باکتریوفاژها: عفونت ، انتقال و بیماری ها

باکتریوفاژها هستند ویروس ها که آلوده باکتری و در این مرحله ضرب کنید. برای هر باکتری نیز یک باکتریوفاژ خاص وجود دارد. باکتریوفاژها در پزشکی استفاده می شود و مهندسی ژنتیک.

باکتریوفاژها چیست؟

باکتریوفاژها نمایانگر گروهی از ویروس ها که آلوده باکتری و آرکیا (باکتریهای اولیه). با این کار ، آنها ضمن تخریب باکتری ، به تکثیر ادامه می دهند. با توجه به اصل قفل و کلید ، برای هر باکتری یک باکتریوفاژ خاص وجود دارد. باکتریوفاژها ، طبق تعریف سنتی ، مانند همه ویروس ها، موجودات زنده ای نیستند. آنها برای تولید مثل به میزبان بستگی دارند. هیچ فرآیند بیوشیمیایی خارج از میزبان انجام نمی شود. فاژها از آنزیم ها میزبان آنها برای این منظور است. باکتریوفاژها فقط از DNA یا RNA تشکیل شده اند که توسط یک پوشش پروتئینی احاطه شده اند. با این حال ، اکثریت قریب به اتفاق فاژها DNA را به عنوان ماده ژنتیکی خود دارند. فاژها اولین بار در سال 1917 توسط زیست شناس کانادایی ، فلیکس هوبرت د هرل توصیف شد. ساختار فاژهای مختلف متفاوت است. اصولاً باکتریوفاژها از اجزای مختلفی تشکیل شده است. عمدتا ساختار به اصطلاح T فاژها مورد بررسی قرار گرفت ، که علاوه بر این ، باکتری اشریشیا کلی را نیز آلوده می کند. فاژهای T از چند وجهی تشکیل شده اند سر، که از طریق a متصل می شود گردن به یک کانال تزریق کشیده (دستگاه تزریق). در زیر دستگاه تزریق صفحه پایه با الیاف دم و سنبله قرار دارد. سر یک کپسید است که حاوی اسید نوکلئیک است. کپسید ، کانال تزریق و صفحه پایه از پروتئین ساخته شده اند. الیاف دم و سنبله ها لنگر فاژ را به دیواره سلولی باکتری می بندند.

وقوع ، توزیع و خصوصیات

باکتریوفاژها به طور جهانی توزیع می شوند. تقریباً 10 به قدرت 30 باکتریوفاژ در وجود دارد آب دریا. برای هر باکتری ، یک فاژ مربوطه نیز وجود دارد. انتشار باکتریوفاژها را می توان به پنج مرحله تقسیم کرد. ابتدا فاژ در یک گیرنده دیواره سلولی خاص جذب می شود. انتهای رشته های دم به سطح سلول متصل می شوند. در مرحله بعدی ، فاژ DNA یا RNA خود را به باکتری تزریق می کند. این پاکت های خالی پروتئین را در سطح باکتری باقی می گذارد. مرحله سوم مرحله تأخیر نام دارد که طی آن هیچ فاژی قابل تشخیص نیست. در مرحله تأخیر ، که چندین ساعت طول می کشد ، ترجمه به mRNA ویروسی و تکثیر به اسید نوکلئیک ویروسی آغاز می شود. در مرحله به اصطلاح تولید ، ویروسی پروتئین ها تولید می شوند سپس ، در مرحله بلوغ بعدی ، اجزای ویروسی جداگانه جمع می شوند. پس از تولید ویروسی ، a لیزوزیم تولید شده توسط سلول باکتریایی بازسازی شده ، باکتری را حل کرده و فاژهای تولید شده را آزاد می کند.

