Hvad sker der, når en bakteriofag inficerer en bakteriecelle?

Bakteriofager, også kendt som fager, er vira, der inficerer bakterier. Når en bakteriofag inficerer en bakteriecelle, sker der adskillige forskellige hændelser, hvilket fører til replikation af fagen og den endelige lysis af værtscellen. Her er en oversigt over, hvad der sker under bakteriofaginfektion:

1. Vedhæftet fil :Det første trin i infektionsprocessen er fastgørelsen af ​​bakteriofagen til overfladen af ​​bakteriecellen. Bakteriofagen har specifikke bindingsproteiner eller strukturer, der binder til receptorer eller ligander på bakteriens cellevæg eller membran. Denne binding er meget specifik, og hver bakteriofag inficerer typisk kun bestemte bakteriestammer eller arter.

2. Indgang :Når først bakteriofagen er knyttet til bakteriecellen, skal den ind i cellen for at igangsætte infektion. Dette kan ske gennem forskellige mekanismer:

- Injektion :Nogle bakteriofager har en nålelignende struktur kaldet halerøret, som trænger ind i bakteriens cellevæg eller membran. Fagens DNA eller genetiske materiale sprøjtes derefter gennem halerøret ind i værtscellens cytoplasma.

- indkapslede fager :Visse bakteriofager, såsom de lipidholdige kappede fager, fusionerer deres ydre kappe med bakteriecellemembranen og frigiver fagens DNA til værtscellens cytoplasma.

3. Replikering :Efter indtrængen i værtscellen frigives bakteriofagens genetiske materiale, sædvanligvis dobbeltstrenget DNA eller enkeltstrenget RNA, fra fagproteinkappen. Dette genetiske materiale tjener som skabelon for replikation ved hjælp af værtscellens maskineri. Fag-DNA'et eller RNA'et transskriberes og translateres, hvilket resulterer i produktionen af ​​nye fagkomponenter og enzymer.

4. Samling :Nye fagpartikler samles fra det replikerede DNA eller RNA og proteinkappekomponenter syntetiseret i værtscellen. De strukturelle komponenter samler sig selv og omslutter det nyligt replikerede genetiske materiale for at danne nye fagpartikler.

5. Lyse :Det sidste trin af infektionscyklussen er cellelyse, som er åbningen af ​​værtscellen for at frigive de nyligt samlede fagpartikler. Dette kan ske gennem to primære mekanismer:

- Lytisk cyklus :I den lytiske cyklus resulterer bakteriofaginfektionen i værtscellens ødelæggelse. Fagen koder for enzymer kaldet lysiner eller endolysiner, der nedbryder bakteriens cellevæg eller membran. Dette fører til cellelyse, frigiver afkomsfagpartiklerne til miljøet for at inficere nye værtsceller.

- Lysogen cyklus :I nogle tilfælde forårsager bakteriofagen ikke umiddelbart cellelyse. I stedet integrerer den sit genetiske materiale i værtscellens genom og bliver en profet. Profagen kan forblive i dvale i værtscellen, replikere og transmittere sammen med værtscellens DNA. Under specifikke forhold kan profagen induceres til at gå ind i den lytiske cyklus og producere nye fagpartikler, hvilket fører til cellelyse.

Efter frigivelsen af ​​nye fagpartikler fra den lyserede værtscelle kan disse afkomsfager fortsætte med at inficere andre bakterieceller, gentage infektionscyklussen og potentielt forårsage udbredt infektion i en bakteriepopulation.