Bakteriyofaj
Bakteriyofaj (bi înglîzî:bacteriophage) an jî bi kurtî faj (phage), vîrusên ko tenê dikarin tûşî bakterî an jî arkebakteriyan bibin û di nav xaneya wan de duhende bibin.[1]
Peyva bakteriyofaj, cara pêşîn di sala 1917yê de ji aliyê biyologê frensî Félix d’Hérelle ve hat bikaranîn. Di zimanê grekî de “phago” ji bo “xwarin” an jî ”a ko dixwe” tê bikaranîn. Ango bakteriyofaj bi wateya bakterixwer (a ko bakteriyê dixwe) tê bakiranîn.[2]Bakteriyofaj bi gelek cor û şêweyê ne. Lê di hemû bakteriyofajan de genoma asîda nukleyî di nav poşerê proteînî de cih digire. Poşer, genomê diparêze û guhaztina wê bo xaneya xanexwê rêk dixe. Di bin mikroskoba elektronî de di gelemperiya bakteriyofajan de sê beş xuya dibin; serî, kilik û rîşalên kilikê.
Navlêkirina bakteriyofajan
biguhêreDi nav bakteriyofajan de herî zêde li ser bakteriyofaja T4ê de xebatên zanistî hatine kirin. Loma li vê gotarê de bakteriyofaja T4 (herwiha bakteriyofaja T2 û T6) ji bo bakteriyofajan wekî modela gelemperî tê nîşankirin.
Bakteriyofaja T4 yek ji heft fajên bakteriya Escherichia coli yê ye û di sala 1944ê de ji aliyê Max Delbrück û hevkarên wî ve ji bo civata fajê, wekî modelên lekolînê hatine pêşniyarkirin. Heft cor bakteriyofaj wekî T1,T2,T3..T7 hatibûn navkirin. Tîpa T ji “Type” peyda bûye (Taype 1, Taype 2 ...).[3] Ji van bakteriyofajan, T2, T4 û T6 ji hêla pêkhate û bomaweyê de dişibin hev. Herwiha li dij dijepeydakeran jî bi heman awayê bertek nîşan didin. Ji van hersê fajan re tê gotin fajên T yên bi hejmara cot (bi înglîzî: T-even phages). Di warê bomaweya gerdî (bi înglîzî: molecular genetics) de, keşfên pêşîn ên wekî koda bomaweyê (bi înglîzî: genetic code)[4], û piştraskirina ko ADN molekula bomaweyê ye[5] bi xebatên li ser van fajên T-yên bi hejmara cot ve hatin bidestxistin.
Pêkhateya bakteriyofajan
biguhêre
Di laboratuvaran de bakteriyofaj bi awayekî hêsanî di nav xaneya bakteriyê ya zindî de tên çandin. Heta niha bi qasî 5000 corên bakteriyofaj hatine keşfkirin. Bakteriyofaj wekî vîrusên aloz tên navkirin.
Faja T4 tûşê bakteriya Escherichia coli dibe. Fajên T4 taybetmendiyên vîrusên lûlpêçî (bi inglîzî: helical) û yên firerûyî (bi înglîzî: polyhedral) lixwe digirin, loma ji van vîrusan re tê gotin vîrusên aloz. Serê van vîrusên aloz dişibe vîrusên bîstrûyî (bi înglîzî:icosahedral), kilikên wan jî dişibe vîrusên lûlpêçî.[6] Faja T4 ji sê beşên serekî; ji serî, stû û kilikê pêk tê. Di baktriyofaja T4ê de genoma vîrusê, ango ADN di nav serê firerûyî de cih digire. Kilik bi kalanê kilikê ve pêçayî ye. Kalanê kilikê girjok e û bi şeweyî lûlpêçî ye. Li kotahiya kilikê de binik cih digire. Rîşalên kilikê bi binikê ve girêdayî ne. Di faja T4ê de şeş heb rîşalên kilikê hene û ji bo naskirina xaneya xanexwê wekî wergir kar dikin.[7]
Her çiqas şiklê piraniya fajan mîna faja T4ê bin jî, lê bakteriyofajên bi şiklê din jî hene. Bi gelemperî bakteriyofaj bi sê şiklan xuya dibin; 1. Serê bîstrûyê bi kilikê ve girêdayî. 2. Serê bîstrûyî û bêkilik. 3. Fajên bi şêweyê rîşalî.[8] Wekî mînak, bakteriyofaja M13 bi şêweyê rîşalî ye.
