x x

 INFECTIOUS DISEASE

BAKTERIOLOGJIA IMUNOLOGJIA MIKOLOGJIA PARAZITOLOGJIA VIROLOGJIA

VIDEO LIGJĖRATA
ANGLISHT

VIROLOGJI  – KAPITULLI  24

BAKTERIOFAGĖT  

Dr Gene Mayer

Pėrktheu: Prof. Kristaq BĖRXHOLI (Virolog)

Fakulteti i Mjekėsisė Veterinare

Departamenti i Shėndetit  Publik Veterinar

Tiranė ALBANIA 

ANGLISHT

En Espańol

 
Let us know what you think
FEEDBACK
KERKO
Universiteti i Prishtinės

  

Logo image © Jeffrey Nelson, Rush University, Chicago, Illinois  and The MicrobeLibrary

 

OBJEKTIVAT E TĖ MĖSUARIT
Tė pėrshkruajė pėrbėrjen e pėrgjithshme  dhe strukturėn  e bakteriofagut
Tė diskutojė procesin infektiv si dhe ciklin e shumzimit litik
Tė sqarojė ciklin lizogjenik dhe rregullimin e tij

 

  © CellsAlive - James A. Sullivan

I. HYRJE

Pėrcaktimi

Bakteriofagėt (fagėt) janė parazitė intraqelizorė  obligativė qė shumzohen nė brėndėsi tė bakterieve  duke pėrdorur disa ose tė gjitha makineritė biosintetike tė bujtėsit ( virusė qė infektojnė bakteriet.).

Ka shumė ngjashmėri  midis bakteriofagėve  dhe virusėve  tė qelizave tė kafshėve. Kėshtu , bakteriofagėt  mund tė shifen si model sistemi pėr virusėt e qelizės sė kafshėve. Pėr tė njohur ciklin jetėsor tė bakteriofagėve ėshtė e nevojshme tė kuptojmė njė prej mekanizmave  nėpėrmjet tė cilave genet bakterialė mund tė transferohen nga njė bakter tek tjetri.

Dikur mendohej se pėrdorimi i bakteriofagėve  mund tė ishte njė rrugė efektive pėr tė trajtuar infeksionet bakteriale, por u pa shumė shpejt se fagėt largohen shumė shpejt nga organizmi dhe kėshtu kishin shumė pak vlerė klinike. Megjithkėtė, bakteriofagėt pėrdoren nė diagnostikėn laboratorike pėr identifikimin e bakterieve patogjenė (tipizimi me anėn e fagut-fago tipizimi). Megjithėse tipizimi  me anėn e fagut nuk pėrdoret nė rutinėn klinike laboratorike, ajo pėrdoret nė laboratorėt e referencės pėr qėllime epidemiologjike.  Kohėt e fundit  ėshtė zhvilluar njė interes i ri  nė mundėsinė e pėrdorimit tė bakteriofagėve pėr trajtimin e infeksioneve bakteriale dhe nė profilaksi. Nėse bakteriofagėt do tė pėrdoren nė mjekėsinė klinike mbetet pėr tu pėrcaktuar mė vonė

 

FJALĖ KYĒE
Bakteriofagu
Tipizimi i fagut
 Kapsida
Bishti
Mbulesa kontraktuese
Pjata bazale
Fimbrat e bishtit
Fagu virulent
Eklipsi
m-ARN e hershme dhe e vonshme
Pllakat
Pfu
 Lizogjenia
Fagu i temperuar
Profagu
Lizogjenia
Fundet kohezive
Rekombinimi vend-specifik

Rekombinimi
Represioni
Induktimi
Ndryshimi lizogjenik

  Bakteriofagu T4  (TEM x390,000)   © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Used ėith permission

bactphage-bw.jpg (77888 bytes)  Bakteriofagu T4 mikrografi  elektronike me ngjyrim negativ  © ICTV.

phage-1.jpg (28606 bytes) Figura 1 Struktura e bakteriofagut  T4

II. PĖRBĖRJA DHE STRUKTURA E BAKTERIOFAGĖVE

A. Pėrbėrja

Megjithėse bakteriofagė  tė ndryshme mund tė pėrmbajnė materiale tė ndryshme tė gjithė pėrmbajnė acid nukleik dhe protein. 

