Propagul este numele dat ADN-ului fagic al bacteriofagilor temperati atunci cand este prezent in celula gazda bacteriana. Bacteriofagii au fost descoperiți de Félix Hubert d'Hérelle în 1917. Sunt viruși care s-au adaptat la specific bacterii. Cercetările ulterioare s-au distins între fagul litic cu virulență ridicată și fagul temperat cu profag silențios și ciclul lizogen.
Ce sunt profaii?
Profagul bacteriofagului temperat poate fi prezent ca o plasmidă în celula gazdă sau integrat în ADN-ul bacterian. Pentru aceasta, fagul temperat trebuie să adopte ciclul lizogen la injectarea ADN-ului fagului. Se face distincția între ciclul litic și ciclul lizogen. În timp ce ciclul litic determină replicarea rapidă și liza ulterioară a celulei gazdă după injectarea materialului genetic, în ciclul lizogen, genele represoare ale fagului sunt injectate în celula gazdă pentru a suprima ciclul litic, adică dizolvarea rapidă a celulă. Fagul temperat poate comuta între ciclurile litice și lizogene în funcție de mediu condiție prezent. Ciclul litic se referă la abordarea convențională a genelor fagice din celula gazdă. Există o replicare rapidă în interiorul celulei gazdă după injectarea ADN-ului viral. După capsidă și fibră de coadă proteine au fost reproduse în plus față de ADN-ul viral și numeroase noi particule virale au fost asamblate din părțile individuale, peretele celular al celulei gazdă este dezintegrat de lizozimă. Dizolvarea peretelui celular eliberează noii fagi și acum își pot injecta ADN-ul în alte celule bacteriene. Acest proces este finalizat în aproximativ o oră. Datorită numărului mare de noi particule virale, acest proces este numit „formă virulentă”. Deoarece peretele celulei gazdă este distrus de lizozimă, se folosește termenul „ciclu litic”. În fagul temperat, replicarea rapidă și liza ulterioară a celulei gazdă nu intră neapărat în vigoare. În funcție de existent factorilor de mediu, fagul temperat poate alterna între ciclurile litice și lizogene. Ciclul litic poate fi suprimat prin injectarea genelor represoare, iar ciclul lizogen poate începe la nesfârșit. În ciclul lizogen, materialul genetic al fagului este inserat în materialul genetic al germenului și poate persista aici pentru o perioadă nedeterminată. Materialul genetic injectat este denumit „nemișcat” și definit ca „profag”. Profagul poate locui ca o plasmidă în citoplasma celulei gazdă sau poate fi integrat în materialul genetic al bacteriei. Integrarea materialului genetic viral necesită un grad ridicat de specializare. Materialul genetic al fagilor temperati poate fi atașat doar la poziții specifice ale ADN-ului bacterian. În schimb, materialul genetic al tulpinilor individuale de fagi temperate poate fi întotdeauna identificat în aceleași poziții ale genomului bacterian. Datorită adaptării cu succes, profagii devin beneficiari ai diviziunii celulare bacteriene. În timpul procesului de divizare a mitozei celulei gazdă, genomul viral este transmis. Transmiterea ulterioară către altele bacterii poate apărea prin conjugare. Profagii se pot răspândi astfel prin tulpini întregi de bacterii prin diferite căi de transmisie. Influențele de mediu, cum ar fi lumina UV sau anumite substanțe chimice, pot determina profagul să revină la ciclul litic și să caute o replicare agresivă. În plus, profagul profită și de procesele de transcripție ale celulei gazdă: genele represive injectate ale fagului sunt recunoscute ca anumite leziuni ale ADN-ului de către anumite persoane. enzime a bacteriei și degradate. Degradarea genelor represoare are un efect autodistructiv în interiorul celulei gazdă. Ciclul litic nu mai poate fi suprimat, iar profagul trece de la starea lizogenă la replicarea agresivă, care se încheie cu dizolvarea ulterioară a peretelui celular bacterian.
Apariție, distribuție și proprietăți
Fagii sunt foarte specializați viruși care s-au adaptat la tulpini bacteriene individuale. Astfel, nu orice bacteriofag poate accesa fiecare bacterie. Propagarea fără celula gazdă specifică nu este posibilă pentru bacteriofag. Specializarea puternică duce la faptul că bacteriofagii se găsesc pe același teren cu celulele lor gazdă. Același lucru este valabil și într-un grad și mai mare pentru profagi, deoarece profaii nu sunt convenționali viruși și se prezintă doar ca material genetic viral în cadrul organismului gazdă, nu pot fi găsite în afara celulelor atribuite, doar prin definiție. În plus, trebuie menționat faptul că bacteriofagii au un număr de (10 până la puterea de 30) în apa de mare singur, și astfel există mai mulți fagi decât organisme vii pe întreaga planetă. Acest lucru contrastează cu un număr foarte mic de nouăsprezece bacteriofagi cercetați oficial, ceea ce face dificilă formularea unei declarații exacte despre apariția lor.
Semnificație și funcție
Fag terapie a fost dezvoltat în anii 1920 și este încă folosit cu succes în Europa de Est pentru a combate diverse boli infecțioase. Avantajele fagului terapie sunt evidente: bacteriofagii afectează numai tulpini individuale de bacterii în timp ce antibiotice au un efect dăunător general asupra bacteriilor corpului. Descoperirea penicilină în anii 1940 a dus la masiv antibiotic utilizarea în Occident și, ca rezultat, încetarea cercetării fagilor. Construirea ulterioară a numeroase antibiotic la rândul său, rezistențele au declanșat un interes crescut pentru bacteriofagi în anii '1990. Cu toate acestea, focalizarea fagului terapie este pe bacteriofagi cu virulență agresivă și ciclu exclusiv litic, în timp ce bacteriofagii și profagii temperati au jucat doar un rol minor până în prezent.
Boli și afecțiuni
niste patogenii nu pot stabili virulența lor decât prin simbioză cu profagi. Clostridium botulinum poate produce temutul toxina botulinică numai cu ajutorul ADN-ului fagic integrat. Streptococcus pyogenes poate provoca numai stacojiu febră în combinație cu ADN-ul profagic. Vibrio cholerae produce holeră numai prin profeuri speciale. Acest lucru arată, de asemenea, importanța fagilor pentru medicina umană. Întregi tulpini bacteriene și-ar putea pierde potențialul patogen dacă profagii responsabili ar putea fi eliminați specific.
