 |
| خطوات كتابة بحث التخرج |
خطوات كتابة بحث التخرج: دليل شامل
كتابة بحث التخرج هي مرحلة هامة في مسيرة الطالب الجامعي، وهي تتطلب تخطيطًا دقيقًا وجهدًا متواصلًا. إليك خطوات مفصلة لمساعدتك في إنجاز بحثك بنجاح:
1. اختيار موضوع البحث:
الاهتمام الشخصي: اختر موضوعًا يثير اهتمامك ويثير فضولك.
الأهمية العلمية: تأكد من أن الموضوع له أهمية علمية ويساهم في المعرفة القائمة.
الجدوى: تحقق من توافر المصادر والبيانات اللازمة لإجراء البحث.
الحدود الزمنية: ضع في اعتبارك الوقت المتاح لإنجاز البحث.
2. صياغة مشكلة البحث:
التحديد الدقيق: صِغ مشكلة البحث بشكل واضح ومحدد.
الأهمية: اشرح أهمية هذه المشكلة ودور البحث في حلها.
الأهداف: حدد الأهداف التي تسعى لتحقيقها من خلال البحث.
3. الإطار النظري:
الدراسات السابقة: استعرض الدراسات السابقة ذات الصلة بموضوع البحث.
النظريات: قدم الإطار النظري الذي ستعتمد عليه في تحليل البيانات.
التعريفات: عرّف المصطلحات العلمية المتعلقة بالبحث.
4. منهجية البحث:
المنهج: اختر المنهج المناسب لبحثك (الوصفي، التحليلي، التجريبي).
أدوات جمع البيانات: حدد الأدوات التي ستستخدمها لجمع البيانات (استبيانات، مقابلات، تحليل محتوى).
عينة الدراسة: حدد عينة الدراسة وطريقة اختيارها.
إجراءات جمع البيانات: اشرح بالتفصيل كيفية جمع البيانات وتحليلها.
5. جمع وتحليل البيانات:
جمع البيانات: طبق الأدوات التي اخترتها لجمع البيانات المطلوبة.
تحليل البيانات: استخدم الطرق الإحصائية المناسبة لتحليل البيانات.
عرض النتائج: قدم النتائج بشكل واضح وجذاب باستخدام الجداول والرسوم البيانية.
6. كتابة البحث:
المقدمة: قدم مقدمة جذابة تلفت انتباه القارئ وتوضح أهمية البحث.
الإطار النظري: استعرض الإطار النظري الذي بنيت عليه البحث.
منهجية البحث: شرح منهجية البحث وأدواته.
النتائج: عرض النتائج التي توصلت إليها.
النقاش: ناقش النتائج وقارنها بالدراسات السابقة.
الاستنتاجات والتوصيات: قدم الاستنتاجات الرئيسية للبحث والتوصيات المستقبلية.
7. المراجع:
التوثيق: وثق جميع المصادر التي استعنت بها.
النمط: اتبع النمط المحدد من قبل الجامعة أو الكلية.
8. المراجعة والتعديل:
مراجعة اللغة: تأكد من سلامة اللغة والإملاء.
المراجعة العلمية: اطلب من زملائك أو أساتذتك مراجعة البحث.
التعديل: قم بإجراء التعديلات اللازمة بناءً على الملاحظات.
نموذج بحث
﷽
(قُلْ هَلْ يَسْتَوِي الَّذِينَ يَعْلَمُونَ وَالَّذِينَ لَا يَعْلَمُونَ إِنَّمَا يَتَذَكَّرُ أُوْلُوا الْأَلْبَابِ)
صدق الله العلي العظيم
سورة زمر: الآية 9
الأهداء
إلى أمي وأبي:
أجلي، يا من سهرتما على راحتي، يا من
ساندتماني في كلّ أحلامي، يا من كنتما لي خير مثالٍ في الحياة، أهدي هذا التخرج
إليكم.
لي سندًا وعضدًا، أهدي هذا التخرج إليكم.
يا من ساعدتموني في تحقيق أحلامي، أهدي
هذا التخرج إليكم.
إلى أصدقائي:
ضحيتم من أجلي، يا من أحببتموني ودعمتونني،
أهدي هذا التخرج إليكم.
ومجتمعي.
الشكر والتقدير
الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف الانبياء والمرسلين على نبينا محمد وآلهِ وسلم تسليماً كثيراً.
أشكر الله تعالى على فضله حيث أتاح لي إنجاز هذا العمل بفضله، فله الحمد أولاً واخراً،
ثم أشكر أولئك الاخيار الذين مدوا لي يدَ المساعدة، خلال هذه الفترة، وفي مقدمتهم استاذتي المشرفة على الرسالة (اسم المشرف)
التي لم تدخر جهداً في مساعدتي، فلها كل التقدير والامتنان، حفظها الله ومتّعها بالصحة والعافية،
الباحث
الفهرست
يكون للمحتويات على شكل جدول
المقدمة:
تعد بكتريوفاج فيروسات “آكلة للبكتيريا” لأنها فيروسات تصيب البكتيريا وتدمرها، وتسمى هذه الكائنات المجهرية أحيانًا phages العاثية، وبالإضافة إلى إصابتها للبكتيريا، تصيب البكتريوفاج أي بكتيريا بدائية النوى المجهرية” microscopic prokaryotes” المعروفة باسم archaea، وهذه العدوى خاصة بأنواع معينة من البكتيريا، فالعدوى التي تصيب E. coli على سبيل المثال لن تصيب بكتيريا الجمرة الخبيثة، وبما أن البكتريوفاج لا تصيب الخلايا البشرية فقد تم استخدامها في العلاجات الطبية لعلاج الأمراض البكتيرية ( 2012 Prangishvili ,)
أنواع البكتريوفاج
له ثلاثة أنواع هي: -
نظراً لأن البكتريوفاج فيروس، فهو يتكون من حمض نووي DNA أو RNA داخل غلاف البروتين، وقد يكون للجرثومة أيضا ذيل بروتين متصل بالكبسيد مع ألياف ممتدة من الذيل، وتساعد الألياف الخلفية الذيل على الالتصاق بمضيفه وتساعد الذيل في حقن الجينات الفيروسية في المضيف Murray et.al , 2016) (، وقد توجد البكتريوفاج على النحو التالي: -
v الجينات الفيروسية في رأس القفيصة مع عدم وجود الذيل.
v الجينات الفيروسية في رأس القفيصة والذيل.
v الكابسيد الخيطي أو على شكل قضيب مع الحمض النووي الدائري.
وتمتلك بكتيريا الحمض النووي الريبي (RNA) والفيروسات النباتية والفيروسات الحيوانية آلية ذاتية الطي تمكن الجينوم الفيروسي من أن يندرج في القفيصة (القشرة البروتينية للفيروس)، ويبدو أن جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي فقط لديه هذه الآلية القابلة للطي الذاتي، وتتناسب فيروسات الحمض النووي مع الجينوم الخاص بها في الكبسيد بمساعدة إنزيمات خاصة تعرف باسم إنزيمات packing. (Brody,2011)
أشكال البكتريوفاج: -
v البكتريوفاج الذنبي، الذي له ذيل طويل يشبه إبرة.
v البكتريوفاج العضلي، الذي له رأس على شكل مضلع وذيل قصير.
v البكتريوفاج السيفوي، الذي له رأس على شكل سيف وذيل طويل.
دورة البكتريوفاج في الحياة: -
البكتريوفاج قادرة على التكاثر عن طريق دورات الحياة الخلوية، تعرف الدورة اللايسوجينية أيضا بالدورة المعتدلة لأن المضيف لا يقتل، يقوم الفيروس بحقن جيناته في البكتيريا ويتم إدخال الجينات الفيروسية في الكروموسوم البكتيري، وفي دورة تكاثر البكتريوفاج يتكاثر الفيروس داخل المضيف، ويتم قتل المضيف عندما تفتح الفيروسات المنسوخة حديثا الخلية المضيفة أو تطلقها. (Brody,2023)
دورة حياة البكتيريوفاج هي العملية التي يتبعها البكتيريوفاج للتكاثر، تتكون هذه الدورة من 5 مراحل رئيسية:
1. الارتباط:
· يرتبط البكتيريوفاج بمستقبلات محددة على سطح الخلية البكتيرية. (Lwoff,1950)
· تعتمد المستقبلات على نوع البكتيريوفاج.
