Kluczowa różnica między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum polega na tym, że wykrywanie kworum jest mechanizmem regulacji ekspresji genów wykorzystywanym przez bakterie do komunikowania się ze sobą i wykrywania gęstości ich populacji komórek, podczas gdy wygaszanie kworum jest mechanizmem bakterii, który działa przeciwko quorum sensing i zatrzymuje ekspresję genów wirulencji.
Bakterie wykorzystują różne mechanizmy do wzajemnej komunikacji. Te mechanizmy komunikacji pomagają im wyczuć gęstość populacji i regulować wiele ich procesów fizjologicznych. Wykrywanie kworum jest jednym z takich mechanizmów intensywnie wykorzystywanych przez bakterie. Quorum sensing nie tylko ułatwia komunikację i wykrywanie gęstości populacji, ale także odgrywa dużą rolę w utrzymywaniu patogenności bakterii wobec innych gospodarzy, takich jak ludzie. Jednak mechanizmy wykrywania kworum są problematyczne w kontrolowaniu infekcji bakteryjnych. Jako rozwiązanie można zastosować wygaszanie kworum. Wygaszanie kworum zakłóca wykrywanie kworum bakterii i blokuje ekspresję patogennych genów.
Co to jest wykrywanie kworum?
Quorum sensing to mechanizm regulacji genów wykorzystywany przez bakterie. Wykorzystują ten mechanizm do komunikacji z komórkami bakteryjnymi i wyczuwania własnej gęstości populacji. Wytwarzają i wydzielają małe cząsteczki zwane autoinduktorami, aby wyczuć gęstość populacji. Za pomocą tej metody regulują ekspresję genów wirulencji. Ponadto autoinduktory to małe, dyfundujące cząsteczki sygnałowe, głównie laktony N-acylo-homoseryny (AHL). Wyzwalają ekspresję genów zjadliwości.
Rysunek 01: Wykrywanie kworum
Wykrywanie kworum jest ważne dla wielu czynności fizjologicznych bakterii. Cząsteczki quorum sensing indukują takie procesy, jak symbioza, zjadliwość, kompetencja, koniugacja, produkcja antybiotyków, ruchliwość, zarodnikowanie, wiązanie azotu i tworzenie biofilmu itp.
Co więcej, wykrywanie kworum jest powszechne zarówno w przypadku bakterii Gram-ujemnych, jak i Gram-dodatnich. Wydzielają jednak różne cząsteczki jako autoinduktory. Bakterie Gram-ujemne pośredniczą w wykrywaniu kworum poprzez acylowane laktony homoseryny, podczas gdy bakterie Gram-dodatnie pośredniczą w tym przez przetworzone oligopeptydy.
Co to jest gaszenie kworum?
Wygaszanie kworum to naturalny mechanizm bakterii, który działa przeciwko mechanizmowi wykrywania kworum bakterii. Kiedy quorum sensing pomaga bakteriom w ekspresji genów wirulencji, wygaszanie kworum hamuje to. Zatem wygaszanie kworum jest mechanizmem, który wyłącza ekspresję genów wirulencji w bakteriach chorobotwórczych. Podczas wygaszania kworum bakterie wytwarzają enzymy i chemiczne inhibitory, które rozkładają cząsteczki wykrywające kworum. Po degradacji autoinduktorów bakterie tracą zdolność wykrywania kworum. W związku z tym wygaszanie kworum zaburza zdolność patogenu do wyczuwania gęstości jego komórek i wyłącza lub zmniejsza zdolność wywoływania zjadliwej ekspresji.
Rysunek 02: Wygaszanie kworum
Wygaszanie kworum zatrzymuje wykrywanie kworum na kilka sposobów. Inaktywuje enzymy sygnałowe lub wprowadza cząsteczki naśladujące cząsteczki sygnałowe i blokuje ich receptory. Ponadto wygaszanie enzymów degraduje cząsteczki sygnałowe lub modyfikuje sygnały wykrywania kworum.
Ponieważ wygaszanie kworum jest naturalnym mechanizmem, można je opracować jako podejście do zapobiegania chorobom drobnoustrojowym. Komunikacja bakteryjna jest ważnym aspektem infekcji bakteryjnych. Dlatego wygaszanie kworum będzie obiecującym rozwiązaniem w zakresie zakłócania komunikacji bakterii, a tym samym zapobiegania chorobom bakteryjnym. Tak więc wygaszanie kworum można po prostu zdefiniować jako formę działania antywirusowego.
Jakie są podobieństwa między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum?
- Oba te mechanizmy są widoczne głównie u bakterii.
- Są to również naturalne mechanizmy występujące w bakteriach.
- Ponadto, oba procesy produkują enzymy, chemikalia itp., które pośredniczą w tych procesach.
Jaka jest różnica między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum?
Wyczuwanie kworum to proces wykorzystywany przez bakterie do komunikowania się ze sobą i wykrywania gęstości populacji. Natomiast wygaszanie kworum jest procesem wykorzystywanym przez bakterie do zakłócania wykrywania kworum. Jest to więc kluczowa różnica między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum.
Ponadto, kolejną istotną różnicą między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum jest to, że bakterie wydzielają autoinduktory lub sygnały wykrywania kworum podczas wygaszania kworum, podczas gdy bakterie wytwarzają enzymy i inhibitory wykrywania kworum.
Poniższa infografika zawiera więcej porównań dotyczących różnicy między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum.
Podsumowanie – Wykrywanie kworum kontra gaszenie kworum
Wyczuwanie kworum i wygaszanie kworum to dwa naturalne mechanizmy zachodzące w bakteriach. Quorum sensing ułatwia komunikację między bakteriami i wykrywanie ich gęstości populacji. Występuje poprzez małe cząsteczki zwane autoinduktorami. Jest to ważny proces dla bakterii, ponieważ pomaga w symbiozie, zjadliwości, kompetencjach, koniugacji, produkcji antybiotyków, ruchliwości, sporulacji, wiązaniu azotu i tworzeniu biofilmu itp. Tymczasem wygaszanie kworum działa przeciwko wykrywaniu kworum. Zaburza wykrywanie kworum i wyłącza ekspresję genów wirulencji. Dlatego jest to mechanizm antywirusowy. Oto podsumowanie różnicy między wykrywaniem kworum a wygaszaniem kworum.