Genoma bakteriyofajan
biguhêreMadeya bomaweyî ya nav bakteriyofajê, wekî genom tê navkirin. Genoma bakteriyofaja T4 û piraniya fajên din ADN-ya cotşerîdî ye, lê dibe ko genoma hin corên fajan ADN-ya tek şerîdî be. Herwiha genoma hin bakteriyofajan jî ARN-ya cotşerîdî an jî ARN-ya tek şerîdî ye. Di piraniya fajan de genom bi şêweyê xêzî ye, lê bakteriyofajên bi genoma xelekî jî hene. Wekî mînak di bakteriyafaja bi navê Pseudoalteromonas virus PM2 de genom ji ADN-ya xelekî pêk tê.[9]
Poşerê proteînî
biguhêrePoşerê bakteriyofaja T4ê û ya piraniya bakteriyofajan bi şeweyê gogî ye û ji bist rûyên sêgoşeyî pêk tê. Poşer, genomê diparêze. Di bakteriyofajên bêkilik de nasîna xaneya xanexwê ji aliyê proteînên ser poşerê ve tê rêkxistin.
Kilik
biguhêreLi gel faja T4ê, di piraniya fajan de kilik heye. Kilik bi gelemperî girjok e û bo nasîn û girêdana xaneya xanexwê tê bikaranîn.[10]Piştî nasîna xaneya xanexwê, kilik sînyal dişîne bo beşa serî ko genomê bişîne.[11]Çawa ko bi derzîlêdanê derman tê şandin bo laşê mirov, kilikên girjok jî genomê bi heman awayê ber bi sîtoplazmaya bakteriyê ve pal didin. Lê di hin bakteriyofajan de kilik ne girjok e. Wekî mînak di fajên T3 û T7 de kilik kurt e û negirjok e. Li gel bakteriyofajên bi kilika kurt[12], bakteriyofajên bêkilik jî hene. Bakteriyofajên bêkilik gava tûşê bakteriyê dibin, poşerê bakteriyofajê tevlê parzûna xaneyê ya bakteriyê dibe û genoma vîrusê tê şandin bo sîtoplazmayê.
Duhendebûna bakteriyofajan
biguhêre
Ji ber ko di vîrusan de endamokên wekî rîbozom, mîtokondrî û hwd tune, vîrus nikarin proteîn berhem bikin an jî genoma xwe duhende bikin. Herwiha vîrus nikarin ATP jî berhem bikin. Loma vîrus nikarin bi tena serê xwe pir bibin. Pirbûna vîrusê di nav xaneya xanexwê de rû dide.
Ji bo pirbûnê, divê bakteriyofaj bakteriya guncav nas bike, xwe bi rûyê bakteriyê ve girê bide. Paşê divê bakteriyofaj genoma xwe bişîne nav sîtoplazmaya bakteriyê. Divê genom ji nukleaza bakteriyê were parastin. Di nav sîtoplazmaya bakteriyê de, divê duhendebûn, libergirtin û wergerana genomê gelek caran rû bide ko genomên nû, proteînên poşerê, hin enzîm û heke hebe, proteînên kilikê jî bi têra xwe werin berhemkirin. Paşê ev parçêyên vîrusê divê bi xwerêxistinê yek bibin û vîrusên nû çêbikin. Li dawiya dawî bakteriyofajên nû ji xaneya xanexwê belavê hawîrdorê dibin ko tuşê xaneyên nû bibin. Awayê duhendebûnê li cem hemû bakteriyofajan de ne yek e. Hin bakteriyofaj piştî tûşbûnê genoma xwe tevlê ADN-ya bakteriyê dikin û ji bo demek, di nav bakteriyê de bêdeng dimînin, paşê duhende dibin. Hin corên bakteriyofajan jî piştî tûşbûnê, demeildest duhende dibin, hejmara xwe zêde dikin, xaneya xanexwêyê dikujin û belavê hawirdorê dibin.