· بعض البكتيريوفاجات لها مستقبلات واسعة النطاق، بينما البعض الآخر له مستقبلات محددة للغاية.
2. الحقن:
· يحقن البكتيريوفاج الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية.
· يتم ذلك من خلال آلية تسمى الحقن.
· الحقن هو عملية نشطة تتطلب طاقة من البكتيريوفاج.
3. التكاثر:
· يتكاثر الحمض النووي للبكتيريوفاج داخل الخلية البكتيرية.
· يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
· بعض البكتيريوفاجات تتكاثر باستخدام الحمض النووي الريبوزي كوسيط.
· البعض الآخر يتكاثر باستخدام الحمض النووي مباشرة. (Lynch, 2008)
4. التجميع:
· يتم تجميع جزيئات البكتيريوفاج الجديدة.
· يتم ذلك باستخدام آليات الخلية البكتيرية.
· تتكون جزيئات البكتيريوفاج الجديدة من البروتين والحمض النووي.
5. الانحلال:
· تنكسر الخلية البكتيرية، وتطلق جزيئات البكتيريوفاج الجديدة.
· يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
· بعض البكتيريوفاجات تسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال إنزيمات محددة.
· البعض الآخر يسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال تراكم جزيئات البكتيريوفاج الجديدة (Kutter, 2010)
ملاحظة: هذه هي دورة حياة عامة للبكتيريوفاج. قد تختلف التفاصيل الدقيقة لدورة حياة البكتيريوفاج اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
مراحل دورة حياة البكتيريوفاج:
مرحلة الكمون:
v يدخل البكتيريوفاج في حالة خمول داخل الخلية البكتيرية.
v يمكن أن يستمر هذا لعدة سنوات.
v يمكن تنشيط البكتيريوفاج بواسطة عوامل محددة، مثل الإجهاد أو العدوى. (Brody,2011)
مرحلة الانحلال الخلوي:
v تنكسر الخلية البكتيرية، وتطلق جزيئات البكتيريوفاج الجديدة.
v يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
v بعض البكتيريوفاجات تسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال إنزيمات محددة.
v البعض الآخر يسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال تراكم جزيئات البكتيريوفاج الجديدة (Ackermann, 2011)
أمثلة على دورة حياة البكتيريوفاج:
دورة حياة بكتيريوفاج T4:
v الارتباط: يرتبط بكتيريوفاج T4 بمستقبلات محددة على سطح الخلية البكتيرية.
v الحقن: يحقن بكتيريوفاج T4 الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية.
v التكاثر: يتكاثر الحمض النووي لبكتيريوفاج T4 داخل الخلية البكتيرية.
v التجميع: يتم تجميع جزيئات بكتيريوفاج T4 الجديدة.
v الانحلال: تنكسر الخلية البكتيرية، وتطلق جزيئات بكتيريوفاج T4 الجديدة. (Ackermann, 2011)
دورة حياة بكتيريوفاج (لاندا) λ:
v الارتباط: يرتبط بكتيريوفاج λ بمستقبلات محددة على سطح الخلية البكتيرية.
v الحقن: يحقن بكتيريوفاج λ الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية.
v التكاثر: يتكاثر الحمض النووي لبكتيريوفاج λ داخل الخلية البكتيرية.
v التجميع: يتم تجميع جزيئات بكتيريوفاج λ الجديدة.
v الانحلال: تنكسر الخلية البكتيرية (Ptashne, 2004)
كيف تنقل الجراثيم الجينات بين البكتريوفاج: -
تساعد البكتيريا على نقل الجينات بين البكتريوفاج، عن طريق إعادة التركيب الوراثي، يعرف هذا النوع من نقل الجينات بالتحول (Frederick Griffith1928)، ويمكن تحقيق التحول من خلال دورة lytic أو lysogenic في الدورة التحلية، على سبيل المثال تضخ البكتريوفاج الحمض النووي الخاص بها وتقوم الإنزيمات بفصل الحمض النووي البكتيري إلى أجزاء، وتوجه جينات البكتيريا لإنتاج المزيد من الجينات الفيروسية والمكونات الفيروسية (الكبسولات، الذيل، إلخ). (Haft, 2003)
هناك ثلاث طرق رئيسية لنقل الجينات بين البكتريوفاج:
1. التحويل:
عملية: يتم نقل الحمض النووي من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال وسيط بكتريوفاج، اكتشف التحويل لأول مرة من قبل (Frederick Griffith1928).
قدم Oswald Avery وزملاؤه دليلاً على أن الحمض النووي هو المادة الوراثية في عام 1944.
2. الاقتران:
عملية: يتم نقل الحمض النووي من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال جسر مباشر بين الخلايا، اكتشف الاقتران لأول مرة من قبل (1946 & Joshua Lederberg Esther Lederberg) .
3. التحويل:
عملية: يتم نقل الحمض النووي من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال جزيء بكتريوفاج، اكتشف التحويل لأول مرة من قبل (1952 Norman Zinder & Joshua Lederberg).
تنقسم الفيروسات من حيث
عوائلها لثلاث مجموعات رئيسية هي: -
أ - واسعة المدى العائلي: يستطيع الفيروس أن يتطفل على عدد كبير من العوائل الحية مثل فيروس تجعد القمة في نبات البنجر والذي يتطفل على 220 نوعاً تقريبا موزعه بین 41 فصيلة نباتية.
ب وسطية المدى العائلي: يتطفل الفيروس على أفراد فصيلة واحدة فقط من العائلة النباتية 2.
ج- ضيقة المدى العائلي: يكون تطفل الفيروس على نبات عائل واحد فقط أو قلة من النباتات مثل فيروس تبرقش الذرة الذي يتطفل على الذرة. (Deamer,2019)
5- للفيروسات القدرة على إنتاج سلالات متطفرة Mutant strains أي أن عند تعرض البلورات الفيروسية لبعض العوامل المستحثة للطفرة مثل بعض الإشعاعات والكيماويات فيؤدي ذلك إلى التغير في صفاتها أو قدرتها التطفلية وتظهر سلالة جديدة تطفرة تتميز تماماً عن السلالة الأبوية، والتطفر الذي يحدث في الفيروسات تطفر إلكتروني وليس تطفرا" جينيا حيث إن بعض هذه المؤثرات الإشعاعية والكيميائية تؤثر على جزيئات الفيروس وتسبب فصل أحد الإلكترونات فينتج عنه خلل في الجزيئات لإعادة تنظيم ما تبقى من الإلكترونات ويصاحب إعادة التنظيم الإلكتروني تبديل في الخواص وإنتاج سلالات جديدة متطفرة من الفيروسات.