Sigurisht fagu, me acid nukleik qė mund tė jetė ose ADN ose ARN por jo tė dy bashkė, mund tė egzistojė nė forma tė ndryshme. Acidi nukleik i fagėve  shpesh pėrmban  baza jo tė zakonshme ose tė modifikuara. Kėto baza tė modifikuara mbrojnė acidin nukleik tė fagut nga nukleazat qė shkatėrrojnė acidin nukleik tė bujtėsit gjatė infektimit tė fagut. Madhėsia e acidit nukleik varion nė vartėsi tė fagut. Fagėt e thjeshtė kanė acid nukleik qė tė kodojė vetėm pėr 3-5 produkte genesh me madhėsi mesatare, ndėrsa fagėt mė kompleks mund tė kodojnė pėr mbi 100 produkte genesh. 

Numuri i llojeve tė ndryshme tė proteinės dhe sasia e sejcilit lloj proteine nė particelėn e fagut do tė variojė nė vartėsi  tė fagut. Fagėt e thjeshtė kanė shumė kopje vetėm tė njė ose dy proteinave, ndėrsa fagėt kompleksė mund tė kenė shumė lloje tė ndryshme. Proteinat funksionojnė  nė infeksion dhe nė mbrojtjen e acidit nukleik nga nukleazat  nė ambient.

B. Struktura

Bakteriofagu ka shumė forma dhe madhėsi tė ndryshme. Cilėsitė bazė strukturale tė bakteriofagut janė tė ilustruara  nė Figurėn 1, e cila tregon fagun e quajtur T4.  

1. Madhėsia
Fagu T4 ėshtė nga fagėt mė tė mėdhenj, ai ėshtė afėrsisht 200 nm i gjatė dhe 80-100 nm i gjėrė. Fagėt e tjerė janė  mė tė vegjėl. Kufiri i shumicės sė fagėve luhatet midis 24-200 nm gjatėsi.

2. Koka ose kapsida
Tė gjithė fagėt pėrmbajnė njė strukturė tė kokės qė ndryshon nė madhėsi dhe formė. Disa janė ikozahedralė  (20 brinjė) tė tjerėt janė filamentozė. Koka ose kapsida  ėshtė e pėrbėrė prej shumė kopjeve tė njė ose mė shumė proteine. Nė brėndėsi tė kokės gjėndet acidi nukleik. Koka vepron si mbulesė mbrojtėse pėr acidin nukleik. 

3. Bishti
Shumė, por jo tė gjithė fagėt, kanė bisht qė ėshtė i ngjitur nė kokėn e fagut. Bishti ėshtė njė tub bosh nėpėrmjet tė cilit, gjatė infektmit tė bakteries, kalon acidi nukleik. Nė fagėt mė kompleksė tė ngjashėm me T4 , bishti rrethohet nga njė mbulesė kontraktuese e cila mblidhet gjatė infektimit tė bakteries. Nė fund tė bishtit, fagėt  mė kompleksė  tė ngjashėm  me T4 kanė njė pllakė bazale dhe njė ose mė shumė fimbra tė ngjitur nė tė. Pllaka bazale dhe fimbrat  e bishtit janė pjesėmarrės nė lidhjen e fagut tek qeliza bakteriale. Jo tė gjithė fagėt kanė pllakė bazale dhe fimbra tė bishtit. Nė kėtė rast, struktura tė tjera marrin pjesė nė lidhjen e particelės sė fagut tek bakteriet.

 

 

III. INFEKSIONI I QELIZAVE TĖ BUJTĖSIT

A. Adsorbimi

Shkalla e parė nė procesin e infeksionit ėshtė absorbimi i fagut tek qeliza bakteriale. Kjo fazė ndėrmjetėsohet  nga fimbrat  e bishtit  ose  nga disa struktura analoge nė kėto fagė qė janė tė varfėr me fimbra tė bishtit  dhe ėshtė e kthyeshme. Fimbrat  e bishtit ngjiten tek receptorėt specifikė nė qelizėn bakteriale dhe specifiteti i fagut pėr bujtėsin (bakteria qė ėshtė e aftė tė infektohet), zakonisht pėrcaktohet nga tipi i fimbrave tė bishtit  qė ka fagu.  Natyra e receptorit bakterial  ndryshon pėr bakterie tė ndryshme. Shembujtė pėrfshijnė proteinat nė sipėrfaqen e jashtėme tė bakteries,LPS, pili dhe lipoproteinat. Kėta receptorė janė  tek bakteria pėr qėllime tė tjera dhe fagu i shfrytėzon ata pėr infektimin.

