Ramalan: Jangkitan, Penularan & Penyakit

Prophage adalah nama yang diberikan kepada DNA fage dari bakteriofag sederhana ketika terdapat dalam sel inang bakteria. Bacteriophages ditemui oleh Félix Hubert d'Hérelle pada tahun 1917. Mereka virus yang telah disesuaikan dengan spesifik bakteria. Penyelidikan kemudian membezakan antara fag litik dengan keperitan tinggi dan fag sederhana dengan ramalan senyap dan kitaran lisogenik.

Apakah ramalan?

Ramalan bakteriofag sederhana dapat hadir sebagai plasmid di sel inang atau disatukan ke dalam DNA bakteria. Untuk ini, fag sedang mesti menggunakan kitaran lisogenik semasa suntikan DNA fage. Perbezaan dibuat antara kitaran litik dan kitaran lisogenik. Walaupun kitaran litik menyebabkan replikasi yang cepat dan lisis sel inang seterusnya setelah suntikan bahan genetik, dalam kitaran lisogenik, gen penindas fag disuntik ke dalam sel inang untuk menekan kitaran litik, iaitu pembubaran cepat sel. Tahap sederhana boleh beralih antara kitaran litik dan lisogenik bergantung pada persekitaran keadaan hadir. Kitaran litik merujuk kepada pendekatan konvensional gen fag dalam sel inang. Terdapat replikasi yang cepat di dalam sel inang setelah suntikan DNA virus. Selepas serat kapsid dan ekor protein telah ditiru sebagai tambahan kepada DNA virus dan banyak zarah virus baru telah dipasang dari bahagian-bahagian individu, dinding sel sel inang hancur oleh lisozim. Pembubaran dinding sel melepaskan fasa baru dan mereka kini dapat menyuntik DNA mereka ke sel bakteria lebih lanjut. Proses ini selesai dalam masa lebih kurang satu jam. Oleh kerana banyaknya zarah virus baru, proses ini disebut "bentuk virulen". Oleh kerana dinding sel inang dimusnahkan oleh lisozim, istilah "lytic cycle" digunakan. Pada fasa sederhana, replikasi cepat dan lisis sel inang tidak semestinya berlaku. Bergantung pada yang ada faktor persekitaran, fag sedang boleh bergantian antara kitaran litik dan lisogenik. Kitaran litik dapat ditekan dengan suntikan gen penindas dan kitaran lisogenik dapat dimulakan selama-lamanya. Dalam kitaran lisogenik, bahan genetik fag dimasukkan ke dalam bahan genetik kuman dan boleh bertahan di sini selama masa yang tidak ditentukan. Bahan genetik yang disuntik disebut sebagai "diam", dan didefinisikan sebagai "ramalan". Ramalan itu boleh tinggal sebagai plasmid dalam sitoplasma sel inang atau disatukan ke dalam bahan genetik bakteria. Penyatuan bahan genetik virus memerlukan pengkhususan yang tinggi. Bahan genetik fag sederhana hanya dapat dilekatkan pada posisi tertentu DNA bakteria. Sebaliknya, bahan genetik strain fag sederhana boleh selalu dikenal pasti pada kedudukan yang sama dari genom bakteria. Kerana penyesuaian yang berjaya, ramalan menjadi penerima manfaat pembahagian sel bakteria. Semasa proses pembelahan mitosis sel inang, genom virus diturunkan. Penghantaran selanjutnya ke yang lain bakteria boleh berlaku melalui konjugasi. Oleh itu, nubuatan dapat menyebar ke seluruh jenis bakteria melalui pelbagai laluan penularan. Pengaruh persekitaran seperti cahaya UV atau bahan kimia tertentu boleh menyebabkan ramalan beralih kembali ke kitaran litik dan mencari replikasi yang agresif. Selanjutnya, ramalan ini juga memanfaatkan proses transkripsi sel inang: Gen penindas fag yang disuntik diakui sebagai kerosakan DNA oleh tertentu enzim bakteria dan terdegradasi. Kemerosotan gen penindas mempunyai kesan merosakkan diri dalam sel inang. Kitaran litik sekarang tidak lagi dapat ditekan dan ramalan beralih dari keadaan lisogenik ke replikasi agresif, yang berakhir dengan pembubaran dinding sel bakteria berikutnya.

Kejadian, pembahagian, dan sifat

Fasa sangat khusus virus yang telah disesuaikan dengan strain bakteria individu. Oleh itu, tidak setiap bakteriofag dapat mengakses setiap bakteria. Penyebaran tanpa sel inang tertentu tidak mungkin untuk bakteriofag. Pengkhususan yang kuat membawa kepada fakta bahawa bakteriofag terdapat di kawasan yang sama dengan sel inangnya. Perkara yang sama berlaku untuk tahap ramalan yang lebih besar lagi. Oleh kerana ramalan tidak konvensional virus dan hanya memperlihatkan diri mereka sebagai bahan genetik virus dalam organisma inang, mereka tidak dapat dijumpai di luar sel yang ditentukan, jika hanya berdasarkan definisi. Di samping itu, mesti disebutkan bahawa bakteriofag mempunyai bilangan (10 hingga kekuatan 30) dalam air laut sahaja, dan dengan itu terdapat lebih banyak fag daripada organisma hidup di seluruh planet ini. Ini berbeza dengan sebilangan kecil sembilan belas bakteriofag yang diteliti secara rasmi, sehingga sukar untuk membuat pernyataan yang tepat mengenai kejadiannya.

Kepentingan dan fungsi

Phage terapi dikembangkan pada tahun 1920-an dan masih berjaya digunakan di Eropah Timur untuk memerangi pelbagai penyakit berjangkit. Kelebihan phage terapi jelas: bakteriofag hanya merosakkan strain individu bakteria manakala antibiotik mempunyai kesan merosakkan umum pada bakteria badan. Penemuan mengenai penisilin pada tahun 1940-an menyebabkan berleluasa antibiotik penggunaan di Barat dan, sebagai hasilnya, penghentian penyelidikan phage. Peningkatan berikutnya banyak antibiotik resistensi seterusnya mencetuskan peningkatan minat terhadap bakteriofag pada tahun 1990-an. Walau bagaimanapun, tumpuan phage terapi terdapat pada bakteriofag dengan virulensi agresif dan kitaran litik secara eksklusif, sedangkan bakteriofag sederhana dan ramalan hanya memainkan peranan kecil setakat ini.

Penyakit dan penyakit

Sesetengah patogen hanya dapat membuktikan keperitan mereka melalui simbiosis dengan ramalan. Clostridium botulinum dapat menghasilkan yang ditakuti toksin botulinum hanya dengan bantuan DNA fage bersepadu. Streptococcus pyogenes hanya boleh menyebabkan merah demam dalam kombinasi dengan DNA ramalan. Vibrio cholerae menghasilkan taun hanya melalui ramalan khusus. Ini juga menunjukkan pentingnya fag untuk perubatan manusia. Seluruh bakteria strain boleh kehilangan potensi patogennya jika ramalan yang bertanggungjawab dapat dihapuskan secara khusus.