البكتيريوفاج Bacteriophage
الفيروس الذي يهمنا في التربة هو ما يسمى البكتريوفاج أو الفاجPhage أو لاقمات البكتريا هي أنواع من الفيروسات تتطفل إجباريا على خلايا البكتريا وتتكاثر بداخلها فتسبب تحللها وإذابتها، ولكل جنس بكتريا بل لكل نوع بكتريا يوجد بكتريوفاج خاص به. (Jofre.et.al , 2016)
تركيب البكتريوفاج
تعد بكتريوفاج فيروسات “آكلة للبكتيريا” لأنها فيروسات تصيب البكتيريا وتدمرها، وتسمى هذه الكائنات المجهرية أحيانًا phages العاثية، وبالإضافة إلى إصابتها للبكتيريا، تصيب البكتريوفاج أيًا بكتيريا بدائيات النوى المجهرية ”microscopic prokaryotes” المعروفة باسم archaea، وهذه العدوى خاصة بأنواع معينة من البكتيريا، فالعدوى التي تصيب E. coli على سبيل المثال لن تصيب بكتيريا الجمرة الخبيثة، وبما أن البكتريوفاج لا تصيب الخلايا البشرية فقد تم استخدامها في العلاجات الطبية لعلاج الأمراض البكتيرية ،تتكون البكتريوفاجات كباقي الفيروسات من حامض نووي يحتوي على صفات الفاج الوراثية ونشاطه وكذلك بروتين يعمل على حماية المادة النووية (الرأس) ويحتوي الرأس على الحامض النووي DNA المحاط بغلاف بروتيني الذي يمتد ليغطي الذيل ويكون طويلاً أو قصيراً ولا يقوم بوظيفة الحركة وهو معقد التركيب فيحتوى على أنبوبة مجوفة محاطة بغلاف بروتيني له القدرة على الانقباض وينتهي من أسفل بقرص قاعدي وتوجد ست شعيرات ذيلية رقيقة وطويلة تتصل بالقاعدة تعمل على التصاق الفاج على سطح العائل. (Sulakvelidze, 2005)
(شكل 1): تركيب البكتريوفاج)
أنواع البكتريوفاج في التربة: -
هناك نوعين من البكتريوفاج في التربة هما: -
Lytic bacteriophage -1: وهو الذي يدخل داخل الخلية البكتيرية بمساعدة عنصر معدني ثنائي الشحنة الموجبة مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم فيتكاثر الفايروس داخل الخلية البكتيرية ويوقف نشاطها ثم يؤدي الى موتها بعدها تخرج منها مئات الجزيئات الفايروسية التي تصيب خلايا أخرى وهكذا. (Jofre, 2016)
Lysogenic bacteriophage -2: وهو ما يسمى بالفيروس المؤقت إذ أن هذا النوع لا يقضي على الخلية البكتيرية في المراحل الأولى من دخوله وإنما تبقى الخلايا البكتيرية حاملة للفيروس بداخلها وتنقله الى الأجيال الاخرى مع خروج جزيئات من الفيروس بين فترة واخرى دون تحلل الخلية البكتيرية. (Paul.et.al , 2019)
تتم إصابة البكتريا بواسطة الفاج في عدة مراحل هي: -
ü الالتصاق Adsorption: وفيه يلتصق الفاج في نقطة على سطح الخلية البكتيرية ويكون الالتصاق نتيجة لتفاعل كيميائي بين الفاج والبكتريا وتتكون رابطة كيميائية. (Sulakvelidze, 2005)
ü الاختراق Penetration: وفيه تبدأ الشعيرات الموجودة على ذيل الفاج في إفراز الأنزيمات التي تذيب جزء DNA إلى داخل الخلية من جدار البكتريا فينتج ثقب ينفذ منه الحامض النووي الى البكتيرية ويترك الغلاف البروتيني في الخارج.
ü وقف نشاط الخلية البكتيرية Blocking the cell information: بمجرد دخول الحامض النووي DNA للخلية يحدث تغير في أيض الخلية البكتيرية فيقف نشاطها عن تكوين مكوناتها الأساسية مثل الحامض النووي البكتيري والبروتين.
ü تخليق مكونات الفاج Biosynthesis of Phage component: قرب نهاية مرحلة تكوين الحامض النووي DNA والبروتين يبدأ البروتين المتكون بإحاطة الحامض النووى DNA لتتكون جزيئات جديدة من الفاجات.
ü تحرر الفاجات : Particles Release of Pageفي هذه المرحلة تقوم الفاجات بإذابة جدار الخلية البكتيرية وتتحرر إلى الخارج ويبدأ كل فاج بمهاجمة خلية بكتيرية جديدة، والزمن الذي يستغرقه الفاج منذ التصاقه بسطح الخلية البكتيرية حتى يتم تحرر الفاجات هو بين 20 - 40 دقيقة وتسمى هذه الدورة بدورة الإذابة. (Dimmock.et.al , 2007)
فيروسات البكتريا bacteriophage:
اكتشفت لأول مرة بواسطة كلا من العالمان تورت وديرهيل حيث وجدا ان البكتريا قد تضار نتيجة لمرض مسبب عن فيروس قابل للترشيح خلال المرشحات البكتيرية، فقد اوجدا أنه عند اضافة قطعة صغيرة من براز شخص مريض بالدوسنتاريا الى بيئة مرق اللحم ثم امرار هذا السائل خلال مرشح بكتيري للتخلص من البكتيريا فأن الراشح الرائق الخالي من اي خلايا بكتيرية عند اضافة مقدار ضئيل منة الى مزرعة بكتيرية للدوسنتاريا سائلة شديدة التعكير يؤدي الى اختفاء العكارة في ساعات قليلة، كما أنه عندما لامس هذا الراشح الرائق طبقة مستمرة من بكتريا الدوسنتاريا النامية على مستنبتات صلبة تتكون بقع شفافة خالية من البكتيريا تسمى بلاك plaqe وسماه اكل البكتيريا المعوية ثم اكتشفوا أنه يلتهم انواع اخرى من البكتيريا فاستخدم لفظ bacteriophage))أكل البكتيريا ثم اختصرت للتسهيل( phage) فاج، يمكن رؤية الفاجات على البيئات الصلبة عن طريق تكوين البلاكات (مناطق خالية من النمو) اما المزارع البكتيرية السائلة فإلفاج يعمل على ازالة التعكير من البيئة، يمكن عد الفاج في تخفيف بعدد البلاكات التي يكونها حجم معين من هذا التخفيف على سطح طبقة مستمرة من البكتيريا. (Flint.et.al , 2004)
معظم البحوث اجريت على فيروسات بكتريا القولون E. coli وتسمى هذه الفيروسات بــColiphage
تتكون البكتريوفاج من: -
1-اللب (DNA-RNA)
2-المحفظة (الغطاء البروتيني)
في البكتريوفاج يوجد ذيل لامتزاج جزي الفيروس على سطح البكتيريا او لحقن الحمض النووي داخل الخلية البكتيرية، معظم فيروسات البكتيريا متعددة الأوجه وبعضها خيطي أو عصوي، الفاجات أكثر تخصصا لعوائلها من فيروسات النبات أو الحيوان. (Sulakvelidze2005)
عزل الفاج:
تختلف الفاجات تبعاً للدورات الطبيعية في الوسط (مياه الأنهار، مياه المجاري، براز الانسان والحيوان، التربة، الأغذية المختلفة):
ü العزل من التربة Azotobacter, Rhizobium
ü العزل من المياه coli E.
ü العزل من اللبن Lactobacillus، Streptococcus
طريقة العمل:-
1-يتم تحضير 25 مل من بيئة مرق مغذي مناسبة لإكثار البكتيريا في دورق حجمه 500مل.
2-تلقح البيئة بالعينة المطلوبة للدراسة فمثلاً، من عينة التربة 1جم، من عينة اللبن والمياه 1مل.
3-بعد عملية التلقيح يحضن الدورق عند 37 °م لمدة 24ساعة على جهاز هزار.
4-بعد التحضين يترك الدورق في درجة حرارة الغرفة 15دقيقة حتى تترسب الشوائب.
5-ينقل الرائق باستخدام ماصة معقمة الى انبوبة طرد مركزي ثم تتم عملية الطرد عند 7000 لفة في الدقيقة لمدة 30 دقيقة.
6- يتكون بعد عملية الطرد pellet الراسب وهو كبير الحجم supernatant وهو معلق يحوي الفاج ينقل الراشح الى انبوبة يضاف لها الكلوروفورم بنسبة 10:1 (مل 1كلوروفورم،10مل من العينة) وترج جيداً لمدة 5دقائق.
7- يتم عمل طرد مركزي عند 3000 لفة لمدة 10 دقائق.
8-بعد عملية الطرد ينقل المعلق (المحتوي على الفاج) باستخدام ماصة معقمة الى انبوبة معقمة ويحفظ عند4م. (Clokie.et.al,2009)
الكشف عن وجود الفاج على الاوساط الصلبة:
الطريقة الأولى: اختبار النشاط الإنزيمي:
الطريقة:
1. طعّم العينة على وسط صلب غني بالبروتين (مثل LB Agar).
2. رشّ العينة بمحلول Lugol's iodine.
3. اترك العينة لتنمو في حاضنة لمدة 24 ساعة.
4. لاحظ وجود هالة زرقاء حول المستعمرات. (Baltimore, 1980)
التفسير:
تُنتج بكتيريا الفاج إنزيمًا يُسمى "الليزوزيم" الذي يُفكك جدران الخلايا البكتيرية.
يتفاعل اليود مع جدران الخلايا البكتيرية المُفككة مُنتجًا هالة زرقاء حول المستعمرات.
الطريقة الثانية: اختبار التكاثر:
الطريقة:
1. طعّم العينة على وسط صلب غني بالبكتيريا المضيفة.
2. اترك العينة لتنمو في حاضنة لمدة 24 ساعة.
3. لاحظ وجود مناطق شفافة (بقع ليز) على الوسط.(القادر، 2012)
التفسير:
تُسبب بكتيريا الفاج موت الخلايا البكتيرية المضيفة، مما يُنتج مناطق شفافة على الوسط.
