Preučite, kako se bakteriofagi razmnožujejo tako, da vbrizgajo nukleinsko kislino v bakterijsko celico, da ustvarijo virione. Cikel okužbe povzroči smrt gostiteljske celice in sproščanje številnih virusnih delcev, imenovanih virioni. Enciklopedija Britannica, Inc. Oglejte si vse videoposnetke za ta članek
s čim se je prvo podjetje trgovalo na newyorški borzi?
Bakteriofag , imenovano tudi fag ali bakterijski virus , katero koli skupino virusov, ki okužijo bakterije. Bakteriofage je neodvisno odkril Frederick W. Twort v Great Britanija (1915) in Félix d’Hérelle v Franciji (1917). D’Hérelle je izraz skoval bakteriofag , kar pomeni, da jede bakterije, da opiše bakteriocidno sposobnost povzročitelja. Bakteriofagi okužijo tudi enocelične prokariontske organizme, znane kot arheje.
Obstaja na tisoče sort fagov, od katerih lahko vsaka okuži samo eno vrsto ali nekaj vrst bakterij ali arhej. Fagi so razvrščeni v številne družine virusov; nekateri primeri vključujejo Inoviridae, Microviridae, Rudiviridae in Tectiviridae. Kot vsi virusi so tudi fagi preprosti organizmi, ki so sestavljeni iz jedra genskega materiala (nukleinske kisline), obdane z beljakovinsko kapsido. Nukleinska kislina je lahko DNA ali RNA in je lahko dvoverižna ali enoverižna. Obstajajo tri osnovne strukturne oblike fagov: ikosaedrska (20-stranska) glava z repom, ikosaedrična glava brez repa in nitasta oblika.
Med okužbo se fag pritrdi na bakterijo in vstavi svoj genski material v celico. Po tem fag običajno sledi enemu od dveh življenjskih ciklov, litičnega (virulentnega) ali lizogenega (zmernega). Litični fagi prevzamejo mehanizem celice za izdelavo komponent faga. Nato celico uničijo ali lizirajo in sprostijo nove delce faga. Lizogeni fagi vključijo svojo nukleinsko kislino v kromosom gostiteljske celice in se z njo razmnožujejo kot enota, ne da bi celico uničili. Pod določenimi pogoji lahko lizogene fage povzročimo, da sledijo litičnemu ciklu.
bakteriofag Splošna zgradba bakterije T4 in model njegovega načina vezave na bakterijsko celico in vbrizgavanja njene DNK vnjo. Enciklopedija Britannica, Inc.
Obstajajo tudi drugi življenjski cikli, vključno s psevdolizogenijo in kronično okužbo. Pri psevdolizogeniji bakteriofag vstopi v celico, vendar niti ne sodeluje pri strojih za razmnoževanje celic niti integrira stabilno v gostiteljski genom. Psevdolizogenija se pojavi, ko gostiteljska celica naleti na neugodne pogoje rasti in ima pomembno vlogo pri preživetju faga, saj omogoča ohranitev genoma faga, dokler pogoji za rast gostitelja spet ne postanejo ugodni. Pri kronični okužbi se novi delci fagov neprekinjeno proizvajajo v daljšem časovnem obdobju, vendar brez očitnega ubijanja celic.
Fagi so igrali pomembno vlogo pri laboratorijskih raziskavah. Prvi preučeni fagi so bili tisti, ki so bili označeni za tip 1 (T1) do tip 7 (T7). Fagi T-even, T2, T4 in T6, so bili uporabljeni kot vzorčni sistemi za preučevanje razmnoževanja virusov. Leta 1952 Alfred Day Hershey in Martha Chase je uporabila bakterijo T2 v znamenitem eksperimentu, v katerem sta dokazala, da so za njihovo razmnoževanje znotraj bakterij potrebne le nukleinske kisline molekule faga. Rezultati eksperimenta so podprli teorijo, da je DNA genetski material. Za svoje delo z bakteriofagi je Hershey leta 1969. prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino. Nagrado je delil z biologoma Salvadorjem Lurijo in Maxom Delbrückom, katerih poskusi s fagom T1 leta 1943 (fluktuacijski test) so pokazali, da odpornost fagov na bakterije je bil rezultat spontane mutacije in ne neposrednega odziva na okoljske dejavnike. Nekateri fagi, kot so lambda, Mu in M13, se uporabljajo v tehnologija rekombinantne DNA . Fag ϕX174 je bil prvi organizem, ki mu je bilo določeno celotno zaporedje nukleotidov, kar je dosegel Frederick Sanger s sodelavci leta 1977.
V osemdesetih letih je ameriški biokemik George P. Smith razvil tehnologijo, znano kot prikaz fagov, ki je omogočila tvorjenje inženirskih proteinov. Takšni proteini so bili pridobljeni z zlitjem tujih ali oblikovanih fragmentov DNA v fage gen III. Gen III kodira protein, izražen na površini fage viriona. Tako so fuzijske beljakovine gena III, ki jih prevzamejo fagi, prikazane na površinah delcev viriona. Raziskovalci bi lahko nato uporabili protitelesa razvit za prepoznavanje tujega beljakovinskega fragmenta za čiščenje fuzijskega faga kulture , s čimer se učinkovito ojača tuje gensko zaporedje za nadaljnje preučevanje. Britanski biokemik Gregory P. Winter je nato izboljšal tehnologijo prikazovanja fagov za razvoj beljakovin človeških protiteles. Takšne beljakovine bi lahko uporabili za zdravljenje bolezni pri ljudeh z manjšim tveganjem za povzročitev potencialno nevarnih imunskih reakcij v primerjavi s prejšnjimi terapevtskimi protitelesi, pridobljenimi iz živali. Adalimumab (Humira), ki se uporablja za zdravljenje revmatoidnega artritisa, je bilo prvo popolnoma človeško protitelo, izdelano s prikazom fagov, ki ga je odobrila ameriška uprava za hrano in zdravila (odobreno leta 2002). Za svoja odkritja v zvezi s prikazom fagov sta Smith in Winter prejela del Nobelove nagrade za kemijo za leto 2018.
Kmalu po odkritju sta Twort in d’Hérelle začela uporabljati fage pri zdravljenju človeških bakterijskih bolezni, kot sta bubonska kuga in kolera . Terapija s fagom ni bila uspešna in po odkritju antibiotiki v štiridesetih letih je bil tako rekoč opuščen. Z vzponom odporna na antibiotike bakterij pa je bil terapevtski potencial fagov ponovno deležen pozornosti.
Copyright © Vse Pravice Pridržane | asayamind.com