נביאים

כפי ש נבואה ה- DNA הפאגי של חיידקים ממוזגים נקרא כאשר הוא נמצא בתא המארח של החיידק. בקטריופגים התגלו על ידי פליקס הוברט ד'רל בשנת 1917. הם וירוסים שהסתגלו לחיידקים ספציפיים. במהלך המחקר הנוסף, הובחנה הבחנה בין פאגים לייטיים בעלי נגיפות גבוהה לבין שלב ממוזג עם נביאה שקטה ומחזור ליזוגני.

מהם נביאים?

נבואת החיידקים הממוזגים יכול להיות נוכח כפלסמיד בתא המארח או משולב ב- DNA החיידקי. לשם כך, על הפאג הממוזג לאמץ את המחזור הליזוגני כאשר מוזרק DNA של הפאג. מבדילים בין המחזור הליטי למחזור הליזוגני. בעוד שהמחזור הליטי גורם לשכפול מהיר ולליזוז בעקבותיו של התא המארח לאחר הזרקת החומר הגנטי, בגנים המדחס ליזוגני מוזרקים גנים מדכא מהפאג לתא המארח על מנת לדכא את המחזור הליטי, כלומר לפירוק המהיר של התא.

השלב הממוזג יכול לעבור בין מחזור ליתי ליזוגני בהתאם לתנאים הסביבתיים השוררים. המחזור הליטי מתייחס לאופן הקונבנציונאלי בו גנים הפאגים פועלים בתא המארח. לאחר הזרקת ה- DNA הנגיפי, שכפול מהיר מתרחש בתא המארח. לאחר שהקפסיד וחלבוני סיבי הזנב השתכפלו בנוסף ל- DNA הנגיפי וחלקיקים ויראליים חדשים הורכבו מהחלקים האישיים, קיר התא של התא המארח מתפרק על ידי ליזוזימים. כשמתמוסס דופן התא, משוחררים הפאגים החדשים וניתן להזרים את ה- DNA שלהם לתאים חיידקיים אחרים. תהליך זה מסתיים בעוד כשעה.

בגלל המספר הגבוה של החלקיקים הנגיפים החדשים, מכונה גישה זו כ"צורה ארסית ". מכיוון שקיר התא של המארח נהרס באמצעות ליזוזימים, משתמשים במונח "מחזור ליטי". במקרה של פאז 'ממוזג, ההכרחיות המהירה והתמוגה העוקבת של התא המארח לא בהכרח צריכות להיכנס לתוקף. בהתאם לגורמים הסביבתיים הקיימים, השלב הממוזג יכול לעבור בין מחזור ליתי ליזוגני. ניתן לדכא את המחזור הליטי על ידי הזרקת גנים מדכאים והמחזור הליזוגני יכול להתחיל ללא הגבלת זמן.

במחזור הליזוגני מוחדר החומר הגנטי של הפאג לחומר הגנטי של הנבט ויכול לשרוד כאן לפרק זמן בלתי מוגדר. החומר הגנטי המוזרק נקרא "עדיין" ומוגדר כ"נבואה ". הנבואה יכולה לשכב כפלסמיד בציטופלזמה של התא המארח או להשתלב בחומר הגנטי של החיידק.

שילוב החומר הגנטי הנגיפי דורש התמחות גבוהה. ניתן לקשור את הגנום של הפאגים הממוזגים רק לתנוחות מסוימות ב- DNA החיידקי. לעומת זאת, תמיד ניתן לזהות את החומר הגנטי של זני פאגים ממוזגים באופן פרטני באותם מיקומים בגנום החיידקי.

ההסתגלות המוצלחת גורמת לנביאים ליהנות מחלוקת תאי חיידקים. כאשר התא המארח מחלק מיטוזה, החומר הגנטי הנגיפי מועבר. העברה נוספת לחיידקים אחרים יכולה להתרחש באמצעות צמידות. לכן נביאים יכולים להתפשט בדרכי הולכה שונות על זני חיידקים שלמים. בשל השפעות סביבתיות כמו אור UV או כימיקלים מסוימים, יכול הנבואה לחזור למחזור הליטי ולחתור לשכפול אגרסיבי.

הנביא גם עושה שימוש בתהליכי התמלול של התא המארח: הגנים המדחיקים המוזרקים של הפאג מוכרים כנזק ל- DNA על ידי אנזימים מסוימים של החיידק ומפורקים. השפלה של גני המדכא הרסנית את עצמה בתוך התא המארח. אי אפשר עוד לדכא את המחזור הליטי והנבואה עובר ממצב הליזוגני לשכפול אגרסיבי, שמסתיים בפירוק לאחר מכן של דופן התא של החיידק.

אירוע, הפצה ונכסים

הפאגים הם וירוסים המתמחים ביותר שהסתגלו לזנים בודדים של חיידקים. כך שלא כל חיידק יכול לקבל גישה לכל חיידק. הכפל ללא התא המארח הספציפי אינו אפשרי עבור החיידק. ההתמחות החזקה פירושה שניתן למצוא בקטריופאגים בשטח בו נמצאים תאי המארח שלהם.

הדבר נכון במידה רבה עוד יותר לגבי נביאים. מכיוון שנבואות אינם נגיפים קונבנציונליים ורק מציגים עצמם כחומר גנטי ויראלי בתוך האורגניזם המארח, לא ניתן למצוא אותם מחוץ לתאים שהוקצו להם בגלל ההגדרה בלבד.

בנוסף, יש להזכיר שלבקטריופאגים בלבד במי ים יש מספר של (10 לכוח של 30) וכך קיימים יותר שלבים מאשר יצורים חיים על פני כדור הארץ כולו. לעומת זאת, יש מספר קטן מאוד של תשע עשרה בקטריופאגים שנחקרו רשמית, דבר שמקשה על הצהרה מדויקת על התרחשותם.

משמעות ופונקציה

טיפול בפאגים פותח בשנות העשרים של המאה העשרים ומשמש עדיין בהצלחה במזרח אירופה למאבק במחלות זיהומיות שונות. היתרונות של טיפול בפאגים ברורים: בקטריופאגים פוגעים רק בזני חיידקים בודדים, ואילו לאנטיביוטיקה השפעה מזיקה בדרך כלל על החיידקים בגוף.

גילוי הפניצילין בשנות הארבעים הוביל לשימוש מאסיבי באנטיביוטיקה במערב וכתוצאה מכך לסיום מחקר הפאגים. ההבניה לאחר מכן של מספר רב של התנגדות אנטיביוטית עוררה עניין מוגבר בבקטריופאגים בשנות התשעים.

טיפול בפאגים מתמקד בבקטריופאגים עם נגיפות אגרסיבית ובמחזור ליטי בלעדי, ואילו בקטריופוגים ונביאים ממוזגים מילאו עד כה רק תפקיד כפוף.

מחלות ומחלות

חלק מהפתוגנים יכולים רק לבנות את ארסיותם באמצעות סימביוזה עם נביאים. קלוסטרידיום בוטולינום יכול לייצר רק את הרעלן הבוטולינום האימתני בעזרת ה- DNA השלב המשולב. סטרפטוקוקוס פיוגנים יכולים רק לעורר חום ארגמן בשילוב עם DNA נבואה.

Vibrio cholerae מייצרת כולרה רק באמצעות נבאים מיוחדים. זה מראה גם על חשיבות הפאגים לרפואת האדם. זנים חיידקיים שלמים עלולים לאבד את הפוטנציאל הפתוגני שלהם אם ניתן לכבות את הנביאים האחראים באופן ספציפי.