الطريقة الثالثة: اختبار الارتباط:
الطريقة:
1. استخدم تقنية PCR لنسخ الحمض النووي للفيروس.
2. استخدم تقنية Real-Time PCR لقياس كمية الحمض النووي للفيروس. (Sulakvelidze, 2005)
التفسير:
وجود كمية كبيرة من الحمض النووي للفيروس في العينة يدل على وجود الفاج.
ملاحظات:
· يجب التأكد من أن الوسط المستخدم مناسب لنوع الفاج المُراد الكشف عنه.
· يجب استخدام ضوابط إيجابية وسلبية للتحقق من صحة النتائج.
· يمكن استخدام تقنيات أخرى للكشف عن الفاج، مثل تقنية ELISA وتقنية Western Blot.
الكشف عن الفاج على بيئات السائلة:
قياس درجة التعكير:
1-تحضرانبوبتين تحوي بيئة سائلة وتلقح بالبكتيريا المخصصة للفاج المراد الكشف عنة حديثة النمو24ساعة.
2-تلقح انبوبة واحدة بـ 1مل من معلق الفاج والانبوبة الاخرى بـ 1مل من الماء المقطر المعقم (كنترول).
3-تحضن الانابيب عند37م لمدة 24ساعة.
4-بعد التحضين توضع الانابيب في جهاز قياس درجة التعكير وتسجل النتيجة.(السيد، 2010)
تلقح الانابيب بالبكتريا والفاج بة وتكاثر الفيروس:
الباحث
الشكر والتقدير
الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف الانبياء والمرسلين على نبينا محمد وآلهِ وسلم تسليماً كثيراً.
أشكر الله تعالى على فضله حيث أتاح لي إنجاز هذا العمل بفضله، فله الحمد أولاً واخراً،
ثم أشكر أولئك الاخيار الذين مدوا لي يدَ المساعدة، خلال هذه الفترة، وفي مقدمتهم استاذتي المشرفة على الرسالة (اسم المشرف)
التي لم تدخر جهداً في مساعدتي، فلها كل التقدير والامتنان، حفظها الله ومتّعها بالصحة والعافية،
الباحث
الفهرست
يكون للمحتويات على شكل جدول
المقدمة:
تعد بكتريوفاج فيروسات “آكلة للبكتيريا” لأنها فيروسات تصيب البكتيريا وتدمرها، وتسمى هذه الكائنات المجهرية أحيانًا phages العاثية، وبالإضافة إلى إصابتها للبكتيريا، تصيب البكتريوفاج أي بكتيريا بدائية النوى المجهرية” microscopic prokaryotes” المعروفة باسم archaea، وهذه العدوى خاصة بأنواع معينة من البكتيريا، فالعدوى التي تصيب E. coli على سبيل المثال لن تصيب بكتيريا الجمرة الخبيثة، وبما أن البكتريوفاج لا تصيب الخلايا البشرية فقد تم استخدامها في العلاجات الطبية لعلاج الأمراض البكتيرية ( 2012 Prangishvili ,)
أنواع البكتريوفاج
له ثلاثة أنواع هي: -
نظراً لأن البكتريوفاج فيروس، فهو يتكون من حمض نووي DNA أو RNA داخل غلاف البروتين، وقد يكون للجرثومة أيضا ذيل بروتين متصل بالكبسيد مع ألياف ممتدة من الذيل، وتساعد الألياف الخلفية الذيل على الالتصاق بمضيفه وتساعد الذيل في حقن الجينات الفيروسية في المضيف Murray et.al , 2016) (، وقد توجد البكتريوفاج على النحو التالي: -
v الجينات الفيروسية في رأس القفيصة مع عدم وجود الذيل.
v الجينات الفيروسية في رأس القفيصة والذيل.
v الكابسيد الخيطي أو على شكل قضيب مع الحمض النووي الدائري.
وتمتلك بكتيريا الحمض النووي الريبي (RNA) والفيروسات النباتية والفيروسات الحيوانية آلية ذاتية الطي تمكن الجينوم الفيروسي من أن يندرج في القفيصة (القشرة البروتينية للفيروس)، ويبدو أن جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي فقط لديه هذه الآلية القابلة للطي الذاتي، وتتناسب فيروسات الحمض النووي مع الجينوم الخاص بها في الكبسيد بمساعدة إنزيمات خاصة تعرف باسم إنزيمات packing. (Brody,2011)
أشكال البكتريوفاج: -
v البكتريوفاج الذنبي، الذي له ذيل طويل يشبه إبرة.
v البكتريوفاج العضلي، الذي له رأس على شكل مضلع وذيل قصير.
v البكتريوفاج السيفوي، الذي له رأس على شكل سيف وذيل طويل.
دورة البكتريوفاج في الحياة: -
البكتريوفاج قادرة على التكاثر عن طريق دورات الحياة الخلوية، تعرف الدورة اللايسوجينية أيضا بالدورة المعتدلة لأن المضيف لا يقتل، يقوم الفيروس بحقن جيناته في البكتيريا ويتم إدخال الجينات الفيروسية في الكروموسوم البكتيري، وفي دورة تكاثر البكتريوفاج يتكاثر الفيروس داخل المضيف، ويتم قتل المضيف عندما تفتح الفيروسات المنسوخة حديثا الخلية المضيفة أو تطلقها. (Brody,2023)
دورة حياة البكتيريوفاج هي العملية التي يتبعها البكتيريوفاج للتكاثر، تتكون هذه الدورة من 5 مراحل رئيسية:
1. الارتباط:
· يرتبط البكتيريوفاج بمستقبلات محددة على سطح الخلية البكتيرية. (Lwoff,1950)
· تعتمد المستقبلات على نوع البكتيريوفاج.
· بعض البكتيريوفاجات لها مستقبلات واسعة النطاق، بينما البعض الآخر له مستقبلات محددة للغاية.
2. الحقن:
· يحقن البكتيريوفاج الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية.
· يتم ذلك من خلال آلية تسمى الحقن.
· الحقن هو عملية نشطة تتطلب طاقة من البكتيريوفاج.
3. التكاثر:
· يتكاثر الحمض النووي للبكتيريوفاج داخل الخلية البكتيرية.
· يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
· بعض البكتيريوفاجات تتكاثر باستخدام الحمض النووي الريبوزي كوسيط.
· البعض الآخر يتكاثر باستخدام الحمض النووي مباشرة. (Lynch, 2008)
4. التجميع:
· يتم تجميع جزيئات البكتيريوفاج الجديدة.
· يتم ذلك باستخدام آليات الخلية البكتيرية.
· تتكون جزيئات البكتيريوفاج الجديدة من البروتين والحمض النووي.
5. الانحلال:
· تنكسر الخلية البكتيرية، وتطلق جزيئات البكتيريوفاج الجديدة.
· يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
· بعض البكتيريوفاجات تسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال إنزيمات محددة.
· البعض الآخر يسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال تراكم جزيئات البكتيريوفاج الجديدة (Kutter, 2010)
ملاحظة: هذه هي دورة حياة عامة للبكتيريوفاج. قد تختلف التفاصيل الدقيقة لدورة حياة البكتيريوفاج اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
مراحل دورة حياة البكتيريوفاج:
مرحلة الكمون:
v يدخل البكتيريوفاج في حالة خمول داخل الخلية البكتيرية.
v يمكن أن يستمر هذا لعدة سنوات.
v يمكن تنشيط البكتيريوفاج بواسطة عوامل محددة، مثل الإجهاد أو العدوى. (Brody,2011)
مرحلة الانحلال الخلوي:
v تنكسر الخلية البكتيرية، وتطلق جزيئات البكتيريوفاج الجديدة.
v يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، اعتمادًا على نوع البكتيريوفاج.
v بعض البكتيريوفاجات تسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال إنزيمات محددة.
v البعض الآخر يسبب انحلال الخلية البكتيرية من خلال تراكم جزيئات البكتيريوفاج الجديدة (Ackermann, 2011)
أمثلة على دورة حياة البكتيريوفاج:
دورة حياة بكتيريوفاج T4:
v الارتباط: يرتبط بكتيريوفاج T4 بمستقبلات محددة على سطح الخلية البكتيرية.
v الحقن: يحقن بكتيريوفاج T4 الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية.
v التكاثر: يتكاثر الحمض النووي لبكتيريوفاج T4 داخل الخلية البكتيرية.
v التجميع: يتم تجميع جزيئات بكتيريوفاج T4 الجديدة.
