Ang Prophage ay ang pangalan na ibinigay sa phage DNA ng mga mapagtimpi bacteriophages kapag mayroon ito sa bacterial host cell. Ang mga bakterya ay natuklasan ni Félix Hubert d'Hérelle noong 1917. Ang mga ito ay virus na naangkop sa tukoy bakterya. Nang maglaon ang pananaliksik ay nakikilala sa pagitan ng lytic phage na may mataas na kahinahunan at ang mapagtimpi phage na may tahimik na pagkabulok at lysogenic cycle.
Ano ang mga prophages?
Ang prophage ng temperate bacteriophage ay maaaring naroroon bilang isang plasmid sa host cell o isinama sa bacterial DNA. Para sa mga ito, ang mapagtimpi phage ay dapat na magpatibay ng lysogenic cycle sa pag-iniksyon ng phage DNA. Ginagawa ang isang pagkakaiba sa pagitan ng lytic cycle at ng lysogenic cycle. Habang ang ikot ng lytic ay nagdudulot ng mabilis na pagtitiklop at kasunod na lysis ng host cell pagkatapos ng pag-iniksyon ng materyal na genetiko, sa siklo ng lysogenic, ang mga gen ng repressor ng phage ay na-injected sa host cell upang sugpuin ang lytic cycle, ibig sabihin ang mabilis na pagkasira ng selda Ang mapagtimpi phage ay maaaring lumipat sa pagitan ng mga lytic at lysogenic cycle depende sa kapaligiran kalagayan kasalukuyan Ang cycle ng lytic ay tumutukoy sa maginoo na diskarte ng mga phage genes sa loob ng host cell. Mayroong mabilis na pagtitiklop sa loob ng host cell pagkatapos ng pag-iniksyon ng viral DNA. Matapos ang capsid at tail fiber proteins na kinopya bilang karagdagan sa viral DNA at maraming mga bagong mga partikulo ng viral na naipon mula sa mga indibidwal na bahagi, ang cell wall ng host cell ay nawasak ng lysozyme. Ang paglusaw ng cell wall ay naglalabas ng mga bagong phage at maaari na nilang i-injection ang kanilang DNA sa karagdagang mga bacterial cell. Ang prosesong ito ay nakumpleto sa halos isang oras. Dahil sa mataas na bilang ng mga bagong viral na partikulo, ang prosesong ito ay tinatawag na "masamang form". Dahil ang host cell wall ay nawasak ng lysozyme, ang salitang "cycle ng lytic" ay ginagamit. Sa mapagtimpi phage, ang mabilis na pagtitiklop at kasunod na lysis ng host cell ay hindi kinakailangang magkabisa. Nakasalalay sa mayroon kapaligiran kadahilanan, ang mapagtimpi phage ay maaaring kahalili sa pagitan ng mga lytic at lysogenic cycle. Ang siklo ng lytic ay maaaring mapigilan ng pag-iniksyon ng mga repressor genes at ang lysogenic cycle ay maaaring magsimula nang walang katiyakan. Sa siklo ng lysogenic, ang materyal na pang-genetiko ng phage ay ipinasok sa materyal na pang-genetiko ng mikrobyo at maaaring magpatuloy dito sa isang hindi tiyak na oras. Ang na-injected na materyal na genetiko ay tinukoy bilang "pa rin", at tinukoy bilang "prophage". Ang prophage ay maaaring manirahan bilang isang plasmid sa cytoplasm ng host cell o isama sa genetic material ng bakterya. Ang pagsasama ng materyal na viral genetika ay nangangailangan ng isang mataas na antas ng pagdadalubhasa. Ang materyal na genetiko ng mga mapagtimpi phages ay maaari lamang ikabit sa mga tukoy na posisyon ng bacterial DNA. Sa kabaligtaran, ang materyal na genetiko ng mga indibidwal na temperate phage strains ay maaaring laging makilala sa parehong mga posisyon ng bacterial genome. Dahil sa matagumpay na pagbagay, ang mga prophage ay nagiging beneficiary ng paghati sa bakterya. Sa panahon ng proseso ng paghahati ng host cell mitosis, naipasa ang viral genome. Karagdagang paghahatid sa iba pa bakterya maaaring mangyari sa pamamagitan ng pagsasabay. Ang mga prophages ay maaaring kumalat sa pamamagitan ng buong mga bakterya ng mga strain ng iba't ibang mga ruta ng paghahatid. Ang mga impluwensyang pangkapaligiran tulad ng ilaw ng UV o ilang mga kemikal ay maaaring maging sanhi ng prophage na bumalik sa ikot ng lytic at upang humingi ng agresibong pagtitiklop. Bukod dito, sinasamantala din ng prophage ang mga proseso ng transcription ng host cell: Ang mga injected repressor gen ng phage ay kinikilala bilang pinsala ng DNA ng ilang enzymes ng bakterya at napinsala. Ang pagkasira ng mga gen ng repressor ay may mapanirang epekto sa loob ng host cell. Ang ikot ng lytic ay hindi na mapipigilan at ang prophage ay lilipat mula sa estado ng lysogenic patungo sa agresibong pagtitiklop, na nagtatapos sa kasunod na pagkasira ng pader ng bacterial cell.
