پروفاژ نامی است که به DNA فاژ باکتریوفاژهای معتدل هنگام حضور در سلول میزبان باکتری داده می شود. باکتریوفاژها توسط فلیکس هوبرت د هرل در سال 1917 کشف شد ویروس ها که با خاص سازگار شده اند باکتری. تحقیقات بعدی بین فاژ لیتیک با حدت بالا و فاژ معتدل با پیشرانه خاموش و چرخه لیزوژن متمایز شد.
پیشرانه ها چیست؟
پروفاژ باکتریوفاژ معتدل می تواند به عنوان یک پلاسمید در سلول میزبان وجود داشته باشد یا در DNA باکتری ادغام شود. برای این منظور ، فاژ معتدل باید با تزریق DNA فاژ ، چرخه لیزوژنیک را اتخاذ کند. بین چرخه لیتیک و چرخه لیزوژنیک تمایز قائل می شود. در حالی که چرخه لیتیک باعث تکثیر سریع و متعاقب آن لیز سلول میزبان پس از تزریق ماده ژنتیکی می شود ، در چرخه لیزوژنیک ، ژن های مهار کننده فاژ برای سرکوب چرخه لیتیک ، یعنی انحلال سریع سلول ، به سلول میزبان تزریق می شود. سلول. فاژ معتدل بسته به محیط می تواند بین چرخه های لیتیک و لیزوژن تغییر کند شرط حاضر. چرخه لیتیک به رویکرد متداول ژنهای فاژ در سلول میزبان اشاره دارد. پس از تزریق DNA ویروسی ، تکثیر سریع در سلول میزبان وجود دارد. بعد از کپسید و الیاف دم پروتئین ها علاوه بر DNA ویروسی تکثیر شده و تعداد زیادی ذرات ویروسی جدید از قسمتهای جداگانه جمع شده است ، دیواره سلولی سلول میزبان توسط لیزوزیم. انحلال دیواره سلولی فاژهای جدید را آزاد می کند و آنها اکنون می توانند DNA خود را به سلولهای باکتریایی دیگر تزریق کنند. این روند در حدود یک ساعت به پایان می رسد. به دلیل تعداد زیاد ذرات ویروسی جدید ، به این فرآیند "فرم ویروس" گفته می شود. از آنجا که دیواره سلول میزبان توسط تخریب می شود لیزوزیم، اصطلاح "چرخه لیتیک" استفاده می شود. در فاژ معتدل ، همانند سازی سریع و لیزر بعدی سلول میزبان لزوماً عملی نمی شود. به موجود بستگی دارد فاکتورهای محیطی، فاژ معتدل ممکن است بین چرخه های لیتیک و لیزوژن متناوب باشد. چرخه لیتیک می تواند با تزریق ژن های سرکوبگر سرکوب شود و چرخه لیزوژنیک می تواند به مدت نامعلومی آغاز شود. در چرخه لیزوژنیک ، ماده ژنتیکی فاژ به داخل ماده ژنتیکی میکروب وارد می شود و می تواند در اینجا برای مدت نامحدود باقی بماند. از مواد ژنتیکی تزریق شده به عنوان "ساکن" یاد می شود و به عنوان "پروفاژ" تعریف می شود. پروفاژ می تواند به عنوان یک پلاسمید در سیتوپلاسم سلول میزبان قرار گیرد یا در ماده ژنتیکی باکتری ادغام شود. ادغام مواد ژنتیکی ویروسی به درجه بالایی از تخصص نیاز دارد. مواد ژنتیکی فاژهای معتدل فقط می توانند به موقعیت های خاص DNA باکتری متصل شوند. برعکس ، ماده ژنتیکی سویه های فاژ معتدل منفرد را همیشه می توان در همان موقعیت های ژنوم باکتری شناسایی کرد. با توجه به سازگاری موفقیت آمیز ، پیشرانه ها از مزایای تقسیم سلول های باکتریایی می شوند. در طی فرآیند تقسیم میتوز سلول میزبان ، ژنوم ویروسی منتقل می شود. انتقال بیشتر به دیگری باکتری می تواند با صرف اتفاق بیفتد. پروفاژها می توانند از طریق مسیرهای مختلف انتقال در کل سویه های باکتریایی پخش شوند. تأثیرات محیطی مانند نور ماورا UV بنفش یا برخی مواد شیمیایی می تواند باعث شود که پروژا به چرخه لیتیک برگردد و به دنبال همانند سازی تهاجمی باشد. علاوه بر این ، پروفاژ از فرآیندهای رونویسی سلول میزبان نیز بهره می برد: ژن های سرکوبگر تزریقی فاژ به عنوان آسیب DNA شناخته می شوند آنزیم ها از باکتری تخریب شده است. تخریب ژنهای سرکوبگر اثر خود تخریبی در سلول میزبان دارد. چرخه لیتیک اکنون دیگر نمی تواند سرکوب شود و پروفاژ از حالت لیزوژنیک به همانندسازی تهاجمی تبدیل می شود ، که با انحلال بعدی دیواره سلول باکتری پایان می یابد.