Di bakteriyofajan de pêvajoya duhendebûnê bi du awayên serekî rû dide; çerxa şîbûnê û çerxa têkilbûnê
Pêvajoya çerxa şîbûnê
biguhêre
Gotara bingehîn: Çerxa şîbûnê
Çerxa şîbûneyê (bi înglîzî: lytic cycle) ya duhendebûna bakteriyofajê bi nasîna xaneya xanexwê dest pê dike. Bakteriyofaj bi rîşalên kilikê, bakteriyê (xaneya xanexwê) nas dike û xwe bi wergirên ser rûyê xaneyê ve girê dide. Piştê pêvegirêbûnê, têketina genomê dest pê dike. Kilika fajê di nav dîwar û parzûna bakteriyê de derbas dibe, hin enzîm û ADN-ya fajê, bi girjbûnên kalanê kilikê, ber bi sîtoplazmaya bakteriyê ve tên paldan.[13]ADN-ya fajê, bakteriyê dike bin kontrola xwe û qonaxa duhendebûn û sentez dest pê dike. Genoma bakteriyofajê, xaneya bakteriyê ji bo berhemkirina beşên vîrusên nû (kapsomer, ADN, kalan, rîşalên kilikê,enzîmên fajê) bi kar tîne.[13]Di qonaxa xwerêxistinê de, beşen vîrusê bi hev re tên girêdan û vîrusên nû peyda dibin. Di qonaxa derpirandinê de, enzîmên şîbûnê (bi înglîzî: lytic enzymes) yên ji aliyê fajê ve hatibûn çêkirin, parzûna xaneya bakteriyê hildiweşînin û belavê hawirdorê dibin.
Pêvajoya çerxa têkilbûnê
biguhêre- Gotara bingehîn: Çerxa têkilbûnê
Bi çerxa têkilbûnê (bi înglîzî: lysogenic cycle), genoma vîrusê têkilê ADN-ya xaneya xanexwê dibe, duhendebûna genoma vîrusê rû dide lê ji bo demek, vîrusên nû çênabe.[14]
Pêvajoya çerxa têkilbûnê bi şeş gavên serekî rû dide; pêvegirêdan, têketin, têkilbûn, sentez, xwerêxistin û derpirandin. Ango çerxa têkilbûnê û çerxa şîbûnê dişibin hev, lê di çerxa têkilbûnê de piştî qonaxa têketinê, qonaxa têkilbûnê rû dide, paşê qonaxa sentezê dest pê dike.
Di çerxa têkilbûnê de vîrusa tûşê xaneyê bûyê, dibe ko di qonaxa têkilbûnê de, di nav xaneya xanexwê de bi rojan, mehan an jî bi salan bêdeng bimîne.[15]
Gavên çerxa têkilbûnê di bakteriyofaja λ (lambda) de
biguhêreBakteriyofaja lambda mînak e bo çerxa têkilbûnê ya duhedebûna bakteriyofajan. Di faja lambda de ADN cot şerîd e.
Di gava pêvegirêdanê de, rîşalên kilikê bi proteînên (wergir) li ser rûyê derveyî parzûna plazmayê ya bakteriya E.coli (Escherichia coli) ve girê dibin. Piştî girêdanê, di gava têketinê de, genoma fajê bi navbeynkariya kilikê dikeve nav sîtoplazmaya bakteriyê. Gava genoma vîrusê dikeve nav sîtoplazmaya xaneyê, yek an jî zêdetir genên vîrusê tên derbîrandin. Derbîrîna van genan, diyar dike ka vîrus derbasî qonaxa sêyem bibe an rasterast bikeve qonaxa çarem.[16] Di faja λ de, genoma fajê, bi kromozoma xaneya xanexwê ve yek dibin. Piştî yekbûna ADN-ya vîrusê bi ADN-ya bakteriyê ve, genoma vîrusê wekî profaj (bi înglîzî: prophage) tê navkirin.[10]Dema bakterî duhende dibe, ADN-ya profajê jî tê kopîkirin û tê guhaztin bo xaneyên nû. Gava profaj bi kromozoma bakterî ve girêdayî ye, fajên nû nayên çêkirin û xaneya xanexwê jî nayê kuştin. Loma ji vê çerxa duhendebûna vîrusan re tê gotin çerxa têkilbûnê.
