LIZOJENIK DÖNGÜ NEDIR? - BIYOLOJI - 2025

Lizojenik döngüsü ayrıca lizojeni adlandırılan, çoğunlukla, bakterileri enfekte olanlar bazı virüslerin üreme işleminde bir aşamadır. Bu döngüde virüs, nükleik asidini konakçı bakterinin genomuna yerleştirir.

Bu döngü, litik döngü ile birlikte virüslerin iki ana replikasyon mekanizmasını oluşturur. Bakteriyofaj, lizojenik döngü sırasında DNA'sını bakteri genomuna soktuğunda, bir kehanet haline gelir.

Zlir'a. Alejandro Porto tarafından, Wikimedia Commons aracılığıyla İspanyolca versiyonu

Bu kehanetle enfekte olan bakteriler yaşamaya ve üremeye devam eder. Bakteriyel üreme meydana geldiğinde, kehanetin bir kopyası da elde edilir. Bu, her bir yavru bakteri hücresinin de kehanet tarafından enfekte olmasına neden olur.

Enfekte bakterinin ve dolayısıyla konakçı profilinin çoğalması, virüsün herhangi bir tezahürü olmadan birkaç nesil boyunca devam edebilir.

Bazen kendiliğinden veya çevresel stres koşulları altında, virüsün DNA'sı bakteriyel olandan ayrılır. Bakteriyel genomun ayrılması gerçekleştiğinde, virüs litik döngüyü başlatır.

Virüsün bu üreme aşaması, bakteri hücresinin yırtılmasına (liziz) neden olacak ve virüsün yeni kopyalarının salınmasına izin verecektir. Ökaryotik hücreler, lizojenik virüslerin saldırısına da duyarlıdır. Bununla birlikte, viral DNA'nın ökaryotik hücrenin genomuna nasıl ekleneceği henüz bilinmemektedir.

Bakteriyofaj virüsü genomunu bakterilere enjekte ediyor. Alınan ve düzenleyen: Thomas Splettstoesser. (İspanyolcaya Alejandro Porto tarafından çevrilmiştir), Wikimedia Commons aracılığıyla.

Bakteriyofaj

Yalnızca bakterileri enfekte eden virüslere bakteriyofaj denir. Aynı zamanda faj olarak da bilinirler. Bu tür virüslerin boyutu oldukça değişkendir ve boyut aralığı yaklaşık olarak 20 ile 200 nm arasında olabilir.

Bakteriyofajlar her yerde bulunur ve bakterilerin bulunduğu hemen hemen her ortamda büyüyebilirler. Örneğin, denizde yaşayan bakterilerin dörtte üçünden biraz daha azının fajlarla enfekte olduğu tahmin ediliyor.

Viral enfeksiyon döngüsü

Viral enfeksiyon, faj adsorpsiyonu ile başlar. Faj adsorpsiyonu iki aşamada gerçekleşir. Tersine çevrilebilir olarak bilinen ilkinde, virüs ile potansiyel konakçı arasındaki etkileşim zayıftır.

Çevresel koşullardaki herhangi bir değişiklik, bu etkileşimin durmasına neden olabilir. Geri döndürülemez etkileşimde ise etkileşimin kesintiye uğramasını engelleyen spesifik reseptörler yer alır.

Virüsün DNA'sı, ancak geri döndürülemez etkileşim gerçekleştiğinde bakteriye nüfuz edebilir. Daha sonra ve fajın türüne bağlı olarak bunlar çeşitli üreme döngüleri gerçekleştirebilir.

Daha önce tarif edilmiş olan litik ve lizojenik döngülere ek olarak, iki başka üreme döngüsü vardır, sürekli gelişme döngüsü ve psödolizojenik döngü.

Lytic döngüsü

Bu aşamada virüsün bakteriler içinde çoğalması hızla gerçekleşir. Sonunda, bakteri hücre duvarının parçalanmasına uğrayacak ve yeni virüsler çevreye salınacaktır.

Bu yeni salınan fajların her biri yeni bir bakteriye saldırabilir. Bu sürecin art arda tekrarlanması, enfeksiyonun katlanarak büyümesine izin verir. Litik döngüye katılan bakteriyofajlara virülan fajlar denir.

Lizojenik döngü

Bu döngüde, litik döngüde olduğu gibi konakçı hücrenin parçalanması gerçekleşmez. Adsorpsiyon ve penetrasyon aşamalarından sonra, faj DNA'sının bakteri hücresinin DNA'sına entegrasyon aşaması bir kehanet haline gelmeye devam eder.

Faj replikasyonu, bakteri üremesi ile aynı anda gerçekleşecektir. Bakteri genomuna entegre edilen kehanet, yavru bakteriler tarafından miras alınacaktır. Virüs, birkaç bakteri nesli boyunca kendini göstermeden devam edebilir.

Bu süreç, bakteriyofajların sayısı bakteri sayısına kıyasla yüksek olduğunda yaygındır. Lizojenik döngüyü gerçekleştiren virüsler öldürücü değildir ve ılıman olarak adlandırılır.

Sonunda, kehanetler bakteri genomundan ayrılabilir ve litik fajlara dönüştürülebilir. İkincisi, bakteriyel lizise ve yeni bakterilerin enfeksiyonuna yol açan litojenik döngüye girer.

Litik ve Lizojenik Döngü. Alınan ve düzenleyen: Suly12, Wikimedia Commons'tan

Sürekli geliştirme döngüsü

Bazı bakteriyofajlar, bakterilerin içinde çok sayıda replikasyon gerçekleştirir. Bu durumda lizojenik döngü sırasında meydana gelenlerin aksine bakteriyel lizise neden olmaz.