اهمیت و عملکرد

امروزه باکتریوفاژها در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. مناطق خاصی از کاربرد در پزشکی ، زیست شناسی یا مهندسی کشاورزی در حال باز شدن است. در پزشکی با توجه به ویژگی خاص آنها ، از باکتریوفاژها برای شناسایی سویه های باکتریایی استفاده می شود باکتری. به این حوزه کاربردی ، لیزوتایپی گفته می شود. در حال حاضر ، تحقیقات فشرده ای برای مبارزه با باکتریها با استفاده از باکتریوفاژها در عفونت ها در حال انجام است. به ویژه تحت تأثیر تعداد فزاینده ای از آنتی بیوتیک سویه های باکتریایی مقاوم ، این منطقه تحقیقاتی اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. با این حال ، ثبات کم فاژها در بدن مشکل ساز است. بلافاصله توسط فاگوسیت های بدن از بین می روند. در اصل ، این کاربرد ممکن قبلاً توسط Félix Hubert d'Hérelle مورد توجه قرار گرفته بود. با این حال ، پس از کشف و معرفی آنتی بیوتیک ها، نتایج تحقیق در مورد این کاربرد احتمالی کاملاً فراموش شد. با این حال ، م Instituteسسه تحقیقات فاژ الیاوا ، که توسط D'Hérelle در سال 1934 تاسیس شد ، هنوز هم در تفلیس ، جورجیا وجود دارد. همراه با م Instituteسسه ایمونولوژی و تجربی لودویک هیرسفلد درمان در وروسلاو ، لهستان ، امروز تحقیقات در مورد روش های جایگزین مبارزه در حال انجام است آنتی بیوتیکباکتری های مقاوم با استفاده از فاژها. از فاژها به روشهای مختلفی در صنایع غذایی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال ، از اسپری های مختلف فاژ در بسته بندی پنیر یا سوسیس استفاده می شود تا آنها را از باکتری محافظت کند. مهندسی ژنتیک همچنین زمینه اصلی کاربرد است. امروزه ، به عنوان مثال ، فاژها به عنوان بردار برای ژن های خاص استفاده می شوند و به باکتری ها وارد می شوند. با کمک این روش ، انسولینسویه های باکتریایی اشریشیاکلی تولید می شود. این بردارها همچنین به طور فزاینده ای برای تولید سایر مواد فعال اهمیت پیدا می کنند. بعلاوه ، می توان تا حدی برای مقابله با نقایص ژنتیکی استفاده کرد.

بیماری ها و اختلالات

با این حال ، باکتریوفاژها فقط اثرات مثبتی نشان نمی دهند. بعضی جدی بیماری های عفونی فقط با درگیری فاژها شکستن. مثلا، دیفتری توسط باکتری Corynebacterium diphtheriae ایجاد می شود. با این حال ، بیماری فقط در صورت شیوع Corynebacterium diphtheriae به طور همزمان به باکتریوفاژها نیز می تواند شیوع یابد. پس از عفونت با فاژها ، این باکتری ها سم مشخصی را ایجاد می کنند که باعث ایجاد علائم شدید و گاه تهدید کننده زندگی می شود. این بیماری با علائمی مانند مشکل در بلع ، لنگی ، تهوع و درد شکم. یک پوشش سفید روی لوزه ها ظاهر می شود که بوی بد و شیرینی دارد. عوارضی مانند ذات الریه or میوکاردیت شایع هستند و می توانند کشنده باشند. بیماری دیگر ناشی از باکتریوفاژها است قرمز مایل به زرد تب. قرمز مایل به زرد تب توسط استرپتوکوک آلوده به باکتریوفاژها. از طریق این عفونت ، باکتری ها یک سم موذی به خصوص تولید می کنند. علائم شدید بیماری با ایجاد می شود لرز, تب, استفراغ و فارنژیت. در ابتدا ، زبان سفید پوشانده شده است ، اما بعد از چند روز قرمز تمشک می شود. آ بثورات پوستی نیز رخ می دهد. اگر این باکتری به باکتریوفاژها آلوده نباشد ، این فقط خواهد بود رهبری به یک بی ضرر ورم لوزه. وبا همچنین توسط یک باکتری آلوده به باکتریوفاژها به نام ویبریو وبا ایجاد می شود.