Vîrusên ko tenê bi çerxa şîbûnê duhende dibin, wekî vîrusên tundrew (bi înglîzî:virulent viruses) tên navkirin.Vîrusên ko çerxa têkilbûnê û çerxa şîbûnê duhende dibin, wekî vîrusên miyanrew (bi înglîzî: temprate viruses) tên navkirin. Ji bo bakteriyofajan, peyva bakteriyofajên miyanrew (bi înglîzî: temperate phage) tê navkirin.[17]
Ji bo demek, profaj bêdeng dimîne. Hokarên wekî tîrojên serbinefşî (bi înglîzî: ultraviolet light ) an jî hokarên din ên ko ADN-ya bakteriyê han dikin bo duhendebûnê, dibin sedema çêbûna enzîma recA proteaz (recA protease). Ev enzîm şaşiyên an jî guherînên zincîra ADN-ya bakteriyê sererast dikin. Ji ber ko profaj beşa resen a ADN-ya bakteriyê nîn e, ji aliyê recA protaz ve ji zincîra ADN-yê tê qetandin. Bi cihêbûna profajê, êdî genoma vîrusê wekî mîna genoma vîrusa tundrew, çerxa şîbûnê dide destpêkirinê.[18]Ango çerxa sentezê dest pê dike û di sîtoplazmaya xaneya bakteriyê de duhendebûna genoma vîrusê û çêkirina proteînên vîrusê rû didin. Enzîmên xaneya xanexwê gelek kopyayên ADN-ya vîrusê çêdikin û bi libergirtina van ADN-yan, ARN-pêyamber berhem dikin. Rîbozomên xaneya xanexwê bi wergerana ARN-peyemberan, proteînên vîrusê çêdikin. Herwiha bi derbirîna hin genên genoma vîrusê, ADN-ya kromozoma xaneya xanexwê jî tê parçekirin. Gava di sîtoplazmaya xaneya xanexwê de hemû beşên vîrusê bi têra xwe hatin çêkirin, divê ev beş werin ba hev û bibin vîrîon (vîrus), di qonaxa xwerêxistinê de ev bûyer rû dide. Di qonaxa derpirandinê de fajên nûçebûyî, enzîma lîzozîm (bi înglîzî: lysozyme) berhem dikin û der didin. Lîzozîm dîwarê xaneya bakteriyê bi karlêka şîbûnê diherisînin, parzûna xaneyê diqelişe û bakterî dimire. Bakteriyofajên nû belavê hawirdorê dibin bo tûşbûna bakteriyên nû. Bi vî awayê çerxa duhendebûnê ji nû ve dest pê dike.
Girêdanên derve
biguhêreÇavkanî
biguhêre- ^ Kasman LM, Porter LD. Bacteriophages. [Updated 2022 Sep 26]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan-. Available from: [1]
- ^ "Bacteriophage ." The Gale Encyclopedia of Science. . Encyclopedia.com. 3 Dec. 2024 [2].
- ^ Anderson TF. Electron microscopy of phages. In: Cairns J, Stent GS, Watson JD, editors. Phage and the Origins of Molecular Biology. NY, USA: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1992. pp. 63–78
- ^ Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. General nature of the genetic code for proteins. Nature. 1961;192(4809):1227–1232. doi: 10.1038/1921227a0.
- ^ Hershey AD, Chase M. Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. J. Gen. Physiol. 1952;36(1):39–56. doi: 10.1085/jgp.36.1.39
- ^ Rye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017).Biology. Houston, Texas : OpenStax College, Rice University,
- ^ Yap ML, Rossmann MG. Structure and function of bacteriophage T4. Future Microbiol. 2014;9(12):1319-27. doi: 10.2217/fmb.14.91. PMID: 25517898; PMCID: PMC4275845.
- ^ ritannica, The Editors of Encyclopaedia. "bacteriophage". Encyclopedia Britannica, 29 Nov. 2024, [3]. Accessed 14 December 2024.
- ^ International Committee on Taxonomy of Viruses: ICTV [4]
- ^ a b Solomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biology. Stamford: Cengage Learning.
- ^ Hu B, Margolin W, Molineux IJ, Liu J. Structural remodeling of bacteriophage T4 and host membranes during infection initiation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Sep 1;112(35):E4919-28. doi: 10.1073/pnas.1501064112. Epub 2015 Aug 17. PMID: 26283379; PMCID: PMC4568249.
- ^ International Committee on Taxonomy of Viruses: ICTV [5]
- ^ a b Parker, N., Schneegurt, M., Tu, A. T., Forster, B. M., & Lister, P. (2016). Microbiology. Houston, Texas: Rice University.
- ^ Simon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.
- ^ Postlethwait, J. H., & Hopson, J. L. (2006). Modern Biology. NY, United states: Holt Rinehart & Winston.
- ^ Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
- ^ Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.
- ^ Wagner, Robert R. and Krug, Robert M.. "virus". Encyclopedia Britannica, 24 Oct. 2024, [6]. Accessed 4 December 2024.