Undersøg, hvordan bakteriofager replikerer ved at injicere nukleinsyre i en bakteriecelle for at skabe virioner Infektionscyklussen resulterer i værtscellens død og frigivelse af mange viruspartikler, kaldet virioner. Encyclopædia Britannica, Inc. Se alle videoer til denne artikel
hvordan døde paul i bibelen
Bakteriofag , også kaldet fag eller bakteriel virus enhver af en gruppe vira, der inficerer bakterier. Bakteriofager blev opdaget uafhængigt af Frederick W. Twort i Great Storbritannien (1915) og Félix d'Hérelle i Frankrig (1917). D'Hérelle opfandt udtrykket bakteriofag , hvilket betyder bakteriespiser, til at beskrive agentens bakteriedræbende evne. Bakteriofager inficerer også de encellede prokaryote organismer kendt som archaea.
Der findes tusinder af varianter af fager, som hver især kun inficerer en type eller et par typer bakterier eller arkæer. Fager klassificeres i et antal virusfamilier; nogle eksempler inkluderer Inoviridae, Microviridae, Rudiviridae og Tectiviridae. Som alle vira er fager enkle organismer, der består af en kerne af genetisk materiale (nukleinsyre) omgivet af et proteinkapsid. Nukleinsyren kan være enten DNA eller RNA og kan være dobbeltstrenget eller enkeltstrenget. Der er tre grundlæggende strukturelle former for fag: et icosahedralt (20-sidet) hoved med en hale, et icosahedralt hoved uden en hale og en filamentøs form.
Under infektion binder en fag sig til en bakterie og indsætter sit genetiske materiale i cellen. Derefter følger en fag normalt en af to livscyklusser, lytisk (virulent) eller lysogen (tempereret). Lytiske fager overtager cellens maskiner til at fremstille fagkomponenter. De ødelægger derefter eller lyserer cellen og frigiver nye fagpartikler. Lysogene fager inkorporerer deres nukleinsyre i kromosom af værtscellen og replikere med den som en enhed uden at ødelægge cellen. Under visse betingelser kan lysogene fager induceres til at følge en lytisk cyklus.
bakteriofag T4-bakteriofags generelle struktur og en model for dets tilknytningsmetode til og injektion af dets DNA i en bakteriecelle. Encyclopædia Britannica, Inc.
Andre livscyklusser, herunder pseudolysogeni og kronisk infektion, findes også. I pseudolysogeni trænger en bakteriofag ind i en celle, men hverken samarbejder med cellereplikationsmaskineri eller integrerer stabilt ind i værtsgenomet. Pseudolysogeni opstår, når en værtscelle støder på ugunstige vækstbetingelser og synes at spille en vigtig rolle i fagoverlevelse ved at muliggøre konservering af faggenomet, indtil værtsvækstbetingelser igen er blevet fordelagtige. Ved kronisk infektion produceres nye fagpartikler kontinuerligt over lange perioder, men uden tilsyneladende celledræbning.
Fager har spillet en vigtig rolle i laboratorieforskning. De første undersøgte fager var dem, der blev udpeget type 1 (T1) til type 7 (T7). De T-lige fager, T2, T4 og T6, blev brugt som modelsystemer til undersøgelse af virusmultiplikation. I 1952 Alfred Day Hershey og Martha Chase brugte T2-bakteriofagen i et berømt eksperiment, hvor de demonstrerede, at kun nukleinsyrerne i fagmolekyler var nødvendige for deres replikering inden i bakterier. Resultaterne af eksperimentet understøttede teorien om, at DNA er det genetiske materiale. For sit arbejde med bakteriofager blev Hershey tildelt Nobelprisen for fysiologi eller medicin i 1969. Han delte prisen med biologerne Salvador Luria og Max Delbrück, hvis eksperimenter med T1-fagen i 1943 (udsvingstesten) viste, at fagresistens i bakterier var produktet af spontan mutation og ikke et direkte svar på miljøfaktorer. Visse fager, såsom lambda, Mu og M13, anvendes i rekombinant DNA-teknologi . Fagen ϕX174 var den første organisme, der fik bestemt hele dets nukleotidsekvens, en bedrift, der blev udført af Frederick Sanger og kolleger i 1977.
I 1980'erne udviklede den amerikanske biokemiker George P. Smith en teknologi kendt som fagdisplay, som tillod generering af konstruerede proteiner. Sådanne proteiner blev produceret ved at smelte fremmede eller konstruerede DNA-fragmenter i faggen III. Gen III koder for et protein udtrykt på fagvirionoverfladen. Således blev gen III-fusionsproteiner optaget af fager vist på overfladerne af virionpartikler. Forskere kunne derefter bruge antistoffer udviklet til at genkende det fremmede proteinfragment til oprensning af fusionsfager kulturer og derved effektivt forstærker den fremmede gensekvens til yderligere undersøgelse. Den britiske biokemiker Gregory P. Winter efterfølgende raffineret fagdisplayteknologi til udvikling af humane antistofproteiner. Sådanne proteiner kunne anvendes til behandling af sygdomme hos mennesker med mindre risiko for at inducere potentielt farlige immunreaktioner sammenlignet med tidligere terapeutiske antistoffer afledt af dyr. Adalimumab (Humira), anvendt til behandling af reumatoid arthritis, var det første fuldt humane antistof fremstillet via fagdisplay, der blev godkendt af US Food and Drug Administration (godkendt i 2002). For deres opdagelser i forbindelse med fagvisning blev Smith og Winter tildelt en andel af 2018 Nobelprisen i kemi.
Snart efter at have fundet deres opdagelse, begyndte Twort og d'Hérelle at bruge fager til behandling af humane bakterielle sygdomme som luftpest og kolera . Fagterapi var ikke vellykket, og efter opdagelsen af antibiotika i 1940'erne blev den næsten forladt. Med fremkomsten af antibiotikaresistent bakterier, men det terapeutiske potentiale for fager har fået fornyet opmærksomhed.
Copyright © Alle Rettigheder Forbeholdes | asayamind.com