B. Ngjitja e pa kthyeshme

Ngjitja e fagut tek bakteria nėpėrmjet fimbrave tė bishtit  ėshtė e dobėt dhe ėshtė e kthyeshme. Lidhje e pa kthyeshme e fagut tek bakteria ndėrmjetėsohet nga njė ose mė shumė komponentė tė pllakės bazale. Fagėt me mungesė tė pllakės bazale kanė rrugė tė tjera pėr tu lidhur ngushtėsisht tek qeliza bakteriale.

LĖVIZJE
Bakteriofagu
Kėrkon Quicktime
© Mondo Media
San Francisco, California 94107 USA and The MicrobeLibrary

 

phage-2.jpg (19204 bytes)  Figura 2 Tkurja e mbulesės sė bishtit tė  T4

C. Kontraktimi i mbulesės

Lidhja e pa kthyeshme e fagut tek bakteria rezulton nė kontraktimin e mbulesės (pėr ata fagė tė cilėt kanė mbulesė tė bishtit)  dhe tubi  bosh i bishtit depėrton nėpėrmjet mbulesės bakteriale (Figura 2). Fagėt, tė cilėt nuk kanė mbulesė kontraktuese pėrdorin mekanizma tė tjerė pėr tė futur particelat e fagut nėpėrmjet  mbulesės bakteriale. Disa fagė kanė enzima qė tresin komponentė tė ndryshėm tė mbulesės bakteriale.

 

D. Injektimi i acidit nukleik

Kur fagėt kanė depėrtuar mbulesėn bakteriale, acidi nukleik  kalon nėpėrmjet tubit tė bishtit  dhe futet nė qelizėn bakteriale. Zakonisht i vetmi komponent  i fagut, qė futet nė qelizėn bakteriale, ėshtė acidi nukleik. Mbetjet e tjera tė fagut ,mbeten jashtė bakteries. Ka disa pėrjashtime kundrejt kėtij rregulli. Kjo ėshtė e ndryshme nga virusėt e qelizave tė kafshėve  tė cilėt nė shumicėn e tyre  particelat virale i fusin nė brėndėsi tė qelizės. Kjo diferencė ndoshta vjen si pasojė e pa aftėsisė sė bakterieve pėr tė  gėlltitur  materiale. 

 

phage-3.jpg (35585 bytes) Figura 3 Cikli jetėsor i fagut litik.

 

phage-4.jpg (39246 bytes)   Figura 4 Metoda pėr fagun litik

IV. CIKLI I SHUMZIMIT TĖ FAGUT

A. Fagėt litikė ose virulentė

1. Pėrcaktimi
Fagė litikė ose virulentė  janė fagėt tė cilėt  mund tė shumzohen vetėm tek qeliza bakteriale dhe vrasin qelizėn bakteriale nėpėrmjet lizisit nė fund tė ciklit jetėsor. 

2. Cikli jetėsor – Cikli jetėsor  i fagut litik paraqitet   nė Figurėn 3.

a. Periudha e eklipsit
Gjatė fazės sė eklipsit, asnjė particelė e fagut infektiv nuk gjėndet brėnda ose jashtė qelizės bakteriale. Acidi nukleik i fagut merr nė dorė makineritė biosintetike tė bujtėsit duke prodhuar si m-ARN’s specifike tė fagut ashtu dhe  proteinat. Ka njė rregull nė shfaqjen e sintezės sė makromolekulave tė fagut, njėsoj si ajo qė vrehet nė rastin e infeksioneve virale tė kafshėve. m-ARN’s e hershme kodojnė pėr proteinat e hershme tė cilat nevojiten pėr sintezėn e ADN sė fagut  dhe pėr shkatėrrimin e biosintezės sė ADN, ARN dhe proteinės  sė bujtėsit. Nė disa raste proteinat e hershme degradojnė kromozomet e bujtėsit. Pasi ėshtė prodhuar ADN e fagut, prodhohen m-ARN’s dhe proteinat e vonshme. Proteinat  e vonshme janė proteina strukturale qė pėrmban fagu dhe gjithashtu  janė proteina qė nevojiten  pėr lizisin e  qelizės bakteriale.  .

