🦠 Κύκλος ζωής των βακτηριοφάγων
🧩 Δομή του βακτηριοφάγου
Όπως όλοι οι ιοί, οι φάγοι έχουν ένα εξωτερικό πρωτεϊνικό κάλυμμα, την κεφαλή, το οποίο περιβάλλει το γενετικό υλικό τους που είναι δίκλωνο DNA (σε ορισμένες περιπτώσεις μονόκλωνο DNA ή RNA).
Οι φάγοι έχουν επίσης μια ουρά, με την οποία προσκολλώνται στο κύτταρο-ξενιστή. Η ουρά έχει την ικανότητα να αναγνωρίζει το κατάλληλο βακτήριο από τους υποδοχείς που έχει στην επιφάνεια της μεμβράνης του.
💥 Ο λυτικός κύκλος
Αρχικά, μια πρωτεΐνη της ουράς αντιδρά με τον υποδοχέα. Μέρος της ουράς διαπερνά το κυτταρικό τοίχωμα του βακτηρίου και το DNA του φάγου εισχωρεί μέσα στο βακτήριο.
Το DNA αρχίζει να χρησιμοποιεί τα υλικά του βακτηρίου, όπως τα ένζυμα, το ATP και διάφορα κυτταρικά συστατικά, για την αναπαραγωγή του. Αρχικά, συντίθενται αντίγραφα του DNA του φάγου και πρωτεΐνες του περιβλήματός του, τα οποία στη συνέχεια συνενώνονται και σχηματίζουν πολλούς ιούς.
Όταν τα χημικά μόρια του κυττάρου που χρησιμοποιεί ο ιός για την αναπαραγωγή του τελειώσουν, τότε ένα από τα γονίδια του φάγου παράγει το ένζυμο λυσοζύμη, η οποία διασπά το κυτταρικό τοίχωμα αφήνοντας ελεύθερους διακόσιους περίπου νέους φάγους.
Το άνοιγμα των βακτηρίων από τους φάγους ονομάζεται λύση, και ο κύκλος ζωής του φάγου λυτικός κύκλος. Στη συνέχεια, οι νέοι φάγοι συνεχίζουν τον αναπαραγωγικό τους κύκλο προσβάλλοντας και άλλα βακτήρια.
- Πρωτεΐνη της ουράς αντιδρά με τον υποδοχέα του βακτηρίου.
- Μέρος της ουράς διαπερνά το κυτταρικό τοίχωμα και το DNA του φάγου εισχωρεί στο βακτήριο.
- Το DNA του φάγου χρησιμοποιεί ένζυμα, ATP και κυτταρικά συστατικά του βακτηρίου· συντίθενται αντίγραφα DNA και πρωτεΐνες περιβλήματος.
- Τα συστατικά συνενώνονται και σχηματίζονται πολλοί νέοι ιοί.
- Ένα γονίδιο του φάγου παράγει λυσοζύμη, που διασπά το τοίχωμα· απελευθερώνονται ~200 νέοι φάγοι (λύση).
🤝 Ο λυσιγονικός κύκλος
Μερικές φορές ο φάγος μολύνει τον ξενιστή χωρίς να τον καταστρέφει. Το DNA του φάγου ενσωματώνεται στο βακτηριακό DNA και όταν το βακτήριο αναπαράγεται, αντιγράφεται μαζί του. Αυτός ο κύκλος ζωής του φάγου ονομάζεται λυσιγονικός κύκλος.
Κάτω από ορισμένες συνθήκες, για παράδειγμα με την επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας, ο λυσιγονικός κύκλος μπορεί να μετατραπεί σε λυτικό.
📊 Σύγκριση των δύο κύκλων
| Χαρακτηριστικό | 💥 Λυτικός κύκλος | 🤝 Λυσιγονικός κύκλος |
|---|---|---|
| Τύχη του βακτηρίου | Καταστρέφεται (λύση) | Δεν καταστρέφεται |
| DNA του φάγου | Αναπαράγεται αμέσως | Ενσωματώνεται στο βακτηριακό DNA |
| Παραγωγή νέων ιών | Άμεση (~200 φάγοι) | Δεν παράγονται αρχικά |
| Σχέση με τη βακτηριακή διαίρεση | Καμία | Αντιγράφεται μαζί με το βακτήριο |
| Λυσοζύμη | Παράγεται, διασπά το τοίχωμα | Δεν παράγεται |