Yeni çoğaltılmış virüsler, bakterilerden hücre zarının belirli yerlerinden kopmalarına neden olmadan salınır. Bu döngü, sürekli gelişim olarak adlandırılır.

Psödolizojenik döngü

Bazen besiyerindeki besin maddelerinin mevcudiyeti, bakterilerin normal şekilde büyümesi ve çoğalması için yetersizdir. Bu durumlarda, mevcut hücresel enerjinin fajların lizogenez veya liziz üretmesi için yeterli olmadığına inanılmaktadır.

Bu nedenle virüsler daha sonra sözde polisojenik bir döngüye girer. Bununla birlikte, bu döngü hala çok az bilinmektedir.

Lizojenik dönüşüm

Sonunda, profilaktik ve bakteri arasındaki etkileşimin bir ürünü olarak, ilki, bakterinin fenotipinde değişikliklerin ortaya çıkmasına neden olabilir.

Bu, esas olarak konakçı bakteri, virüsün normal döngüsünün bir parçası olmadığında meydana gelir. Bu fenomen lizojenik dönüşüm olarak adlandırılır.

Bakteride profilaktik DNA tarafından indüklenen değişiklikler, konağın biyolojik başarısını arttırır. Bakterinin biyolojik kapasitesini ve hayatta kalma başarısını artırarak virüs de fayda sağlar.

Her iki katılımcı için bu tür yararlı ilişki, bir tür simbiyoz olarak sınıflandırılabilir. Ancak, virüslerin canlı olarak görülmediği unutulmamalıdır.

Lizojenik olarak dönüştürülmüş bakterilerden elde edilen ana fayda, diğer bakteriyofajların saldırısına karşı korumasıdır. Lizojenik dönüşüm, bakterilerin konakçılarındaki patojenitesini de artırabilir.

Patojenik olmayan bir bakteri bile lizojenik dönüşüm ile patojenik hale gelebilir. Genomdaki bu değişiklik kalıcı ve kalıtsaldır.

Phagotherapy

Faj tedavisi, patojenik bakterilerin yayılmasını önlemek için bir kontrol mekanizması olarak fajların uygulanmasından oluşan bir terapidir. Bu bakteriyel kontrol metodolojisi ilk kez 1919'da kullanıldı.

Bu vesileyle, dizanteri hastasını tedavi etmek için kullanıldı ve tamamen olumlu bir sonuç elde edildi. Faj tedavisi, geçen yüzyılın başında başarıyla kullanıldı.

Penisilinin ve diğer antibiyotik maddelerin keşfiyle, faj tedavisi Batı Avrupa'da ve Amerika kıtasında pratik olarak terk edildi.

Ayrım gözetmeyen antibiyotik kullanımı, antibiyotiklere çok dirençli bakteri suşlarının ortaya çıkmasına izin verdi. Bu bakteriler daha sık ve daha dirençli hale geliyor.

Bu nedenle, batı dünyasında kontaminasyonun ve bakteriyel enfeksiyonların kontrolü için faj tedavisinin geliştirilmesine yeni bir ilgi var.

Faj tedavisinin avantajları

1) Fajların büyümesi katlanarak gerçekleşir, zamanla eylemlerini arttırır, antibiyotikler tam tersine, molekülün metabolik yıkımı nedeniyle zamanla etkilerini kaybeder.

2) Fajlar, mutasyon geçirme yeteneğine sahiptir, bu onların, bakterilerin saldırılarına karşı geliştirebilecekleri dirençle mücadele etmelerini sağlar. Öte yandan, antibiyotikler her zaman aynı aktif prensibe sahiptir, bu nedenle bakteriler bu tür aktif prensiplere direnç geliştirdiğinde, antibiyotikler işe yaramaz.

3) Faj tedavisinin hastalara zararlı olabilecek yan etkileri yoktur.

4) Yeni bir faj suşunun geliştirilmesi, yeni bir antibiyotiğin keşfi ve geliştirilmesinden çok daha hızlı ve daha ucuz bir prosedürdür.

5) Antibiyotikler sadece patojen bakterileri değil, aynı zamanda potansiyel olarak faydalı olanları da etkiler. Öte yandan fajlar türe özgü olabilir, bu nedenle enfeksiyondan sorumlu bakterilere karşı tedavi, diğer mikroorganizmaları etkilemeden sınırlandırılabilir.

6) Antibiyotikler tüm bakterileri öldürmez, bu nedenle hayatta kalan bakteriler, antibiyotiğe direnç kazandıran genetik bilgiyi yavrularına aktararak dirençli suşlar oluşturabilir. Lizogenetik bakteriyofajlar, enfekte ettikleri bakterileri öldürerek dirençli bakteri suşlarının gelişme olasılığını azaltır.

Referanslar

1. L. -C Fortier, O. Sekulovic (2013). Bakteriyel patojenlerin evrimi ve virülansında kehanetlerin önemi. Virülenslik.
2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, ST Abedon (2010). Klinik pratikte faj tedavisi: İnsan enfeksiyonlarının tedavisi. Güncel Farmasötik Biyoteknoloji.
3. Lizojenik döngü. Wikipedia'da. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı.
4. R. Miller, M. Day (2008). Lizojeninin, psödolizojeninin ve açlığın faj ekolojisine katkısı. In: Stephen T Abedon (eds) Bakteriyofaj ekolojisi: popülasyon büyümesi, evrimi ve bakteriyel virüslerin etkisi. University Press, Cambridge.
5. C. Prada-Peñaranda, AV Holguín-Moreno, AF González-Barrios, MJ Vives-Flórez (2015). Bakteriyel enfeksiyonların kontrolü için alternatif olarak faj tedavisi. Kolombiya'daki Beklentiler. Universitas Scientiarum.
6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Faj tedavisi: Gerçekler ve kurgu. International Journal of Medical Microbiology.