CHU KỲ LYSOGENIC LÀ GÌ? - SINH HỌC - 2025

Các tiềm tan , còn gọi là lysogeny, là một giai đoạn trong quá trình sinh sản của một số virus, chủ yếu là những người lây nhiễm vi khuẩn. Trong chu kỳ này, vi rút đưa axit nucleic của nó vào bộ gen của vi khuẩn chủ.

Chu trình này cùng với chu trình lytic hình thành hai cơ chế sao chép chính của virus. Khi vi khuẩn, trong chu kỳ lysogenic, chèn DNA của nó vào bộ gen vi khuẩn, nó sẽ trở thành một prophage.

Zlir'a. Phiên bản tiếng Tây Ban Nha của Alejandro Porto, qua Wikimedia Commons

Vi khuẩn bị nhiễm prophage này vẫn tiếp tục sống và sinh sản. Khi sự sinh sản của vi khuẩn xảy ra, một bản sao của prophage cũng thu được. Điều này dẫn đến việc mỗi tế bào vi khuẩn con cũng bị nhiễm prophage.

Sự sinh sản của vi khuẩn bị nhiễm, và do đó của prophage vật chủ của nó, có thể tiếp tục trong vài thế hệ mà không có bất kỳ biểu hiện nào của vi rút xảy ra.

Đôi khi, một cách tự nhiên, hoặc trong điều kiện môi trường căng thẳng, DNA của vi rút tách khỏi vi khuẩn. Khi sự phân tách của bộ gen vi khuẩn xảy ra, virut bắt đầu chu trình ly giải.

Giai đoạn sinh sản này của vi rút sẽ gây ra sự phá vỡ tế bào vi khuẩn (ly giải) cho phép giải phóng các bản sao mới của vi rút. Tế bào nhân thực cũng dễ bị tấn công bởi các virus lysogenic. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa biết quá trình chèn DNA của virus vào bộ gen của tế bào nhân thực xảy ra như thế nào.

Bacteriophage virus tiêm bộ gen của nó vào vi khuẩn. Lấy và chỉnh sửa từ: Thomas Splettstoesser. (Được dịch sang tiếng Tây Ban Nha bởi Alejandro Porto), qua Wikimedia Commons.

Xạ khuẩn

Vi rút chỉ lây nhiễm vi khuẩn được gọi là vi khuẩn. Chúng còn được gọi là phage. Kích thước của loại vi rút này khá thay đổi, với phạm vi kích thước có thể khoảng từ 20 đến 200 nm.

Vi khuẩn có mặt ở khắp nơi và có thể phát triển trong thực tế bất kỳ môi trường nào có vi khuẩn. Ví dụ, người ta ước tính rằng có ít hơn một phần tư số vi khuẩn sống ở biển bị nhiễm bởi thể thực khuẩn.

Chu kỳ nhiễm virus

Sự lây nhiễm virus bắt đầu bằng sự hấp phụ của phage. Sự hấp phụ phage xảy ra trong hai giai đoạn. Trong trường hợp đầu tiên, được gọi là có thể đảo ngược, sự tương tác giữa virus và vật chủ tiềm năng của nó rất yếu.

Bất kỳ sự thay đổi nào trong điều kiện môi trường đều có thể gây ra sự ngừng tương tác này. Mặt khác, trong tương tác không thể đảo ngược, các thụ thể cụ thể có liên quan để ngăn chặn sự gián đoạn của tương tác.

DNA của vi rút chỉ có thể xâm nhập vào bên trong vi khuẩn khi xảy ra tương tác không thể đảo ngược. Sau đó, và tùy thuộc vào loại phage, chúng có thể thực hiện các chu kỳ sinh sản khác nhau.

Ngoài các chu kỳ lytic và lysogenic đã được mô tả, còn có hai chu kỳ sinh sản khác, chu kỳ phát triển liên tục và chu kỳ giả sinh.

Chu kỳ lytic

Trong giai đoạn này, sự nhân lên của vi rút trong vi khuẩn diễn ra nhanh chóng. Cuối cùng, vi khuẩn sẽ trải qua quá trình ly giải thành tế bào của nó và các vi rút mới sẽ được thải ra môi trường.