b. Faza e akumulimit intra qelizor
Nė kėtė fazė acidi nukleik dhe proteinat strukturale janė prodhuar dhe sistemuar  dhe particelat infektive tė fagut grumbullohen nė brėndėsi tė qelizės.

c. Faza e lizisit dhe e ēlirimit
Pas njė periudhe kohe qeliza bakteriale fillon tė lizohet si pasojė e grumbullimit tė proteinės lizuese tė fagut dhe fagu intraqelizor ēlirohet nė terren. Numuri i particelave tė ēliruara pėr qelizė bakteriale tė infektuar mund tė jetė mė i madh se 1000.

3. Metoda e fagut litik

a. Metoda e pllakave
Fagu litik numėrohet me metodėn e formimit tė pllakave. Pllaka ėshtė njė zonė e qartė  e cila rezulton si pasojė e lizimit tė bakterieve (Figura 4).
Ēdo pllakė formohet nga njė fag i vetėm  infektiv. Particelat infektive  qė shkaktojnė formimin e pllakės janė quajtur pfu (njėsi e formimit tė pllakave).

 

phage-5.jpg (30241 bytes) Figura. 5.  Cirkularizimi i kromozomit tė fagut: fundet kohezive

phage-6.jpg (36910 bytes)  Figura 6 Rekombinimet vend-specifik

B. Fagu lizogjenik ose temperat (i butė)

1. Pėrcaktimi
Fagė lizogjenikė ose temperatė janė ata fagė tė cilėt mund tė shumzohen ose nėpėrmjet ciklit litik ose qė futen nė njė gjėndje tė qetė nė qelizė. Nė kėtė gjėndje tė qetė shumica e geneve tė fagėve  nuk janė tė transkriptuar. Genoma e fagut ėshtė nė gjėndje tė ndrydhur. ADN  e fagut nė kėtė gjėndje tė ndrydhur ėshtė quajtur profag, pėr shkak se ai nuk ėshtė njė fag porse ai ka potencialin pėr tė prodhuar fagė. Nė shumicėn e rasteve ADN e fagut integrohet nė brėndėsi tė kromozomeve tė bujtėsit  dhe ai replikohet sė bashku me kromozomet  e bujtėsit dhe kalon nė qelizat bija. Qeliza prodhuese e profagut nuk ėshtė e infektuar  nga prezenca e profagut  dhe gjėndja lizogjenike mund tė persistojė pa kufi. Qeliza qė prodhon profagun ėshtė emėrtuar lyzogjen. 

2. Fenomenet qė tė shpien tek lizogjenia – Fagu prototip: Lambda

a. Qarkullimi i fag kromozomit
ADN e Lambda  ėshtė njė molekulė lineare dy zinxhirorėshe me njė regjion zinxhiror  tė vogėl tė vetėm  nė fundin 5'. Kėto funde zinxhirorėshe tė vetme janė komplementarė (funde kohezive) kėshtu qė mund tė kenė ēifte bazash dhe prodhojnė njė molekulė rrethore. Nė qelizė fundet e lira tė rrethit mund tė ligatet pėr tė formuar njė qark rrethor tė mbyllur  siē dhe ėshtė ilustruar nė Figurėn 5.

b. Rekombinimet vend-specifik
Fenomeni i rekombinimit, i katalizuar nga enzimat e koduara tė fagut, ndodh midis njė vendi tė veēantė nė ADN rrethore tė fagut dhe njė vendi tė veēantė nė koromozomin e bujtėsit.  Rezultati ėshtė integrimi i ADN sė fagut  nė brėndėsi tė kromozomit  siē ėshtė paraqitur nė Figurėn 6.

c. Represioni i genomės sė fagut
Proteina e koduar e  fagut, e quajtur represor, e prodhuar  lidhet nė njė vėnd tė veēantė  tė ADN sė fagut , tė quajtur operator duke bllokuar transkriptimin e shumicės sė geneve tė fagut  me PĖRJASHTIM  tė genit represor. Rezultati ėshtė njė genomė stabile e fagut represor  e cila integrohet mandej nė  brėndėsi tė kromozomės sė bujtėsit. Sejcili fag i temperuar do tė represojė vetėm ADN e tij  dhe jo atė nga fagė tė tjerė, kėshtu qė represioni ėshtė shumė specifik (imuniteti kundrejt superinfeksionit me tė njėjtin fag).   
phage-7.jpg (43176 bytes)  Figura 7 Pėrfundimi i lizogjenisė.

