Beveik kiekvienas žmogus sirgo virusu, bet ar kada nors girdėjote apie virusus, kurie užkrečia bakterijas? Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską apie phi29.
Paskutinį kartą atnaujinta: 2020 m. birželio 14 d.
Virusai, užkrečiantys bakterijas, vadinami bakteriofagais. Margarita Salas ištyrė phi29 fagą. Ji atrado fermentą, galintį katalizuoti DNR amplifikaciją dideliu greičiu.
Margarita Salas buvo ispanų biochemikė, gavusi Europos išradėjo apdovanojimą 2019 m. Didžioji jos mokslinės karjeros dalis buvo skirta bakteriofagų viruso, vadinamo phi29, tyrimui. Šiandien šis virusas turi daug biotechnologijų pritaikymo .
Norėdami geriau suprasti, kas yra šis virusas, paaiškinsime žodį bakteriofagas. Šis žodis kilęs iš „bakterijų“ ir „fagų“ derinio. Graikų kalba fagas reiškia „valgyti“. Taigi mes iš esmės kalbame apie virusus, kurie suėda bakterijas.
Šiame straipsnyje mes paprasčiausiu įmanomu būdu papasakosime viską apie puikų Salas atradimą ir jo naudą tyrimų pasaulyje.
Viruso struktūra
Virusas yra mikroskopinis agentas, galintis užkrėsti daugelį organizmų, tokių kaip gyvūnai, augalai, grybeliai ir bakterijos. Virusai neturi savo esmės. Tai reiškia, kad jų dauginimasis priklauso nuo kitų ląstelių. Dėl to jie laikomi parazitų rūšimi.
Viruso viduje yra genetinė medžiaga . Ši medžiaga – DNR arba RNR – reikalinga jos baltymams koduoti. Genetinė medžiaga yra suvyniota iš išorės. Tada lipnūs baltymai suriša šią medžiagą su kitų ląstelių paviršiumi.
Terminas bakteriofagas ir jo reikšmė
Bakteriofagai (arba fagai) yra virusai, užkrečiantys bakterijas. Viena vertus, yra virusų, kurie implantuoja savo genomus į ląstelės šeimininkės chromosomą. Tai yra vadinamieji lizogeniniai fagai. Šie fagai suteikia bakterijoms genų, leidžiančių koduoti naujus baltymus. Kita vertus, yra virusų, kurie dauginasi bakterijose. Šie virusai vadinami lytiniais fagais.
Bakteriofagų svarba slypi jų gebėjime sumažinti tam tikrų bakterijų populiaciją.
Mokslininkai bakteriofagus naudoja nuo 1920 m. Tuo tarpu mikrobiologas Feliksas d’Herlė 12 metų berniukui skyrė bakteriofagą dizenterijai gydyti . Vaikas pasveiko per kelias dienas. Vėliau, 1921 m., gydytojai Richardas Bruynoghe ir Josephas Maisinas odos ligą, vadinamą Staphylococcus, gydė bakteriofagais. Pacientų būklė pagerėjo per 24–48 valandas. Gydytojai taip pat fagais gydė tūkstančius žmonių, sergančių cholera ar buboniniu maru.
Šiandien maisto pramonė naudoja fagų terapiją kovai su E. coli. Gydytojai taip pat naudoja šią terapiją infekcinėms ligoms, pilvaplėvės ir plaukiko ausies ligoms gydyti. Jie taip pat naudoja tam tikroms bakterijoms pašalinti žmonėms, kenčiantiems nuo cistinės fibrozės.
Margarita Salas ir phi29 bakteriofagas
Biochemijos absolventė Margarita Salas buvo viena didžiausių Ispanijos mokslininkų. Salas glaudžiai bendradarbiavo su Nobelio medicinos premiją laimėjusiu Severo Ochoa. Abu jie glaudžiai bendradarbiavo JAV. Septintajame dešimtmetyje Ochoa 45 metus studijavo phi29 bakteriofagą. Savo tyrimuose jis rėmėsi trimis šio unikalaus fago savybėmis:
- mažas dydis – jis turi tik 20 genų
- jo morfologijos sudėtingumas
- iš esmės nežinomas fagas
Fagas phi29 yra lytinis virusas, priklausantis Podoviridae šeimai. Jį sudaro dvigubos DNR molekulės. Be to, jis užkrečia bakterijų tipą, vadinamą Bacillus subtilis, ir kitas Bacillus genties bakterijas.
Daugelis ekspertų mano, kad šis bakteriofagas yra molekulinės biologijos tyrimo modelis. Tai yra modelis, leidžiantis suprasti genų ekspresijos kontrolę ir įvairius biologinius mechanizmus, tokius kaip DNR replikacija.
Nors Salas atliko pagrindinius tyrimus, šiandien jos atradimas turi svarbių biotechnologinių pritaikymų. Mokslininkai nustatė, kad phi29 fagas veikia kaip DNR fermentas DNR amplifikacijai.
Taigi ką tai reiškia? Suskaidykime. Fermentai yra baltymai, kurie pagreitina chemines reakcijas – tie, kurie randami visuose organizmuose. Pavyzdžiui, šiuo atveju DNR polimerazė yra fermentas, kuris sintezuoja DNR. Tiesą sakant, būtini DNR replikacijai.
Kas yra DNR amplifikacija?
DNR amplifikuojama naudojant procedūrą, vadinamą PGR (polimerazės grandininė reakcija). Iš esmės, jei mokslininkai nori atidžiau pažvelgti į tam tikrą DNR dalį, jie gali padaryti milijonus šios sekos kopijų. Tada tai leidžia mokslininkams geriau išanalizuoti ir atpažinti tą DNR dalį. Kara Mullis biochemikas sukūrė šį procesą. Tiesą sakant, 1993 m. dėl šios priežasties ji laimėjo Nobelio chemijos premiją. „
Salas“ atradimas „phi29“ leidžia mokslininkams sustiprinti dar mažesnius DNR gabalus. Pavyzdžiui, jie gali pažvelgti į ląstelės dydžio DNR! Ekspertai šią procedūrą vadina MDA (daugybinio poslinkio stiprinimas). Dėl to DNR tyrimas yra greitesnis ir patikimesnis.
Galiausiai turėtume paminėti, kad Salas technika taikoma daugeliui skirtingų mokslo sričių, tokių kaip onkologija, archeologija ir teismo medicina. Pavyzdžiui, jei teismo medicinos ekspertai nusikaltimo vietoje randa plaukų, šis procesas leidžia jiems nustatyti, kam jie priklauso. Be to, onkologai gali pažvelgti į dar mažesnes ląstelių grupes, sukeliančias vėžį.
Margarita Salas visą savo gyvenimą skyrė tyrimams. Mokslininkai mano, kad jos atradimas yra etalonas mokslo pasaulyje . Tai atvers daug durų naujiems mokslo pasiekimams.
Jums gali būti įdomu …
Perskaitykite jį Mano gyvūnai
5 dramblių bakterinės ligos
Ar kada susimąstėte dabar, kokios yra dramblių bakterinės ligos? Daugybė paveikia dramblius tiek gamtoje, tiek nelaisvėje.