Pangyayari, pamamahagi, at mga pag-aari
Ang mga phages ay lubos na nagdadalubhasa virus na umangkop sa indibidwal na mga bakterya na pagkakasama. Kaya, hindi lahat ng bacteriophage ay maaaring ma-access ang bawat bakterya. Ang pagpapalaganap nang walang tukoy na cell ng host ay hindi posible para sa bacteriophage. Ang malakas na pagdadalubhasa ay humahantong sa ang katunayan na ang mga bacteriophage ay matatagpuan sa parehong lupain ng kanilang mga host cells. Ang pareho ay totoo sa isang mas malaking degree para sa mga prophages. Dahil ang mga prophages ay hindi maginoo virus at ipinakita lamang ang kanilang sarili bilang isang materyal na viral genetiko sa loob ng host organism, hindi sila matatagpuan sa labas ng mga nakatalagang cell, kung sa pamamagitan lamang ng kahulugan. Bilang karagdagan, dapat banggitin na ang mga bacteriophage ay mayroong bilang (10 hanggang sa lakas na 30) sa seawater nag-iisa, at sa gayon mayroong higit na mga yugto kaysa sa mga nabubuhay na organismo sa buong planeta. Ito ay naiiba sa isang maliit na bilang ng napalabinsiyam na opisyal na nagsaliksik ng mga bacteriophage, na ginagawang mahirap na gumawa ng isang tumpak na pahayag tungkol sa kanilang pangyayari.
Kahalagahan at pagpapaandar
Phage terapewtika ay binuo noong 1920s at matagumpay na ginagamit pa rin sa Silangang Europa upang labanan ang iba`t ibang Nakakahawang sakit. Ang mga kalamangan ng phage terapewtika halata: ang mga bacteriophage ay pumipinsala lamang sa mga indibidwal na uri ng bakterya habang antibiotics ay may pangkalahatang mapanirang epekto sa bakterya ng katawan. Ang pagtuklas ng penisilin noong 1940 ay humantong sa napakalaking antibyotiko gamitin sa Kanluran at, bilang isang resulta, isang pagtigil ng pagsasaliksik sa phage. Ang kasunod na pagbuo ng maraming antibyotiko ang resistances naman ay nag-trigger ng pagtaas ng interes sa mga bacteriophage noong 1990s. Gayunpaman, ang pokus ng phage terapewtika ay nasa mga bacteriophage na may agresibong pagkabulok at eksklusibo ng lytic cycle, samantalang ang mga mapagtimpi na bacteriophage at prophages ay gumanap lamang ng isang menor de edad na papel hanggang ngayon.
Mga sakit at karamdaman
ilan mga pathogens maaari lamang maitaguyod ang kanilang pagkabulok sa pamamagitan ng symbiosis na may mga prophages. Ang Clostridium botulinum ay maaaring gumawa ng kinatatakutan lason ng botulinum sa tulong lamang ng integrated phage DNA. Streptococcus ang pyogenes ay maaari lamang maging sanhi iskarlata lagnat kasama ng prophage DNA. Gumagawa ang Vibrio cholerae kolera sa pamamagitan lamang ng mga espesyal na prophages. Ipinapakita rin nito ang kahalagahan ng mga phage para sa gamot ng tao. Ang buong mga strain ng bakterya ay maaaring mawala ang kanilang potensyal na pathogenic kung ang responsableng mga prophages ay maaaring tiyak na natanggal.
