschreven lytische en lysogene cycli zijn er twee andere reproductiecycli, de continue ontwikkeling en de pseudolyogene cyclus..

Lithische cyclus

Tijdens deze fase vindt de replicatie van het virus in de bacterie snel plaats. Uiteindelijk zullen de bacteriën lijden aan een lysis van de celwand en zullen de nieuwe virussen in de omgeving worden vrijgegeven.

Elk van deze nieuw vrijgekomen fagen kan een nieuwe bacterie aanvallen. Door de opeenvolgende herhaling van dit proces kan de infectie exponentieel groeien. Bacteriofagen die deelnemen aan de lytische cyclus worden virulente fagen genoemd.

Lysogene cyclus

In deze cyclus vindt de lysis van de gastheercel niet plaats, zoals in de lytische cyclus. Na de stadia van adsorptie en penetratie gaat het stadium van integratie van faag-DNA met dat van de bacteriële cel verder, om een ​​profago te worden.

Faagreplicatie zal gelijktijdig met bacteriële reproductie plaatsvinden. De profagos geïntegreerd in het bacteriële genoom zullen worden overgenomen door de dochterbacterie. Het virus kan doorgaan zonder zich te manifesteren voor verschillende bacteriële generaties.

Dit proces komt vaak voor wanneer het aantal bacteriofagen hoog is in vergelijking met het aantal bacteriën. Virussen die de lysogene cyclus uitvoeren, zijn niet virulent en worden gematigden genoemd.

Uiteindelijk kunnen profagos worden gescheiden van het bacteriële genoom en worden getransformeerd in lytische fagen. Deze laatste komen in de lithogene cyclus die leidt tot bacteriële lysis en infectie van nieuwe bacteriën.

Continue ontwikkelingscyclus

Sommige bacteriofagen voeren talrijke replicaties uit in bacteriën. In dit geval veroorzaakt het, in tegenstelling tot wat er tijdens de lysogene cyclus gebeurt, geen bacteriële lyse.

Onlangs gerepliceerde virussen worden vrijgegeven van bacteriën op specifieke locaties op het celmembraan, zonder hun afbraak te veroorzaken. Deze cyclus wordt continue ontwikkeling genoemd.

Pseudolyogene cyclus

Soms is de beschikbaarheid van voedingsstoffen in de omgeving slecht voor bacteriën om te groeien en zich normaal te kunnen voortplanten. In deze gevallen wordt aangenomen dat de beschikbare cellulaire energie niet voldoende is voor de fagen om lysogenie of lysis te produceren.

Hierdoor komen de virussen vervolgens in een pseudolysenogene cyclus. Deze cyclus is echter nog steeds weinig bekend.

Lysogene omzetting

Uiteindelijk, product van de interactie tussen de profago en de bacterie, kan de eerste het uiterlijk van veranderingen in het fenotype van de bacterie induceren.

Dit gebeurt vooral wanneer de gastheerbacterie geen deel uitmaakt van de gebruikelijke cyclus van het virus. Dit fenomeen wordt de lysogene conversie genoemd.

De veranderingen geïnduceerd in de bacteriën door het DNA van de profaag verhogen het biologische succes van de gastheer. Door het biologische vermogen en het overlevingssucces van de bacteriën te vergroten, profiteert het virus ook..

Dit type voordelige relatie voor beide deelnemers kan worden geclassificeerd als een soort symbiose. We moeten echter niet vergeten dat virussen niet als levende wezens worden beschouwd.

Het belangrijkste voordeel dat wordt verkregen door lysogeen getransformeerde bacteriën is hun bescherming tegen de aanval van andere bacteriofagen. Lysogene omzetting kan ook de pathogeniciteit van bacteriën in hun gastheren verhogen.

Zelfs een niet-pathogene bacterie kan pathogeen worden door lysogene omzetting. Deze verandering in het genoom is permanent en erfelijk.

phagotherapy

Fagotherapie is een therapie waarbij faag wordt toegepast als een controlemechanisme om de verspreiding van pathogene bacteriën te voorkomen. Deze methode van bacteriële controle werd voor het eerst gebruikt in 1919.

Bij die gelegenheid werd zij in dienst genomen om een ​​patiënt met dysenterie te behandelen en een volledig gunstig resultaat te verkrijgen. Fagotherapie werd met succes gebruikt in het begin van de vorige eeuw.

Met de ontdekking van penicilline, evenals andere antibiotische stoffen, werd fagotherapie praktisch verlaten in West-Europa en het Amerikaanse continent..

Het willekeurig gebruik van antibiotica maakte het verschijnen van bacteriestammen multiresistent voor antibiotica. Deze bacteriën worden steeds frequenter en resistenter.

Hierdoor is er een nieuwe interesse in de westerse wereld voor de ontwikkeling van fagotherapie voor de bestrijding van besmetting en bacteriële infecties.

Voordelen van fagotherapie

1) Faaggroei verloopt exponentieel, verhoogt de werking in de tijd, antibiotica daarentegen, ze verliezen hun effect in de loop van de tijd als gevolg van de metabolische vernietiging van het molecuul.

2) De fagen hebben de capaciteit om mutaties te ondergaan, dit stelt hen in staat weerstand te bieden tegen de weerstand die de bacteriën kunnen ontwikkelen voor hun aanval. Antibiotica daarentegen hebben altijd hetzelfde werkzame bestanddeel, dus wanneer bacteriën resistent worden tegen dergelijke actieve ingrediënten, zijn antibiotica nutteloos

3) Fagotherapie heeft geen bijwerkingen die schadelijk kunnen zijn voor patiënten.

4) De ontwikkeling van een nieuwe faagstam is een veel snellere en goedkopere procedure dan de ontdekking en ontwikkeling van een nieuw antibioticum.

5) Antibiotica beïnvloeden niet alleen pathogene bacteriën, maar ook andere potentieel heilzame bacteriën. De fagen kunnen anderzijds soortspecifiek zijn, zodat de behandeling tegen de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de infectie kan worden beperkt zonder andere micro-organismen te beïnvloeden..

6) Antibiotica doden niet alle bacteriën, daarom kunnen de overlevende bacteriën de genetische informatie overbrengen die resistentie tegen het antibioticum aan hun nakomelingen verleent, waardoor resistente stammen worden gecreëerd. De lysogenetische bacteriofagen doden de bacteriën die ze infecteren, waardoor de mogelijkheid van de ontwikkeling van resistente bacteriestammen afneemt.

referenties

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Belang van professen voor evolutie en virulentie van bacteriële pathogenen. kwaadaardigheid.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, S.T. Abedon (2010). Faagtherapie in de klinische praktijk: behandeling van menselijke infecties. Huidige farmaceutische biotechnologie.
3. Lysogene cyclus. In Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Bijdrage van lysogenie, pseudolysogenie en uithongering aan faagecologie. In: Stephen T Abedon (eds) Bacteriofaagecologie: bevolkingsgroei, evolutie en impact van bacteriële virussen. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, A.V. Holguín-Moreno, A.F. González-Barrios, M.J. Vives-Flórez (2015). Fagotherapie, alternatief voor de bestrijding van bacteriële infecties. Perspectieven in Colombia. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Faagtherapie: feiten en fictie. International Journal of Medical Microbiology.