Apa itu siklus lisogenik?

siklus lisogenik , juga disebut lysogeny, adalah tahap dalam proses reproduksi beberapa virus, terutama mereka yang menginfeksi bakteri. Dalam siklus ini, virus memasukkan asam nukleatnya ke dalam genom bakteri inang.

Siklus ini membentuk, bersama dengan siklus litik, dua mekanisme replikasi utama virus. Ketika bakteriofag, selama siklus lisogenik, memasukkan DNA -nya ke dalam genom bakteri, ia menjadi profag.

Zlir’a. Versi Spanyol oleh Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], melalui Wikimedia Commons

Bakteri yang terinfeksi profag ini terus hidup dan berkembang biak. Ketika reproduksi bakteri terjadi, replika dari profag juga diperoleh. Hal ini menyebabkan setiap sel bakteri anak juga terinfeksi oleh profag.

Reproduksi bakteri yang terinfeksi, dan karena itu profag inangnya, dapat berlanjut selama beberapa generasi tanpa manifestasi virus yang terjadi.

Kadang-kadang, secara spontan, atau dalam kondisi stres lingkungan, DNA virus terpisah dari DNA bakteri. Ketika pemisahan genom bakteri terjadi, virus memulai siklus litik.

Tahap reproduksi virus ini akan menyebabkan pecahnya sel bakteri (lisis) yang memungkinkan pelepasan salinan baru virus. Sel eukariotik juga rentan terhadap serangan virus lisogenik. Namun, belum diketahui bagaimana penyisipan DNA virus ke dalam genom sel eukariotik terjadi .

Virus bakteriofag menyuntikkan genomnya ke dalam bakteri. Diambil dan diedit dari: Thomas Splettstoesser. (Diterjemahkan ke dalam bahasa Spanyol oleh Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], melalui Wikimedia Commons.

Indeks artikel

Bakteriofag

Virus yang hanya menginfeksi bakteri disebut bakteriofag. Mereka juga dikenal sebagai fag. Ukuran virus jenis ini cukup bervariasi, dengan kisaran ukuran yang dapat berkisar antara 20 dan 200 nm.

Bakteriofag ada di mana-mana, dan dapat tumbuh di hampir semua lingkungan tempat bakteri ditemukan. Diperkirakan, misalnya, kurang dari tiga perempat bakteri yang menghuni laut terinfeksi oleh fag.

Siklus infeksi virus

Infeksi virus dimulai dengan adsorpsi fag. Adsorpsi fag terjadi dalam dua tahap. Yang pertama, yang dikenal sebagai reversibel, interaksi antara virus dan inang potensialnya lemah.

Setiap perubahan kondisi lingkungan dapat menyebabkan terhentinya interaksi ini. Dalam interaksi ireversibel, di sisi lain, reseptor spesifik terlibat yang mencegah interupsi interaksi.

DNA virus dapat memasuki bagian dalam bakteri hanya ketika interaksi ireversibel terjadi. Selanjutnya, dan tergantung pada jenis fag, ini dapat melakukan berbagai siklus reproduksi.

Selain siklus litik dan lisogenik, yang telah dijelaskan, ada dua siklus reproduksi lainnya, siklus perkembangan berkelanjutan dan siklus pseudolisogenik.

Siklus litik

Selama tahap ini, replikasi virus di dalam bakteri terjadi dengan cepat. Pada akhirnya, bakteri akan mengalami lisis dinding selnya dan virus baru akan dilepaskan ke lingkungan.

Masing-masing fag yang baru dilepaskan ini dapat menyerang bakteri baru. Pengulangan berturut-turut dari proses ini memungkinkan infeksi tumbuh secara eksponensial. Bakteriofag yang berpartisipasi dalam siklus litik disebut fag virulen.

Siklus lisogenik

Lisis sel inang tidak terjadi dalam siklus ini, seperti halnya dalam siklus litik. Setelah tahap adsorpsi dan penetrasi, tahap integrasi DNA fag dengan sel bakteri berlanjut, menjadi profag.

Replikasi fag akan terjadi bersamaan dengan reproduksi bakteri. Profage yang terintegrasi ke dalam genom bakteri akan diwarisi oleh bakteri anak. Virus dapat berlanjut tanpa memanifestasikan dirinya selama beberapa generasi bakteri.

Proses ini sering terjadi ketika jumlah bakteriofag lebih tinggi dibandingkan dengan jumlah bakteri. Virus yang melakukan siklus lisogenik tidak virulen dan disebut sedang.

Akhirnya, profag dapat dipisahkan dari genom bakteri dan diubah menjadi fag litik. Yang terakhir memasuki siklus litogenik yang mengarah pada lisis bakteri dan infeksi bakteri baru.

Siklus Litik dan Lisogenik. Diambil dan diedit dari: Suly12 [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ ) atau CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], dari Wikimedia Commons

Siklus pengembangan berkelanjutan

Beberapa bakteriofag melakukan banyak replikasi di dalam bakteri. Dalam hal ini, bertentangan dengan apa yang terjadi selama siklus lisogenik, itu tidak menyebabkan lisis bakteri.

Virus yang baru direplikasi dilepaskan dari bakteri oleh tempat-tempat tertentu pada membran sel, tanpa menyebabkan pecahnya mereka. Siklus ini disebut pengembangan berkelanjutan.

