تفاوت میان نسخه‌های «فاژ»

۳۲ بایت اضافه‌شده ،  ۷ سال پیش
جز
ویرایش با ابرابزار
(اصلاح متن و بارگذاری عکسهای جدید)
جز (ویرایش با ابرابزار)
[[Image:PhageExterior.svg|left|thumb|200px|ساختار یک باکتریوفاژ (میوویروس)]]
'''باکتریوفاژها''' (باکتری‌خوارها) یا به اختصار فاژها، [[ویروس|ویروس هاییویروس‌هایی]] هستند که به [[باکتری|باکتری هاباکتری‌ها]] حمله می‌کنند و آن‌ها را از بین می‌برند. این ویروس‌ها برای باکتری‌ها اختصاصی هستند و نمی‌توانند به [[یوکاریوت|یوکاریوت هایوکاریوت‌ها]] حمله کنند.<ref>Mc Grath S and van Sinderen D (editors). (2007). Bacteriophage: Genetics and Molecular Biology (1st ed.). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-14-1. [1].</ref>
 
== تاریخچه ==
[[File:Twort.jpg|left|thumb|120px|فردریک تاوورت، دانشمند انگلیسی که فاژها را همزمان با فلیکس دهرله کشف کرد]]
در سال‌های ۱۹۱۵و ۱۹۱۷ دو دانشمند به نام‌های فردریک تاوورت {{به انگلیسی|Frederick Twort}} و فلیکس دهرله {{به انگلیسی|Félix d'Hérelle}} در ضمن آزمایش‌های خود به طور اتفاقی به وجود این فاژها پی بردند. این دو دانشمند با رشد باکتری‌های مختلف در محیط‌های کشت مایع متوجه از بین رفتن خود به خود این باکتری‌ها شدند. این دانشمندان پس از مطالعات خود و با صاف نمودن این محیط‌های حاوی فاژ توسط فیلترهای باکتری شناسی، وجود باکتریوفاژها را اثبات کردند.
 
== تعریف ==
[[File:Bacillus anthracis Lyse.jpg|left|thumb|120px| تشکیل پلاک فاژی بر روی کلنی‌های باسیلوس آنتراسیس. به محل از بین رفتن باکتری‌ها توجه کنید.]]
 
== فاژهای دارای RNA ==
 
* فاژهای دارای RNA تک رشته‌ای:
 
این گروه از فاژها، ویروس‌های کوچک بیست وجهی هستند که دارای بیشترین میزان جهش ژنتیکی (موتاسیون) هستند و به عنوان کوچکترین ژنوم‌های RNA شناخته شده‌اند. این فاژها، ویروس‌های رشته مثبت {{به انگلیسی|plus strand}} هستند یعنی ژنوم آنها به عنوان mRNA عمل می‌کند و فقط شامل تعداد کمی ژن است. آن‌ها باکتری‌های گرم منفی مانند E.coli و سودوموناس را از طریق پیلی جنسی آلوده می‌کند.
 
* فاژهای دارای RNA دو رشته‌ای:
 
باکتریوفاژ ϕ۶، اولین عضو این خانواده بود که جداسازی شد. این فاژ دارای ژنوم dsRNA قطعه قععه شده می‌باشد که شامل سه قطعه با نام‌های (L:large) حدود ۶۴۰۰ نوکلئوتید، (M:medium) حدود ۴۰۰۰ نوکلئوتید و (S:small) حدود ۳۰۰۰ نوکلئوتید می‌باشد. نسخه برداری (رونویسی)از ژنوم دو رشته‌ای برای سنتز رشته‌های جدید توسط آنزیم RNApol وابسته به RNAی فاژ انجام می‌شود و رشته مکمل (اضافی یا Plus) به عنوان الگوی همانند سازی برای ساختن mRNA قرار می‌گیرد. ترجمه قطعه L، تولید پروتئین‌های فاژ را سرعت می‌بخشد که در تشکیل کمپلکس پلیمراز نقش دارد. قطعه M، تولید پروتئین‌های ساختاری برای غشاء و خارها را بر عهده دارد. قطعه S تولید پروتئین‌های ساختاری برای کپسید، سر هم شدن غشاء و لیز شدن میزبان و یک پروتئین غیر ساختاری برای پوشش کپسید را بر عهده دارد.
 
== چرخه زندگی فاژ ==
[[Image:Phage.jpg|thumb|تصویر میکروسکوپ الکترونی از حمله فاژهای T4 به اشریشیا کلی]]
فاژها بر اساس چرخه زندگی به دو شکل لیتیک {{به انگلیسی|lytic cycle}}و لیزوژنی {{به انگلیسی|lysogenic cycle}}وجود دارند. در مثال‌های زیر، این چرخه‌ها توضیح داده شده‌اند <ref>Mason, Kenneth A. , Jonathan B. Losos, Susan R. Singer, Peter H Raven, and George B. Johnson. (2011). Biology, p. 533. McGraw-Hill, New York. ISBN 978-0-07-893649-4.</ref>:
 
* مسیر لیتیک فاژ T4:
[[File:Phage injection.png|thumb|left|فرآیند تزریق DNA توسط فاژ]]
فاژ T4 باعث آلودگی لیتیک E.coli می‌شود. ذرات فاژ به پروتئین گیرنده ایگیرنده‌ای به نام OMPc واقع در سطح باکتری متصل می‌شوند. سپس DNA فاژی از طریق ساختار دمی T4 به سلول تزریق می‌شود. در داخل سلول، رونویسی از داخل ژنهای فاژی آغاز شده و سنتز DNA ،DNA، RNA و پروتئین‌های سلول میزبان متوقف می‌شود DNAی باکتری، دپلیمریزه شده و این نوکلئوتیدها برای همانند سازی DNA فاژ مورد استفاده قرار می‌گیرند. پروتئین‌های کپسید فاژ سنتز می‌شوند و ذرات جدید فاژی به تعداد زیادی افزایش می یابندمی‌یابند. در نهایت، 200۲۰۰ تا 300۳۰۰ ذره فاژی جدید با تخریب میزبان آزاد می‌شوند.
 