coliphage1.jpg (22986 bytes) Figura 8A SEM (Scanning electron micrograph) e qelizės sė Escherichia coli me particelė tė fagut (i cili tregohet me pika tė bardha tė vogla) tė ngjitura jashtė qelizės. © Scott Kachlany, Cornell University Ithaca, Neė York, USA and The MicrobeLibrary

coliphge2.jpg (22713 bytes)  Figura 8B
SEM e qelizės sė E. coli me mbulesė tė dėmtuar tė qelizės si pasojė me sa duket nga ēlirimi i fagut. Pasi fagu ėshtė replikuar brėnda qelizės bujtėse, ay duhet tė ēlirohet nga qeliza bujtėse.Kjo ndodh shpesh nga lizimi i qelizės.
© Scott Kachlany, Cornell University Ithaca, Neė York, USA and The MicrobeLibrary
 

3. Fenomenet qė shpien  nė pėrfundimin e lizogjenisė

Nė kohėn qė  njė bakter lizogjenik ėshtė i ekspozuar  kundrejt kushteve tė kėqija, gjėndja lizogjenike  mund tė pėrfundojė.  Ky process ėshtė quajtur  njė pėrfundim logjik. Kushtet, tė cilėt favorizojnė pėrfundimin  e lizogjenisė  pėrfshijnė: tharjen, ekspozimin kundrejt rrezeve UV ose radiacionit jonizues, ekspozimin kundrejt kimikateve mutagjenikė etj. Kushtet  e kėqija shkaktojnė prodhimin e proteazave  (Proteinė A rec)  e cila shkatėrron proteinėn represore. Kjo mandej tė shpie nė shfaqjen e geneve tė fagut, nė kthimin e  procesit tė integrimit dhe  shumzim litik.

4. Cikli litik ose cikli lizogjenik

Pėrfundimi pėr lambda pėr tu futur nė ciklin litik ose lizogjenik, kur ai futet pėr herė tė parė nė qelizė, pėrcaktohet  nga koncentrimi i represorit  dhe proteina e fagut tjetėr tė quajtur  cro nė qelizė. Proteina  cro bllokon sintezėn e represorit dhe kėshtu parandalon vendosjen e lizogjenisė. Kushtet e ambientit qė favorizojnė prodhimin  e cro do tė shpien tek cikli litik ,ndėrsa ato qė favorizojnė prodhimin e represorit  do tė favorizojnė lizogjeninė.

5. Tė kuptuarit e lizogjenisė

a. Model pėr transformimin e virusėve tė kafshėve
Lizogjenia ėshtė njė system modeli pėr transformimin e virusėve  tė qelizave tė kafshėve.

b. Shndrimi lizogjenik
Kur njė qelizė bėhet lizogjenike, rastėsisht gjenet ekstra  tė mbartura nga fagu arrijnė tė shprehen nė qelizė. Kėto gjene mund tė ndryshojnė cilėsitė e qelizės bakteriale. Ky proces ėshtė quajtur lizogjenik ose shndrimi i fagut. Ky mund tė jetė shndrim klinik qė do tė thotė se fagėt lizogjenikė kanė treguar se mbartin gene  qė mund tė modifikojnė  antigjenin O tė salmonelės, i cili ėshtė njė nga antigjenėt kryesorė kundrejt tė cilit drejtohet pėrgjigjia immune. Prodhimi i toksinės nga Corynebacterium diphtheriae ndėrmjetėsohet nga geni i mbartur nga fagu. Vetėm kėto shtame qė janė ndryshuar nga lizogjenia janė patogjenė.

 

 

Kthehu nė seksionin e virologji tė Microbiology and Immunology On-line

Kjo faqe ėshtė  copyright 2010   The Board of Trustees of the University of South Carolina
faqja sė fundi e ndėrruar nė  Tuesday, April 06, 2010
faqja mbahet nga 
Richard Hunt