v الانحلال: تنكسر الخلية البكتيرية، وتطلق جزيئات بكتيريوفاج T4 الجديدة. (Ackermann, 2011)
دورة حياة بكتيريوفاج (لاندا) λ:
v الارتباط: يرتبط بكتيريوفاج λ بمستقبلات محددة على سطح الخلية البكتيرية.
v الحقن: يحقن بكتيريوفاج λ الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية.
v التكاثر: يتكاثر الحمض النووي لبكتيريوفاج λ داخل الخلية البكتيرية.
v التجميع: يتم تجميع جزيئات بكتيريوفاج λ الجديدة.
v الانحلال: تنكسر الخلية البكتيرية (Ptashne, 2004)
كيف تنقل الجراثيم الجينات بين البكتريوفاج: -
تساعد البكتيريا على نقل الجينات بين البكتريوفاج، عن طريق إعادة التركيب الوراثي، يعرف هذا النوع من نقل الجينات بالتحول (Frederick Griffith1928)، ويمكن تحقيق التحول من خلال دورة lytic أو lysogenic في الدورة التحلية، على سبيل المثال تضخ البكتريوفاج الحمض النووي الخاص بها وتقوم الإنزيمات بفصل الحمض النووي البكتيري إلى أجزاء، وتوجه جينات البكتيريا لإنتاج المزيد من الجينات الفيروسية والمكونات الفيروسية (الكبسولات، الذيل، إلخ). (Haft, 2003)
هناك ثلاث طرق رئيسية لنقل الجينات بين البكتريوفاج:
1. التحويل:
عملية: يتم نقل الحمض النووي من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال وسيط بكتريوفاج، اكتشف التحويل لأول مرة من قبل (Frederick Griffith1928).
قدم Oswald Avery وزملاؤه دليلاً على أن الحمض النووي هو المادة الوراثية في عام 1944.
2. الاقتران:
عملية: يتم نقل الحمض النووي من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال جسر مباشر بين الخلايا، اكتشف الاقتران لأول مرة من قبل (1946 & Joshua Lederberg Esther Lederberg) .
3. التحويل:
عملية: يتم نقل الحمض النووي من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال جزيء بكتريوفاج، اكتشف التحويل لأول مرة من قبل (1952 Norman Zinder & Joshua Lederberg).
يمكن
أن تؤدي نقل الجينات بين البكتريوفاج إلى:
v اكتساب مقاومة المضادات الحيوية.
v اكتساب قدرة جديدة على التمثيل الغذائي.
v زيادة القدرة على التسبب في الأمراض.
يُعد نقل الجينات بين البكتريوفاج مصدر قلق كبير للصحة العامة. (Thomas, 2005)
هل تتسبب البكتريوفاج في جعل البكتيريا ضارة للإنسان؟
تستخدم البكتريوفاج لاستهداف البكتيريا السيئة حيث قام العلماء بعزل البكتريوفاج التي تدمر كلوستريديوم الخبيثة (C. diff) التي تؤثر عادة على الجهاز الهضمي مما يسبب الإسهال والتهاب القولون، ويوفر علاج هذا النوع من العدوى بالبكتريا طريقة للحفاظ على بكتيريا الأمعاء الجيدة مع تدمير الجراثيم فقط، فبسبب الإفراط في استخدام المضادات الحيوية أن أصبحت سلالات البكتيريا المقاومة أكثر شيوعًا، لذا فإن هذا النوع من العلاج مجدي أكثر، كما تستخدم البكتريوفاج لتدمير البكتيريا السيئة الأخرى بما في ذلك E. coli المقاومة للعقاقير و MRSA. (Prangishvili, 2012)
للبكتريوفاج العديد من الفوائد، بما في ذلك:
v مكافحة العدوى البكتيرية: يمكن استخدام البكتريوفاج لعلاج الالتهابات البكتيرية التي تقاوم المضادات الحيوية.
v تعزيز صحة الأمعاء: يمكن أن يساعد البكتريوفاج في تحسين صحة الأمعاء عن طريق قتل البكتيريا الضارة وتعزيز نمو البكتيريا النافعة.
v مكافحة الأمراض: يمكن استخدام البكتريوفاج لمكافحة الأمراض الفيروسية مثل الإنفلونزا. (Kutter, 2012)
للبكتريوفاج بعض المخاطر، بما في ذلك:
v مقاومة البكتريوفاج: يمكن أن تصبح البكتيريا مقاومة للبكتريوفاج، مما يجعله غير فعال في علاج العدوى.
v الآثار الجانبية: يمكن أن تكون للبكتريوفاج بعض الآثار الجانبية، مثل الغثيان والقيء.
الفايروسات
تعريف الفيروس: -
عرفت الفيروسات قبل اكتشاف عالم الميكروبات بفترة طويلة، وتعتبر تراكيب لا خلوية تصيب شتى الكائنات الحية واكتشفها العالم إيفانوفسكي Ivanowski عام1892، ولفظ فيروس virus هو كلمة لاتينية تعنى سائل سام (Venum) والفيروسات متناهية في الصغر ويتراوح حجمها بين 20 - 300 نانوميتر ولذلك فهي لا ترى إلا بالمجهر الإلكتروني. (Dimmock, 2007)
ومن أهم تعاريف الفيروس:
1- الفيروس هو كائن حي دقيق يتكون من حمض نووي أو حمض ريبوزي محاط بغلاف بروتيني. لا يمكن للفيروسات التكاثر بمفردها، بل تعتمد على الخلايا الحية للتكاثر. تُصيب الفيروسات جميع أنواع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر والحيوانات والنباتات. (Dimmock, et.al , 2007)
2- الفيروس هو جزيء معدٍ يتكون من حمض نووي أو حمض ريبوزي محاط بغلاف بروتيني. لا يمكن للفيروسات التكاثر بمفردها، بل تعتمد على آليات الخلايا الحية للتكاثر. تُصيب الفيروسات جميع أنواع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر والحيوانات والنباتات. (Knipe. et.al, 2013)
3- الفيروس هو كائن حي دقيق يتكون من حمض نووي أو حمض ريبوزي محاط بغلاف بروتيني. لا يمكن للفيروسات التكاثر بمفردها، بل تعتمد على الخلايا الحية لإنتاج ذرية جديدة. تُصيب الفيروسات جميع أنواع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر والحيوانات والنباتات. (Flint. et.al, 2004)
الصفات العامة للفيروسات:
تعتبر الفيروسات حلقة اتصال بين عالمي الجماد والأحياء ولذلك لابد من دراسة كل من الصفات الإحيائية والجمادية للفيروس وهي كالآتي:
أولاً: الصفات الجمادية
1- يمكن لحبيبات الفيروس أن تسلك في أنابيب الاختبار مسلك المواد الكيميائية الجمادية فتتبلور ويمكن إعادة إذابتها وتبلورها دون أن تفقد قدرتها التطفلية.
2- لا تظهر الحبيبات الفيروسية نشاطا أيضياً مميزاً ولا يمكن التعرف عليها إلا إذا وجدت داخل عائلها الحي. (Flint.et.al , 2004)
ثانياً: الصفات الإحيائية
1- الفيروسات كائنات متطفلة إجبارية obligate parasites لا تستطيع النمو والتكاثر إلا داخل الخلايا الحية.
2- عندما يصيب الفيروس خلية حية فانه يحتاج لفترة تحضين معينة incubation period حتى تظهر الأعراض المرضية. (Dimmock.et.al , 2007)
3- لها نقاط حرارة مميتة thermal death محددة وتتباين هذه الدرجات باختلاف الفيروسات.
4- يتباين المدى العائلي not range باختلاف الفيروسات حيث ان الفيروسات تتخير عوائلها.
v اكتساب قدرة جديدة على التمثيل الغذائي.
v زيادة القدرة على التسبب في الأمراض.