* چرخه زندگی لیزوژنی (λ) لامبدا:
* بیان ژن در آلودگی لیتیک:
 
فاژها، درجات مختلفی از تنظیم بیان ژن را نشان می‌دهند. بطور معمول همانند سازی ژنوم قبل از سنتز پروتئین‌های کپسید انجام می‌شود. لیزوزیم (آنزیمی که باعث تخریب سلولی می‌شود) در انتهای چرخه لیتیک تولید می‌شود. در فاژهای ساده مثل ϕX۱۷۴ ،ϕX۱۷۴، تنظیم بیان ژن به صورت حداقلی صورت می‌گیرد. تمام یازده ژن آن در زمان آلودگی به وسیله آنزیم RNA پلی مراز میزبان رونویسی می‌شود. با این حال، تولید لیزوزیم که در آخر مورد نیاز است با تاخیر صورت می‌گیرد چراکه ترجمه رونوشت آن بسیار کند تر از دیگر رونوشت‌ها انجام می‌شود. در فاژهای ساده نیز مانند اغلب فاژهای دیگر دو مرحله بیان ژن معروف به زودرس (early) و دیررس (late) وجود دارد. بیان ژن زودرس بطور معمول با همانند سازی ژنوم فاژ و بیان دیررس با تولید پروتئین ساختاری مرتبط است. ابتدا ژن‌های زودرس رونویسی می‌شوند که خود مسئول فعالسازی بیان ژن‌های دیررس هستند. در فاژ T4، ژن‌های زودرس به وسیله RNA پلی مراز میزبان با استفاده از توالی‌های راه انداز فاژ که در ژن‌های طبیعی E.coli حضور دارند، رونویسی می‌شود. با رونویسی بعضی از این ژن‌ها، پروتئین هاییپروتئین‌هایی کد می‌شوند که ویژگی RNA پلی مراز را تغییر می‌دهند تا راه اندازهای میزبان را نشناسد. این امر باعث می‌شود بیان ژن در میزبان خاموش شود. اما در عوض، منجر به رونویسی سری دوم ژن‌های فاژ می‌شود. برخی از این ژن‌ها پروتئین هاییپروتئین‌هایی را رمز می‌کنند که مجددا ویژگی پلیمراز را عوض می‌کنند و بنابراین پلیمراز، سری سوم ژن‌ها را نیز رونویسی می‌کند. به این ترتیب، بیان ژن‌های فاژ طی مراحل سازمان یافته صورت می‌گیرد که در آن، محصولات ژن‌های زودرس، ژن‌های دیگر را فعال می‌کنند.
 
* بیان ژن در آلودگی لیزوژنیک:
 
== فاژ درمانی ==
در سال ۱۹۲۸، کشف [[پنی سیلین]] توسط [[الکساندر فلمینگ]] باعث شد تا فاژها فراموش شوند اما این فراموشی زیاد طول نکشید. استفاده وسیع از آنتی بیوتیک هابیوتیک‌ها و افزایش مقاومت به آنه،اآنه، ا پزشکان را مجبور کرد حتی برای عفونتهای معمولی نیز آخرین نسل آنتی بیوتیکها را تجویز کنند. این امر سبب شد تا توجه محققان دوباره به فاژ درمانی {{به انگلیسی|phage therapy}} جلب شود. فاژ درمانی جذابیت هایجذابیت‌های خود را دارد. برخلاف بیشتر آنتی بیوتیک‌ها، فاژها ''اسلحه‌های هوشمندی'' هستند که اختصاصی عمل می‌کنند. فاژها در رشته‌های دمی خود [[آنزیم|آنزیمی]] دارند که فقط با مولکول‌های خاصی در سطح باکتری هاباکتری‌ها واکنش می‌دهند. این آنزیم‌های ویژه برای هرگونه از باکتریهای اختصاصی هستند. این بهآن مفهوم است که فاژها به باکتری هایباکتری‌های مفید بدن مانند روده آسیب کمی وارد می‌کنند در حالی که آنتی بیوتیکها آنها را از بین می‌برند.
همچنین فاژها خود محدودکننده هستند به نحوی که بعد از نابود کردن باکتریهای مضر، خود نیز از بین می‌روند. آنها به خصوص برای عفونتهای موضعی مانند عفونتهای استخوان یا زخمهای ناشی از [[مرض قند|دیابت]] مفید هستند. آنتی بیوتیک هابیوتیک‌ها نمی‌توانند به این نواحی دسترسی پیدا کنند اما فاژها با تکثیر از طریق باکتریها می‌توانند به نواحی عفونی عمقی نیز نفوذ کنند. به علاوه، تولید فاژها آسان و ارزان است، [[آلرژی]] را تحریک نمی‌کنند و اثرات جانبی کمی دارند.
پژوهش‌ها در زمینه فاژ درمانی، بیشتر در کشورهای روسیه و گرجستان انجام می پذیرفتمی‌پذیرفت اما با اتمام جنگ سرد، محققان در بسیاری از کشورهای اروپایی و امریکایی، به فاژ درمانی روی آورده‌اند. از فاژ درمانی برای درمان عفونت‌های ناشی از [[سودوموناس آئروژینوزا|سودوموناس]]، [[استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی سیلین]] {{به انگلیسی|MRSA}}، استرپتوکوک‌ها و اشریشیا کلی استفاده شده استشده‌است.
 
== منابع ==