وقوع ، توزیع و خواص
فاژها بسیار تخصصی هستند ویروس ها که با سویه های باکتریایی منفرد سازگار شده اند. بنابراین ، هر باکتریوفاژ نمی تواند به هر باکتری دسترسی پیدا کند. تکثیر بدون سلول میزبان خاص برای باکتریوفاژ امکان پذیر نیست. این تخصص قوی منجر به این واقعیت می شود که باکتریوفاژها در همان زمین سلولهای میزبان آنها یافت می شوند. همین امر در مورد پیشرانه ها حتی بیشتر است. از آنجا که پیشرانه ها معمولی نیستند ویروس ها و فقط خود را به عنوان ماده ژنتیکی ویروسی در ارگانیسم میزبان نشان می دهند ، فقط در صورت تعریف نمی توان آنها را خارج از سلولهای اختصاص یافته یافت. علاوه بر این ، لازم به ذکر است که باکتریوفاژها دارای تعدادی (10 تا قدرت 30) در هستند آب دریا فاژها بیشتر از موجودات زنده در کل کره زمین هستند. این در تضاد با تعداد ناگهانی کمی از نوزده باکتریوفاژ است که به طور رسمی تحقیق شده اند ، و بیان بیان دقیق در مورد وقوع آنها را دشوار می کند.
اهمیت و عملکرد
فاژ درمان در دهه 1920 توسعه یافته است و هنوز هم با موفقیت در اروپای شرقی برای مبارزه با انواع مختلف استفاده می شود بیماری های عفونی. مزایای فاژ درمان واضح هستند: باکتریوفاژها فقط به سویه های جداگانه آسیب می رسانند باکتری در حین آنتی بیوتیک ها یک اثر مخرب کلی روی باکتری های بدن دارند. کشف پنی سیلین در دهه 1940 منجر به عظیم آنتی بیوتیک استفاده در غرب و در نتیجه ، توقف تحقیقات فاژ. ساخت بعدی از تعداد زیادی آنتی بیوتیک مقاومتها به نوبه خود باعث افزایش علاقه به باکتریها در دهه 1990 شد. با این حال ، تمرکز فاژ درمان در باکتریوفاژها با حدت تهاجمی و منحصراً چرخه لیتیک است ، در حالی که باکتریوفاژها و پروفاژهای معتدل تاکنون فقط نقش جزئی داشته اند.
بیماری ها و بیماری ها
برخی از پاتوژن ها فقط می توانند حدت خود را از طریق همزیستی با پیشرانه ها ثابت کنند. کلستریدیوم بوتولینوم می تواند مخوف را تولید کند سم بوتولینوم فقط با کمک DNA فاژ یکپارچه. استرپتوکوک پیوژن تنها می تواند ایجاد کند قرمز مایل به زرد تب در ترکیب با DNA پروفاژ. ویبریو وبا تولید می کند وبا فقط از طریق پیشرانه های مخصوص. این امر همچنین اهمیت فاژها را برای داروی انسانی نشان می دهد. در صورت از بین بردن پیشرانه های مسئول به طور کامل ، سویه های باکتریایی می توانند پتانسیل بیماری زایی خود را از دست بدهند.