Mỗi phage mới được giải phóng này có thể tấn công một loại vi khuẩn mới. Sự lặp lại liên tiếp của quá trình này cho phép sự lây nhiễm phát triển theo cấp số nhân. Các vi khuẩn tham gia vào chu trình lytic được gọi là các phage độc ​​lực.

Chu kỳ phát triển của lysogenic

Trong chu kỳ này, sự ly giải của tế bào chủ không xảy ra như trong chu trình ly giải. Sau giai đoạn hấp phụ và xâm nhập, giai đoạn tích hợp của DNA phage với tế bào vi khuẩn tiếp tục để trở thành prophage.

Sự nhân lên của phage sẽ xảy ra đồng thời với sự sinh sản của vi khuẩn. Prophage được tích hợp vào bộ gen vi khuẩn sẽ được thừa hưởng bởi vi khuẩn con. Virus có thể tiếp tục mà không biểu hiện trong nhiều thế hệ vi khuẩn.

Quá trình này thường xảy ra khi số lượng vi khuẩn nhiều so với số lượng vi khuẩn. Các virut thực hiện chu trình lysogenic không có độc lực và được gọi là virut ôn đới.

Cuối cùng, các prophages có thể được tách ra khỏi bộ gen của vi khuẩn và biến đổi thành các phage lytic. Sau đó đi vào chu trình tạo thạch dẫn đến ly giải vi khuẩn và lây nhiễm vi khuẩn mới.

Chu trình Lytic và Lysogenic. Lấy và chỉnh sửa từ: Suly12, từ Wikimedia Commons

Chu kỳ phát triển liên tục

Một số thực khuẩn thực hiện nhiều lần sao chép bên trong vi khuẩn. Trong trường hợp này, trái với những gì xảy ra trong chu kỳ lysogenic, nó không gây ly giải vi khuẩn.

Các vi rút mới được sao chép được giải phóng khỏi vi khuẩn bởi các vị trí cụ thể trên màng tế bào, mà không gây vỡ chúng. Chu kỳ này được gọi là sự phát triển liên tục.

Chu kỳ giả dị ứng

Đôi khi sự sẵn có của các chất dinh dưỡng trong môi trường kém để vi khuẩn phát triển và sinh sản bình thường. Trong những trường hợp này, người ta tin rằng năng lượng tế bào sẵn có là không đủ để các phage tạo ra lysogenesis hoặc ly giải.

Do đó, vi rút sẽ đi vào chu kỳ giả gây dị ứng. Tuy nhiên, chu kỳ này vẫn còn ít được biết đến.

Chuyển đổi lysogenic

Cuối cùng, là sản phẩm của sự tương tác giữa prophage và vi khuẩn, chất đầu tiên có thể gây ra sự xuất hiện của những thay đổi trong kiểu hình của vi khuẩn.

Điều này xảy ra chủ yếu khi vi khuẩn vật chủ không phải là một phần của chu kỳ bình thường của vi rút. Hiện tượng này được gọi là chuyển đổi lysogenic.

Những thay đổi gây ra trong vi khuẩn bởi DNA của prophage làm tăng thành công sinh học của vật chủ. Bằng cách tăng khả năng sinh học và khả năng tồn tại của vi khuẩn, vi rút cũng được hưởng lợi.

Mối quan hệ có lợi cho cả hai bên tham gia này có thể được coi là một kiểu cộng sinh. Tuy nhiên, cần phải nhớ rằng virus không được coi là thực thể sống.

Lợi ích chính mà vi khuẩn được biến nạp lysogenic thu được là khả năng bảo vệ chống lại sự tấn công của các vi khuẩn khác. Sự chuyển đổi lysogenic cũng có thể làm tăng khả năng gây bệnh của vi khuẩn trong vật chủ của chúng.

Ngay cả một vi khuẩn không gây bệnh cũng có thể trở nên gây bệnh bằng cách chuyển đổi lysogenic. Sự thay đổi này trong bộ gen là vĩnh viễn và di truyền.