يُعد نقل الجينات بين البكتريوفاج مصدر قلق كبير للصحة العامة. (Thomas, 2005)
هل تتسبب البكتريوفاج في جعل البكتيريا ضارة للإنسان؟
تستخدم البكتريوفاج لاستهداف البكتيريا السيئة حيث قام العلماء بعزل البكتريوفاج التي تدمر كلوستريديوم الخبيثة (C. diff) التي تؤثر عادة على الجهاز الهضمي مما يسبب الإسهال والتهاب القولون، ويوفر علاج هذا النوع من العدوى بالبكتريا طريقة للحفاظ على بكتيريا الأمعاء الجيدة مع تدمير الجراثيم فقط، فبسبب الإفراط في استخدام المضادات الحيوية أن أصبحت سلالات البكتيريا المقاومة أكثر شيوعًا، لذا فإن هذا النوع من العلاج مجدي أكثر، كما تستخدم البكتريوفاج لتدمير البكتيريا السيئة الأخرى بما في ذلك E. coli المقاومة للعقاقير و MRSA. (Prangishvili, 2012)
للبكتريوفاج العديد من الفوائد، بما في ذلك:
v مكافحة العدوى البكتيرية: يمكن استخدام البكتريوفاج لعلاج الالتهابات البكتيرية التي تقاوم المضادات الحيوية.
v تعزيز صحة الأمعاء: يمكن أن يساعد البكتريوفاج في تحسين صحة الأمعاء عن طريق قتل البكتيريا الضارة وتعزيز نمو البكتيريا النافعة.
v مكافحة الأمراض: يمكن استخدام البكتريوفاج لمكافحة الأمراض الفيروسية مثل الإنفلونزا. (Kutter, 2012)
للبكتريوفاج بعض المخاطر، بما في ذلك:
v مقاومة البكتريوفاج: يمكن أن تصبح البكتيريا مقاومة للبكتريوفاج، مما يجعله غير فعال في علاج العدوى.
v الآثار الجانبية: يمكن أن تكون للبكتريوفاج بعض الآثار الجانبية، مثل الغثيان والقيء.
الفايروسات
تعريف الفيروس: -
عرفت الفيروسات قبل اكتشاف عالم الميكروبات بفترة طويلة، وتعتبر تراكيب لا خلوية تصيب شتى الكائنات الحية واكتشفها العالم إيفانوفسكي Ivanowski عام1892، ولفظ فيروس virus هو كلمة لاتينية تعنى سائل سام (Venum) والفيروسات متناهية في الصغر ويتراوح حجمها بين 20 - 300 نانوميتر ولذلك فهي لا ترى إلا بالمجهر الإلكتروني. (Dimmock, 2007)
ومن أهم تعاريف الفيروس:
1- الفيروس هو كائن حي دقيق يتكون من حمض نووي أو حمض ريبوزي محاط بغلاف بروتيني. لا يمكن للفيروسات التكاثر بمفردها، بل تعتمد على الخلايا الحية للتكاثر. تُصيب الفيروسات جميع أنواع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر والحيوانات والنباتات. (Dimmock, et.al , 2007)
2- الفيروس هو جزيء معدٍ يتكون من حمض نووي أو حمض ريبوزي محاط بغلاف بروتيني. لا يمكن للفيروسات التكاثر بمفردها، بل تعتمد على آليات الخلايا الحية للتكاثر. تُصيب الفيروسات جميع أنواع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر والحيوانات والنباتات. (Knipe. et.al, 2013)
3- الفيروس هو كائن حي دقيق يتكون من حمض نووي أو حمض ريبوزي محاط بغلاف بروتيني. لا يمكن للفيروسات التكاثر بمفردها، بل تعتمد على الخلايا الحية لإنتاج ذرية جديدة. تُصيب الفيروسات جميع أنواع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر والحيوانات والنباتات. (Flint. et.al, 2004)
الصفات العامة للفيروسات:
تعتبر الفيروسات حلقة اتصال بين عالمي الجماد والأحياء ولذلك لابد من دراسة كل من الصفات الإحيائية والجمادية للفيروس وهي كالآتي:
أولاً: الصفات الجمادية
1- يمكن لحبيبات الفيروس أن تسلك في أنابيب الاختبار مسلك المواد الكيميائية الجمادية فتتبلور ويمكن إعادة إذابتها وتبلورها دون أن تفقد قدرتها التطفلية.
2- لا تظهر الحبيبات الفيروسية نشاطا أيضياً مميزاً ولا يمكن التعرف عليها إلا إذا وجدت داخل عائلها الحي. (Flint.et.al , 2004)
ثانياً: الصفات الإحيائية
1- الفيروسات كائنات متطفلة إجبارية obligate parasites لا تستطيع النمو والتكاثر إلا داخل الخلايا الحية.
2- عندما يصيب الفيروس خلية حية فانه يحتاج لفترة تحضين معينة incubation period حتى تظهر الأعراض المرضية. (Dimmock.et.al , 2007)
3- لها نقاط حرارة مميتة thermal death محددة وتتباين هذه الدرجات باختلاف الفيروسات.
4- يتباين المدى العائلي not range باختلاف الفيروسات حيث ان الفيروسات تتخير عوائلها.
أ - واسعة المدى العائلي: يستطيع الفيروس أن يتطفل على عدد كبير من العوائل الحية مثل فيروس تجعد القمة في نبات البنجر والذي يتطفل على 220 نوعاً تقريبا موزعه بین 41 فصيلة نباتية.
ب وسطية المدى العائلي: يتطفل الفيروس على أفراد فصيلة واحدة فقط من العائلة النباتية 2.
ج- ضيقة المدى العائلي: يكون تطفل الفيروس على نبات عائل واحد فقط أو قلة من النباتات مثل فيروس تبرقش الذرة الذي يتطفل على الذرة. (Deamer,2019)
5- للفيروسات القدرة على إنتاج سلالات متطفرة Mutant strains أي أن عند تعرض البلورات الفيروسية لبعض العوامل المستحثة للطفرة مثل بعض الإشعاعات والكيماويات فيؤدي ذلك إلى التغير في صفاتها أو قدرتها التطفلية وتظهر سلالة جديدة تطفرة تتميز تماماً عن السلالة الأبوية، والتطفر الذي يحدث في الفيروسات تطفر إلكتروني وليس تطفرا" جينيا حيث إن بعض هذه المؤثرات الإشعاعية والكيميائية تؤثر على جزيئات الفيروس وتسبب فصل أحد الإلكترونات فينتج عنه خلل في الجزيئات لإعادة تنظيم ما تبقى من الإلكترونات ويصاحب إعادة التنظيم الإلكتروني تبديل في الخواص وإنتاج سلالات جديدة متطفرة من الفيروسات.
6- تحتوي الفيروسات على نوع واحد من الأحماض النووية إما DNA أو RNA وقد وجد أن الفيروسات المسببة للأمراض لا تستجيب للعلاج بالمضادات. (Lynch,2008)
البكتيريوفاج Bacteriophage
الفيروس الذي يهمنا في التربة هو ما يسمى البكتريوفاج أو الفاجPhage أو لاقمات البكتريا هي أنواع من الفيروسات تتطفل إجباريا على خلايا البكتريا وتتكاثر بداخلها فتسبب تحللها وإذابتها، ولكل جنس بكتريا بل لكل نوع بكتريا يوجد بكتريوفاج خاص به. (Jofre.et.al , 2016)
تعد بكتريوفاج فيروسات “آكلة للبكتيريا” لأنها فيروسات تصيب البكتيريا وتدمرها، وتسمى هذه الكائنات المجهرية أحيانًا phages العاثية، وبالإضافة إلى إصابتها للبكتيريا، تصيب البكتريوفاج أيًا بكتيريا بدائيات النوى المجهرية ”microscopic prokaryotes” المعروفة باسم archaea، وهذه العدوى خاصة بأنواع معينة من البكتيريا، فالعدوى التي تصيب E. coli على سبيل المثال لن تصيب بكتيريا الجمرة الخبيثة، وبما أن البكتريوفاج لا تصيب الخلايا البشرية فقد تم استخدامها في العلاجات الطبية لعلاج الأمراض البكتيرية ،تتكون البكتريوفاجات كباقي الفيروسات من حامض نووي يحتوي على صفات الفاج الوراثية ونشاطه وكذلك بروتين يعمل على حماية المادة النووية (الرأس) ويحتوي الرأس على الحامض النووي DNA المحاط بغلاف بروتيني الذي يمتد ليغطي الذيل ويكون طويلاً أو قصيراً ولا يقوم بوظيفة الحركة وهو معقد التركيب فيحتوى على أنبوبة مجوفة محاطة بغلاف بروتيني له القدرة على الانقباض وينتهي من أسفل بقرص قاعدي وتوجد ست شعيرات ذيلية رقيقة وطويلة تتصل بالقاعدة تعمل على التصاق الفاج على سطح العائل. (Sulakvelidze, 2005)
(شكل 1): تركيب البكتريوفاج)
أنواع البكتريوفاج في التربة: -
هناك نوعين من البكتريوفاج في التربة هما: -
Lytic bacteriophage -1: وهو الذي يدخل داخل الخلية البكتيرية بمساعدة عنصر معدني ثنائي الشحنة الموجبة مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم فيتكاثر الفايروس داخل الخلية البكتيرية ويوقف نشاطها ثم يؤدي الى موتها بعدها تخرج منها مئات الجزيئات الفايروسية التي تصيب خلايا أخرى وهكذا. (Jofre, 2016)
Lysogenic bacteriophage -2: وهو ما يسمى بالفيروس المؤقت إذ أن هذا النوع لا يقضي على الخلية البكتيرية في المراحل الأولى من دخوله وإنما تبقى الخلايا البكتيرية حاملة للفيروس بداخلها وتنقله الى الأجيال الاخرى مع خروج جزيئات من الفيروس بين فترة واخرى دون تحلل الخلية البكتيرية. (Paul.et.al , 2019)
تتم إصابة البكتريا بواسطة الفاج في عدة مراحل هي: -
ü الالتصاق Adsorption: وفيه يلتصق الفاج في نقطة على سطح الخلية البكتيرية ويكون الالتصاق نتيجة لتفاعل كيميائي بين الفاج والبكتريا وتتكون رابطة كيميائية. (Sulakvelidze, 2005)
ü الاختراق Penetration: وفيه تبدأ الشعيرات الموجودة على ذيل الفاج في إفراز الأنزيمات التي تذيب جزء DNA إلى داخل الخلية من جدار البكتريا فينتج ثقب ينفذ منه الحامض النووي الى البكتيرية ويترك الغلاف البروتيني في الخارج.
