APAKAH KITARAN LISOGENIK? - BIOLOGI - 2026

The kitaran lysogenic , juga dikenali sebagai lysogeny, adalah satu peringkat dalam proses pengeluaran semula beberapa virus, terutamanya mereka yang menjangkiti bakteria. Dalam kitaran ini, virus memasukkan asid nukleiknya ke dalam genom bakteria tuan rumah.

Kitaran ini membentuk, bersama dengan kitaran litik, dua mekanisme replikasi utama virus. Apabila bakteriofag, semasa kitaran lisogenik, memasukkan DNA ke dalam genom bakteria, ia menjadi ramalan.

Zlir'a. Versi Sepanyol oleh Alejandro Porto, melalui Wikimedia Commons

Bakteria yang dijangkiti ramalan ini terus hidup dan berkembang biak. Apabila pembiakan bakteria berlaku, replika ramalan juga diperoleh. Ini mengakibatkan sel bakteria setiap anak perempuan juga dijangkiti oleh ramalan.

Pembiakan bakteria yang dijangkiti, dan oleh karena itu ramalan inangnya, dapat berterusan selama beberapa generasi tanpa ada manifestasi virus yang berlaku.

Kadang-kadang, secara spontan, atau dalam keadaan tekanan persekitaran, DNA virus berpisah dari bakteria. Apabila pemisahan genom bakteria berlaku, virus memulakan kitaran litik.

Tahap pembiakan virus ini akan menyebabkan pecahnya sel bakteria (lisis) yang membolehkan pelepasan salinan virus baru. Sel eukariotik juga mudah diserang oleh virus lisogenik. Walau bagaimanapun, belum diketahui bagaimana penyisipan DNA virus ke dalam genom sel eukariotik berlaku.

Virus bakteriofag menyuntikkan genomnya ke dalam bakteria. Diambil dan diedit dari: Thomas Splettstoesser. (Diterjemahkan ke dalam bahasa Sepanyol oleh Alejandro Porto), melalui Wikimedia Commons.

Bakteriofag

Virus yang hanya menjangkiti bakteria disebut bakteriofag. Mereka juga dikenali sebagai phages. Ukuran virus jenis ini agak berubah-ubah, dengan jarak ukuran antara 20 hingga 200 nm.

Bakteriofag terdapat di mana-mana, dan boleh tumbuh di hampir semua persekitaran di mana bakteria dijumpai. Sebagai contoh, dianggarkan bahawa kurang dari tiga perempat bakteria yang hidup di laut dijangkiti fag.

Kitaran jangkitan virus

Jangkitan virus bermula dengan penjerapan fag. Penjerapan fasa berlaku dalam dua peringkat. Yang pertama, yang dikenali sebagai reversibel, interaksi antara virus dan hosnya yang berpotensi lemah.

Sebarang perubahan keadaan persekitaran boleh menyebabkan penghentian interaksi ini. Dalam interaksi yang tidak dapat dipulihkan, sebaliknya, reseptor tertentu terlibat yang menghalang gangguan interaksi.

DNA virus boleh memasuki bahagian dalam bakteria hanya apabila interaksi tidak dapat dipulihkan berlaku. Selepas itu, dan bergantung pada jenis fag, ini boleh menjalankan pelbagai kitaran pembiakan.

Sebagai tambahan kepada kitaran litik dan lisogenik, yang telah dijelaskan, terdapat dua kitaran pembiakan yang lain, kitaran pengembangan berterusan dan kitaran pseudolysogenik.

Kitaran litik

Selama peringkat ini, replikasi virus dalam bakteria berlaku dengan cepat. Pada akhirnya, bakteria akan mengalami lisis dinding selnya dan virus baru akan dilepaskan ke persekitaran.

Setiap fasa yang baru dilancarkan ini dapat menyerang bakteria baru. Pengulangan berturut-turut proses ini membolehkan jangkitan berkembang secara eksponensial. Bakteriofag yang mengambil bahagian dalam kitaran litik disebut fag virulen.

Kitaran lisogenik

Dalam kitaran ini, lisis sel inang tidak berlaku, seperti yang berlaku dalam kitaran litik. Setelah tahap penjerapan dan penembusan, tahap penyatuan DNA fag dengan sel bakteria terus berlanjut, untuk menjadi ramalan.

Replikasi fag akan berlaku serentak dengan pembiakan bakteria. Ramalan yang disatukan ke dalam genom bakteria akan diwarisi oleh bakteria anak perempuan. Virus ini tetap tidak terjejas untuk beberapa generasi bakteria.

Proses ini biasa berlaku apabila bilangan bakteriofag tinggi berbanding dengan jumlah bakteria. Virus yang menjalankan kitaran lisogenik tidak virulen dan disebut sederhana.

Akhirnya, ramalan tersebut dapat dipisahkan dari genom bakteria dan berubah menjadi fag lyt. Yang terakhir memasuki kitaran litogenik yang menyebabkan lisis bakteria dan jangkitan bakteria baru.

Kitaran Litik dan Lysogenik. Diambil dan diedit dari: Suly12, dari Wikimedia Commons

Kitaran pembangunan berterusan

Beberapa bakteriofag melakukan banyak ulangan di dalam bakteria. Dalam kes ini, bertentangan dengan apa yang berlaku semasa kitaran lisogenik, ia tidak menyebabkan lisis bakteria.