Phagotherapy

Liệu pháp phage là một liệu pháp bao gồm việc áp dụng phage như một cơ chế kiểm soát để ngăn chặn sự lây lan của vi khuẩn gây bệnh. Phương pháp kiểm soát vi khuẩn này được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1919.

Vào dịp đó, nó được dùng để chữa trị cho một bệnh nhân bị kiết lỵ, thu được một kết quả hoàn toàn thuận lợi. Liệu pháp phage đã được sử dụng thành công vào đầu thế kỷ trước.

Với việc phát hiện ra penicillin, cũng như các chất kháng sinh khác, liệu pháp thực khuẩn thể đã thực sự bị bỏ rơi ở Tây Âu và lục địa Mỹ.

Việc sử dụng bừa bãi thuốc kháng sinh đã cho phép xuất hiện các chủng vi khuẩn đa kháng với thuốc kháng sinh. Những vi khuẩn này ngày càng trở nên thường xuyên hơn và kháng thuốc nhiều hơn.

Do đó, thế giới phương Tây mới quan tâm đến việc phát triển liệu pháp thể thực khuẩn để kiểm soát ô nhiễm và nhiễm trùng do vi khuẩn.

Ưu điểm của liệu pháp phage

1) Sự phát triển của phage xảy ra theo cấp số nhân, tác dụng của chúng tăng dần theo thời gian, ngược lại, kháng sinh mất tác dụng theo thời gian do sự phá hủy chuyển hóa của phân tử.

2) Phage có khả năng trải qua các đột biến, điều này cho phép chúng chống lại sự kháng thuốc mà vi khuẩn có thể phát triển để tấn công chúng. Mặt khác, kháng sinh luôn có nguyên lý hoạt động giống nhau nên khi vi khuẩn phát triển đề kháng với nguyên tắc hoạt động đó thì kháng sinh vô tác dụng.

3) Liệu pháp phage không có tác dụng phụ có thể gây hại cho bệnh nhân.

4) Việc phát triển một dòng phage mới là một quy trình nhanh hơn và rẻ hơn nhiều so với việc phát hiện và phát triển một loại kháng sinh mới.

5) Thuốc kháng sinh không chỉ ảnh hưởng đến vi khuẩn gây bệnh mà còn cả những vi khuẩn có lợi khác. Mặt khác, các thể thực khuẩn có thể là loài cụ thể, vì vậy việc điều trị chống lại vi khuẩn gây bệnh có thể bị hạn chế mà không ảnh hưởng đến các vi sinh vật khác.

6) Thuốc kháng sinh không tiêu diệt được tất cả vi khuẩn, do đó, những vi khuẩn sống sót có thể truyền thông tin di truyền tạo ra khả năng kháng thuốc cho con của chúng, do đó tạo ra các chủng kháng thuốc. Lysogenetic bacteriophages tiêu diệt vi khuẩn mà chúng lây nhiễm, làm giảm khả năng phát triển của các chủng vi khuẩn kháng thuốc.

Người giới thiệu

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Tầm quan trọng của các yếu tố tiên tri đối với sự tiến hóa và độc lực của mầm bệnh vi khuẩn. Độc tố.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, ST Abedon (2010). Liệu pháp phage trong thực hành lâm sàng: Điều trị các bệnh nhiễm trùng ở người. Công nghệ Sinh học Dược phẩm hiện nay.
3. Chu kỳ phát triển của lysogenic. Trên Wikipedia. Khôi phục từ en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Đóng góp của lysogeny, pseudolysogeny, và chết đói đối với hệ sinh thái thực khuẩn. Trong: Stephen T Abedon (eds) Sinh thái thực khuẩn: sự phát triển, tiến hóa của quần thể và tác động của vi rút vi khuẩn. Nhà xuất bản Đại học, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, AV Holguín-Moreno, AF González-Barrios, MJ Vives-Flórez (2015). Liệu pháp phage, phương pháp thay thế để kiểm soát nhiễm trùng do vi khuẩn. Triển vọng ở Colombia. Đại học Khoa học (Universitas Scientiarum).
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Liệu pháp phage: Sự thật và hư cấu. Tạp chí quốc tế về vi sinh y học.