ü وقف نشاط الخلية البكتيرية Blocking the cell information: بمجرد دخول الحامض النووي DNA للخلية يحدث تغير في أيض الخلية البكتيرية فيقف نشاطها عن تكوين مكوناتها الأساسية مثل الحامض النووي البكتيري والبروتين.
ü تخليق مكونات الفاج Biosynthesis of Phage component: قرب نهاية مرحلة تكوين الحامض النووي DNA والبروتين يبدأ البروتين المتكون بإحاطة الحامض النووى DNA لتتكون جزيئات جديدة من الفاجات.
ü تحرر الفاجات : Particles Release of Pageفي هذه المرحلة تقوم الفاجات بإذابة جدار الخلية البكتيرية وتتحرر إلى الخارج ويبدأ كل فاج بمهاجمة خلية بكتيرية جديدة، والزمن الذي يستغرقه الفاج منذ التصاقه بسطح الخلية البكتيرية حتى يتم تحرر الفاجات هو بين 20 - 40 دقيقة وتسمى هذه الدورة بدورة الإذابة. (Dimmock.et.al , 2007)
فيروسات البكتريا bacteriophage:
اكتشفت لأول مرة بواسطة كلا من العالمان تورت وديرهيل حيث وجدا ان البكتريا قد تضار نتيجة لمرض مسبب عن فيروس قابل للترشيح خلال المرشحات البكتيرية، فقد اوجدا أنه عند اضافة قطعة صغيرة من براز شخص مريض بالدوسنتاريا الى بيئة مرق اللحم ثم امرار هذا السائل خلال مرشح بكتيري للتخلص من البكتيريا فأن الراشح الرائق الخالي من اي خلايا بكتيرية عند اضافة مقدار ضئيل منة الى مزرعة بكتيرية للدوسنتاريا سائلة شديدة التعكير يؤدي الى اختفاء العكارة في ساعات قليلة، كما أنه عندما لامس هذا الراشح الرائق طبقة مستمرة من بكتريا الدوسنتاريا النامية على مستنبتات صلبة تتكون بقع شفافة خالية من البكتيريا تسمى بلاك plaqe وسماه اكل البكتيريا المعوية ثم اكتشفوا أنه يلتهم انواع اخرى من البكتيريا فاستخدم لفظ bacteriophage))أكل البكتيريا ثم اختصرت للتسهيل( phage) فاج، يمكن رؤية الفاجات على البيئات الصلبة عن طريق تكوين البلاكات (مناطق خالية من النمو) اما المزارع البكتيرية السائلة فإلفاج يعمل على ازالة التعكير من البيئة، يمكن عد الفاج في تخفيف بعدد البلاكات التي يكونها حجم معين من هذا التخفيف على سطح طبقة مستمرة من البكتيريا. (Flint.et.al , 2004)
معظم البحوث اجريت على فيروسات بكتريا القولون E. coli وتسمى هذه الفيروسات بــColiphage
تتكون البكتريوفاج من: -
1-اللب (DNA-RNA)
2-المحفظة (الغطاء البروتيني)
في البكتريوفاج يوجد ذيل لامتزاج جزي الفيروس على سطح البكتيريا او لحقن الحمض النووي داخل الخلية البكتيرية، معظم فيروسات البكتيريا متعددة الأوجه وبعضها خيطي أو عصوي، الفاجات أكثر تخصصا لعوائلها من فيروسات النبات أو الحيوان. (Sulakvelidze2005)
عزل الفاج:
تختلف الفاجات تبعاً للدورات الطبيعية في الوسط (مياه الأنهار، مياه المجاري، براز الانسان والحيوان، التربة، الأغذية المختلفة):
ü العزل من التربة Azotobacter, Rhizobium
ü العزل من المياه coli E.
ü العزل من اللبن Lactobacillus، Streptococcus
طريقة العمل:-
1-يتم تحضير 25 مل من بيئة مرق مغذي مناسبة لإكثار البكتيريا في دورق حجمه 500مل.
2-تلقح البيئة بالعينة المطلوبة للدراسة فمثلاً، من عينة التربة 1جم، من عينة اللبن والمياه 1مل.
3-بعد عملية التلقيح يحضن الدورق عند 37 °م لمدة 24ساعة على جهاز هزار.
4-بعد التحضين يترك الدورق في درجة حرارة الغرفة 15دقيقة حتى تترسب الشوائب.
5-ينقل الرائق باستخدام ماصة معقمة الى انبوبة طرد مركزي ثم تتم عملية الطرد عند 7000 لفة في الدقيقة لمدة 30 دقيقة.
6- يتكون بعد عملية الطرد pellet الراسب وهو كبير الحجم supernatant وهو معلق يحوي الفاج ينقل الراشح الى انبوبة يضاف لها الكلوروفورم بنسبة 10:1 (مل 1كلوروفورم،10مل من العينة) وترج جيداً لمدة 5دقائق.
7- يتم عمل طرد مركزي عند 3000 لفة لمدة 10 دقائق.
8-بعد عملية الطرد ينقل المعلق (المحتوي على الفاج) باستخدام ماصة معقمة الى انبوبة معقمة ويحفظ عند4م. (Clokie.et.al,2009)
الكشف عن وجود الفاج على الاوساط الصلبة:
الطريقة الأولى: اختبار النشاط الإنزيمي:
الطريقة:
1. طعّم العينة على وسط صلب غني بالبروتين (مثل LB Agar).
2. رشّ العينة بمحلول Lugol's iodine.
3. اترك العينة لتنمو في حاضنة لمدة 24 ساعة.
4. لاحظ وجود هالة زرقاء حول المستعمرات. (Baltimore, 1980)
التفسير:
تُنتج بكتيريا الفاج إنزيمًا يُسمى "الليزوزيم" الذي يُفكك جدران الخلايا البكتيرية.
يتفاعل اليود مع جدران الخلايا البكتيرية المُفككة مُنتجًا هالة زرقاء حول المستعمرات.
الطريقة الثانية: اختبار التكاثر:
الطريقة:
1. طعّم العينة على وسط صلب غني بالبكتيريا المضيفة.
2. اترك العينة لتنمو في حاضنة لمدة 24 ساعة.
3. لاحظ وجود مناطق شفافة (بقع ليز) على الوسط.
التفسير:
تُسبب بكتيريا الفاج موت الخلايا البكتيرية المضيفة، مما يُنتج مناطق شفافة على الوسط.
الطريقة الثالثة: اختبار الارتباط:
الطريقة:
1. استخدم تقنية PCR لنسخ الحمض النووي للفيروس.
2. استخدم تقنية Real-Time PCR لقياس كمية الحمض النووي للفيروس. (Sulakvelidze, 2005)
التفسير:
وجود كمية كبيرة من الحمض النووي للفيروس في العينة يدل على وجود الفاج.