Siklus pseudolisogenik

Kadang-kadang ketersediaan nutrisi dalam media buruk bagi bakteri untuk tumbuh dan berkembang biak secara normal. Dalam kasus ini, diyakini bahwa energi seluler yang tersedia tidak cukup bagi fag untuk menghasilkan lisogenesis atau lisis.

Karena itu, virus kemudian memasuki siklus pseudolisogenik. Siklus ini, bagaimanapun, masih sedikit diketahui.

Konversi lisogenik

Akhirnya, sebagai hasil interaksi antara profag dan bakteri, yang pertama dapat menyebabkan munculnya perubahan fenotipe bakteri.

Ini terjadi terutama ketika bakteri inang bukan bagian dari siklus normal virus. Fenomena ini disebut konversi lisogenik.

Perubahan yang diinduksi dalam bakteri oleh DNA profag meningkatkan keberhasilan biologis inang. Dengan meningkatkan kapasitas biologis dan keberhasilan kelangsungan hidup bakteri, virus juga diuntungkan.

Jenis hubungan yang menguntungkan bagi kedua peserta ini dapat diklasifikasikan sebagai jenis simbiosis. Namun, harus diingat bahwa virus tidak dianggap sebagai makhluk hidup.

Manfaat utama yang diperoleh bakteri yang ditransformasi secara lisogenik adalah perlindungannya terhadap serangan bakteriofag lain. Konversi lisogenik juga dapat meningkatkan patogenisitas bakteri di inangnya.

Bahkan bakteri non-patogen dapat menjadi patogen dengan konversi lisogenik. Perubahan genom ini bersifat permanen dan dapat diwariskan.

Fagoterapi

Terapi fag adalah terapi yang terdiri dari penerapan fag sebagai mekanisme kontrol untuk mencegah penyebaran bakteri patogen. Metodologi pengendalian bakteri ini digunakan untuk pertama kalinya pada tahun 1919.

Pada kesempatan itu digunakan untuk mengobati pasien yang menderita disentri, mendapatkan hasil yang benar-benar menguntungkan. Terapi fag berhasil digunakan selama awal abad terakhir.

Dengan ditemukannya penisilin, serta zat antibiotik lainnya, terapi fag praktis ditinggalkan di Eropa Barat dan di benua Amerika.

Penggunaan antibiotik sembarangan memungkinkan munculnya strain bakteri multi-resisten terhadap antibiotik. Bakteri ini menjadi lebih sering dan lebih resisten.

Karena itu, ada minat baru di dunia barat dalam pengembangan terapi fag untuk pengendalian kontaminasi dan infeksi bakteri.

Keuntungan dari terapi fag

1) Pertumbuhan fag terjadi secara eksponensial, meningkatkan aksinya dari waktu ke waktu, antibiotik, sebaliknya, kehilangan efeknya seiring waktu karena penghancuran metabolisme molekul.

2) Fag memiliki kemampuan untuk mengalami mutasi, ini memungkinkan mereka untuk memerangi resistensi yang dapat dikembangkan bakteri untuk menyerang mereka. Di sisi lain, antibiotik selalu memiliki prinsip aktif yang sama, jadi ketika bakteri mengembangkan resistensi terhadap prinsip aktif tersebut, antibiotik tidak berguna

3) Terapi fag tidak memiliki efek samping yang dapat membahayakan pasien.

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

5) Antibiotik tidak hanya mempengaruhi bakteri patogen, tetapi juga yang berpotensi menguntungkan lainnya. Fag, di sisi lain, bisa menjadi spesies – spesifik, sehingga pengobatan terhadap bakteri yang bertanggung jawab atas infeksi dapat dibatasi, tanpa mempengaruhi mikroorganisme lain.

6) Antibiotik tidak membunuh semua bakteri, oleh karena itu, bakteri yang masih hidup dapat mengirimkan informasi genetik yang memberikan resistensi terhadap antibiotik kepada keturunannya, sehingga menciptakan strain yang resisten. Bakteriofag lisogenetik membunuh bakteri yang mereka infeksi, mengurangi kemungkinan berkembangnya strain bakteri yang resisten.

Referensi

  1. L.-C. Fortier, O. Sekulovic (2013). Pentingnya profag untuk evolusi dan virulensi bakteri patogen. Keracunan.
  2. E. Kutter, D. De Vos, G. Gvasalia, Z. Alavidze, L. Gogokhia, S. Kuhl, ST Abedon (2010). Terapi fag dalam praktik klinis: Pengobatan infeksi manusia. Bioteknologi Farmasi Saat Ini.
  3. Siklus lisogenik. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
  4. R. Miller, M. Hari (2008). Kontribusi lisogeni, pseudolisogeni, dan kelaparan terhadap ekologi fag. Dalam: Stephen T Abedon (eds) Ekologi bakteriofag: pertumbuhan populasi, evolusi, dan dampak virus bakteri. Pers Universitas, Cambridge.
  5. C. Prada-Peñaranda, AV Holguín-Moreno, AF González-Barrios, MJ Vives-Flórez (2015). Terapi fag, alternatif untuk pengendalian infeksi bakteri. Prospek di Kolombia. Universitas Scientiarum.
  6. M. Skurnik, E. Strauch (2006). Terapi fag: Fakta dan fiksi. Jurnal Internasional Mikrobiologi Medis.