Τι συμβαίνει όταν ένα βακτηριοφάγο μολύνει βακτηριακό κύτταρο;
1. Συνημμένο :Το πρώτο βήμα στη διαδικασία μόλυνσης είναι η προσκόλληση του βακτηρίου στην επιφάνεια του βακτηριακού κυττάρου. Το βακτηριοφάγο έχει συγκεκριμένες πρωτεΐνες ή δομές προσκόλλησης που συνδέονται με υποδοχείς ή προσδέματα στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα ή μεμβράνη. Αυτή η δέσμευση είναι εξαιρετικά συγκεκριμένη και κάθε βακτηριοφάγος συνήθως μολύνει μόνο συγκεκριμένα βακτηριακά στελέχη ή είδη.
2. καταχώρηση :Μόλις το βακτηριοφάγο συνδέεται με το βακτηριακό κύτταρο, πρέπει να εισέλθει στο κύτταρο για να ξεκινήσει λοίμωξη. Αυτό μπορεί να συμβεί μέσω διαφόρων μηχανισμών:
- έγχυση :Ορισμένα βακτηριοφάγους έχουν μια δομή που μοιάζει με βελόνα που ονομάζεται Tail Tube, ο οποίος διεισδύει στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα ή μεμβράνη. Το ϋΝΑ ή το γενετικό υλικό του φάγου στη συνέχεια εγχέεται μέσω του σωλήνα ουράς στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ξενιστή.
- ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Φάγους :Ορισμένα βακτηριοφάγους, όπως τα περιτυλιγμένα φάγια που περιέχουν λιπίδια, συγχωνεύουν τον εξωτερικό φάκελο τους με τη μεμβράνη βακτηριακών κυττάρων, απελευθερώνοντας το DNA του φάγου στο κυτταρόπλασμα κυττάρων ξενιστή.
3. Αντιγραφή :Αφού εισέλθει στο κύτταρο ξενιστή, το γενετικό υλικό του βακτηριοφάγου, συνήθως διπλής έλικας DNA ή μονόκλωνο RNA, απελευθερώνεται από την πρωτεΐνη φάγου. Αυτό το γενετικό υλικό χρησιμεύει ως πρότυπο για αναπαραγωγή χρησιμοποιώντας τα μηχανήματα του κυττάρου του ξενιστή. Το ϋΝΑ φάγου ή το RNA μεταγράφεται και μεταφράζεται, με αποτέλεσμα την παραγωγή νέων συστατικών και ενζύμων φάγου.
4. Συγκρότημα :Τα νέα σωματίδια φάγου συναρμολογούνται από τα αντιγραφικά συστατικά DNA ή RNA και πρωτεΐνης και πρωτεϊνικής επικάλυψης που συντίθενται εντός του κυττάρου ξενιστή. Τα δομικά συστατικά αυτοσυναρμολογούνται, που περιβάλλουν το νεοεμφανιζόμενο γενετικό υλικό για να σχηματίσουν νέα σωματίδια φάγου.
5. λύση :Το τελικό στάδιο του κύκλου μόλυνσης είναι η λύση των κυττάρων, η οποία είναι το σπάσιμο του κυττάρου του ξενιστή για να απελευθερώσει τα πρόσφατα συναρμολογημένα σωματίδια φάγου. Αυτό μπορεί να συμβεί μέσω δύο πρωτογενών μηχανισμών:
- Λυτικός κύκλος :Στον λυτικό κύκλο, η λοίμωξη βακτηριοφάγου έχει ως αποτέλεσμα την καταστροφή του κυττάρου του ξενιστή. Ο φάγος κωδικοποιεί ένζυμα που ονομάζονται λυσίνες ή ενδολυσίνες, που υποβαθμίζουν το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα ή μεμβράνη. Αυτό οδηγεί σε κυτταρική λύση, απελευθερώνοντας τα σωματίδια φάγου απογόνων στο περιβάλλον για να μολύνουν νέα κύτταρα ξενιστή.
- λυσογονικός κύκλος :Σε ορισμένες περιπτώσεις, το βακτηριοφάγο δεν προκαλεί αμέσως λύση κυττάρων. Αντ 'αυτού, ενσωματώνει το γενετικό του υλικό στο γονιδίωμα του κυττάρου του ξενιστή, να γίνει προφήτης. Το προφητικό μπορεί να παραμείνει αδρανές μέσα στο κύτταρο ξενιστή, αναπαράγοντας και μεταδίδοντας μαζί με το DNA του κυττάρου του ξενιστή. Υπό συγκεκριμένες συνθήκες, ο προφαγός μπορεί να προκληθεί να εισέλθει στον κύκλο της λυτικής και να παράγει νέα σωματίδια φάγου, οδηγώντας σε κυτταρική λύση.
Μετά την απελευθέρωση νέων σωματιδίων φάγου από το κύτταρο του ξενιστή του λύματος, αυτοί οι φάγοι των απογόνων μπορούν να συνεχίσουν να μολύνουν άλλα βακτηριακά κύτταρα, επαναλαμβάνοντας τον κύκλο μόλυνσης και ενδεχομένως προκαλώντας εκτεταμένη μόλυνση μέσα σε βακτηριακό πληθυσμό.