Virus yang baru ditiru dilepaskan dari bakteria oleh tempat tertentu pada membran sel, tanpa menyebabkan pecahnya. Kitaran ini dipanggil pengembangan berterusan.

Kitaran pseudolysogenic

Kadang kala ketersediaan nutrien dalam medium buruk bagi bakteria untuk tumbuh dan membiak secara normal. Dalam kes ini, dipercayai bahawa tenaga selular yang ada tidak mencukupi untuk fasa menghasilkan lisogenesis atau lisis.

Oleh kerana itu, virus kemudian memasuki kitaran pseudolysogenic. Walau bagaimanapun, kitaran ini masih belum diketahui.

Penukaran Lisogenik

Akhirnya, sebagai produk interaksi antara ramalan dan bakteria, yang pertama dapat menyebabkan munculnya perubahan dalam fenotip bakteria.

Ini berlaku terutamanya apabila bakteria inang bukan sebahagian daripada kitaran normal virus. Fenomena ini dipanggil penukaran lisogenik.

Perubahan yang disebabkan oleh bakteria oleh DNA ramalan meningkatkan kejayaan biologi inang. Dengan meningkatkan keupayaan biologi dan kejayaan hidup bakteria, virus ini juga memberi manfaat.

Jenis hubungan yang bermanfaat bagi kedua-dua peserta dapat diklasifikasikan sebagai jenis simbiosis. Namun, harus diingat bahawa virus tidak dianggap sebagai makhluk hidup.

Manfaat utama yang diperoleh oleh bakteria yang diubah secara lisogenik adalah perlindungannya daripada serangan bakteriofag lain. Penukaran lisogenik juga dapat meningkatkan patogenik bakteria dalam inangnya.

Malah bakteria bukan patogen boleh menjadi patogen dengan penukaran lisogenik. Perubahan genom ini kekal dan boleh diwarisi.

Fagoterapi

Terapi Phage adalah terapi yang terdiri daripada penerapan fag sebagai mekanisme kawalan untuk mencegah penyebaran bakteria patogen. Metodologi kawalan bakteria ini digunakan untuk pertama kalinya pada tahun 1919.

Pada kesempatan itu digunakan untuk merawat pasien yang menderita disentri, memperoleh hasil yang sangat menguntungkan. Terapi Phage berjaya digunakan pada awal abad yang lalu.

Dengan penemuan penisilin, dan juga bahan antibiotik lain, terapi phage secara praktiknya ditinggalkan di Eropah Barat dan di benua Amerika.

Penggunaan antibiotik tanpa pandang bulu, memungkinkan munculnya strain bakteria yang tahan terhadap antibiotik. Bakteria ini menjadi lebih kerap dan lebih tahan.

Oleh kerana itu, ada minat baru di dunia barat dalam pengembangan terapi fag untuk mengawal pencemaran dan jangkitan bakteria.

Kelebihan terapi phage

1) Pertumbuhan fag berlaku secara eksponensial, meningkatkan tindakan mereka dari masa ke masa, sebaliknya, antibiotik, kehilangan kesannya dari masa ke masa kerana pemusnahan molekul metabolik.

2) Phages memiliki kemampuan untuk mengalami mutasi, ini memungkinkan mereka untuk melawan ketahanan yang dapat dikembangkan bakteria terhadap serangannya. Sebaliknya, antibiotik selalu mempunyai prinsip aktif yang sama, jadi apabila bakteria mengalami ketahanan terhadap prinsip aktif tersebut, antibiotik tidak berguna

3) Terapi fag tidak mempunyai kesan sampingan yang boleh membahayakan pesakit.

4) Pengembangan strain fag baru adalah prosedur yang jauh lebih cepat dan lebih murah daripada penemuan dan pengembangan antibiotik baru.

5) Antibiotik tidak hanya mempengaruhi bakteria patogen, tetapi juga bakteria lain yang berpotensi bermanfaat. Phages, sebaliknya, boleh menjadi spesies - spesifik, jadi rawatan terhadap bakteria yang bertanggungjawab untuk jangkitan dapat dibatasi, tanpa mempengaruhi mikroorganisma lain.

6) Antibiotik tidak membunuh semua bakteria, oleh itu, bakteria yang masih hidup dapat menyebarkan maklumat genetik yang memberikan ketahanan terhadap antibiotik kepada keturunannya, sehingga menimbulkan ketegangan yang tahan. Bakteriofag lisogenetik membunuh bakteria yang dijangkiti, mengurangkan kemungkinan perkembangan strain bakteria tahan.

Rujukan

1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Kepentingan ramalan untuk evolusi dan virulensi patogen bakteria. Virulensi.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, ST Abedon (2010). Terapi fasa dalam amalan klinikal: Rawatan jangkitan manusia. Bioteknologi Farmaseutikal Semasa.
3. Kitaran lisogenik. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
4. R. Miller, M. Day (2008). Sumbangan lysogeny, pseudolysogeny, dan kelaparan terhadap ekologi phage. Dalam: Stephen T Abedon (eds) Ekologi bakteriofag: pertumbuhan penduduk, evolusi, dan kesan virus bakteria. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, AV Holguín-Moreno, AF González-Barrios, MJ Vives-Flórez (2015). Terapi phage, alternatif untuk mengawal jangkitan bakteria. Prospek di Colombia. Universiti Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Terapi Phage: Fakta dan fiksyen. Jurnal Antarabangsa Mikrobiologi Perubatan.