ملاحظات:
· يجب التأكد من أن الوسط المستخدم مناسب لنوع الفاج المُراد الكشف عنه.
· يجب استخدام ضوابط إيجابية وسلبية للتحقق من صحة النتائج.
· يمكن استخدام تقنيات أخرى للكشف عن الفاج، مثل تقنية ELISA وتقنية Western Blot.
الكشف عن الفاج على بيئات السائلة:
قياس درجة التعكير:
1-تحضرانبوبتين تحوي بيئة سائلة وتلقح بالبكتيريا المخصصة للفاج المراد الكشف عنة حديثة النمو24ساعة.
2-تلقح انبوبة واحدة بـ 1مل من معلق الفاج والانبوبة الاخرى بـ 1مل من الماء المقطر المعقم (كنترول).
3-تحضن الانابيب عند37م لمدة 24ساعة.
4-بعد التحضين توضع الانابيب في جهاز قياس درجة التعكير وتسجل النتيجة.
تلقح الانابيب بالبكتريا والفاج بة وتكاثر الفيروس:
حدوث الإصابة يعني دخول الفيروس الى داخل الخلية وتكاثر الفيروس
(الحمة) فيها وما يعقب او يصاحب ذلك من تغييرات في الخلية ومجرد وجود الفيروس
بجوار الخلية لا يعني حدوث الإصابة بل ان الإصابة تتطلب تهيئة الظروف التي تساعد
على دخول الفيروس الى الخلية. (محمد، 2014)
وهناك أربع مراحل في عملية الإصابة يمر بها الفيروس عند مهاجمته وتكاثره في الخلية للإصابة وهي: -
1- الالتصاق والدخول Attachment and Penetration
2- التكاثر او صنع مكونات الفيروس Synthesis or replication
3- النضج او تكامل بناء الفيروس Maturation or Morphogenesis
4- التحرر Release(القادر، 2012)
أي يمكن انفصال الفيروس عن الجدار وقد يحدث التصاق ثابت ويؤدي الى دخول الفيروس الى الخلية ويقصد بدخول الفيروس في الخلية اما دخول الفيروس الكامل او ان الحامض النووي الفيروسي او ان الحامض النووي مع بعض مكونات الفريون تدخل الخلية تاركة السترة البروتينية او بعض المكونات الأخرى خارج الخلية، ومن الضروري إزالة الغلاف البروتيني الخارجي من الفريون لبدء عملية التكاثر وقد يتم إزالة الغلاف اثناء الدخول او بعد الدخول مباشرة، و بسبب صعوبة الكشف عن الفيروس المزال عنه الغلاف البروتيني الخارجي فقد سميت هذه بمرحلة الاختفاء و المعروف عن بعض العاجيات T2Bacteriophage ان الحامض النووي يندفع الى داخل الخلية خلال ثقب يحصل في نقطة التصاق ذيل الفيروس بجدار الخلية البكتيرية و في فيروسات أخرى توجد مواقع خاصة على الغلاف الفريون للالتصاق بالخلية مثل النتوءات البارزة من الغشاء البروتيني الشحمي لفيروس الانفلونزا وتكون الالياف البارزة من السموت في الكابسيد لفيروس الادينو( حمة غذائية) مواقعا للالتصاق فقد لوحظ ان هذه الالياف تلتصق بجدار الخلية المضيفة وتؤدي أي تغيير في تركيب مظهر الغشاء (كما يشاهد في المجهر الالكتروني) في نقطة الالتصاق، اما الفيروسات الكروية التي لا تمتلك زوائد ظاهرة عليها فقد تحتوي على جزيئات بروتينية خاصة على سطحها تساعد على الالتصاق الطازج بإحدى الانزيمات مثل التربسين و هو احد الانزيمات المحللة للبروتينات كمت يمكن استعمال خلايا وانسجة حية مستمده من نبات ، وتلتصق الخلايا المتناثرة بالسطح الداخلي للأوعية المزروعة الزجاجية (مثل انابيب اختبار او زجاجات او اطباق بتري) او لغطاء زجاجي وذلك على هيئة صفيحة مفلطحة او طبقة وحيدة ويمكن بسهولة عند التحضين في وجود منبت نمو سائلي مناسب متابعة النمو الفيروسي في الطبقة الوحيدة بالفحص المجهري. (Kutter. et.al, 2010)
المكونات الأساسية في المزارع النسيجية هي: -
1- منبت مغذي لنسيج فيه الخلايا النسيجية وتستوفي كذلك بالمحلول المغلق.
2- خلايا حية قابلة للإصابة بالفايروس وقد تستمد من اجنة دجاج او فئران او جلد او كبد او خصى او كلية او غيرها من الأعضاء.
3- محقن فيروسي كأجزاء من انسجة مصابة او دم مصاب.
4- مضادات حيوية للحيلولة دون التلوث البكتيريا وهناك طرز مختلفة من المحاليل المعلقة من امثلتها محلول تيرود.
وقد اثبتت المزارع النسيجية فعاليتها ليس كوسيلة لعزل الفيروسات والاحتفاظ بها في المعمل في حالة نشطة بل بما هيأته من فرصة لدراسات تفصيلية فيما يختص بالاحتياجات الغذائية لبناء الفيروسات وتكاثرها وتعادلها بالأمصال المضادة وتفاعلها مع خلايا العائل. (السيد، 2010)
التصنيف:
تشكل العاثيات ذات الدنا مزدوج الطاق أو ما يسمى بالفيروسات الذنبية، ما نسبته 95% من الفيروسات المعروفة علميا والمذكورة في الكتب، ويعتقد أنها تشكل النسبة الأعظم من العاثيات على وجه الكرة الأرضية، ومع هذا فإن أنواعا أخرى من العاثيات تتواجد وبوفرة في الغلاف الحيوي، حيث تتكون هذه الأنواع من فيريونات ومن مادة وراثية مختلفة بالإضافة إلى امتلاكها نمط حياة مختلف، تصنف العاثيات حسب تصنيف اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات حسب أشكالها ومحتواها من الأحماض النووية. (القادر، 2012)
(شكل 5) تصنيف العاثيات حسب اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات
التعايش مع الإنسان:
يقول الدكتور «جرمي بار» من جامعة سان ديجو بكاليفورنيا أن فيروسات البكتيريوفاج تعيش في أمعاء الإنسان ولا تضره (أبحاث عام 2013)، بل بالعكس، هي تلتصق بالطبقة المخاطية للأمعاء وتغطيها، فإذا اقترب منها خلية بكتريا علقت بها وتخترق جدار الخلية وتدخل فيها وتتكاثر، بعد ذلك تنفجر خلية البكتريا ويخرج منها عدد كبير من فيروسات البكتيريوفاج، وبذلك يؤدي هذا الفيروس خدمة للإنسان، وفي نفس الوقت يقدم لها الإنسان الوسط الملائم لمعيشتها. (Prangishvili. et.al , 2012)
أهمية البكتيروفاج: -
· مكافحة العدوى البكتيرية
· بديل للمضادات الحيوية
· علاج العدوى المقاومة للمضادات الحيوية
· الاستخدامات العلاجية
· العلاج الجيني
· العلاج المناعي
· التطبيقات البيئية
· معالجة مياه الصرف الصحي
· مكافحة الآفات الزراعية
· البحث العلمي
· تطوير علاجات جديدة
العلاجات المضادة للبكتيريا: -
البكتيروفاج هي طريقة واعدة لعلاج الالتهابات البكتيرية، يمكن استخدامها لقتل البكتيريا المسببة للأمراض دون الإضرار بالخلايا البشرية، يعمل البكتيروفاج عن طريق اختراق الخلية البكتيرية وإدخال جينوميته داخلها، ثم يبدأ الجينوم في التكاثر، باستخدام آليات الخلية البكتيرية، بمجرد تكاثر الجينوم، يبدأ في إنتاج بروتينات الفيروس، هذه البروتينات تتجمع لتشكيل فيروسات جديدة، في نهاية المطاف، تنفجر الخلية البكتيرية، وتطلق الفيروسات الجديدة، البكتيروفاج فعالة ضد مجموعة واسعة من البكتيريا، بما في ذلك البكتيريا المسببة للأمراض المقاومة للمضادات الحيوية.(البكتريوفاج:
بديل واعد للمضادات الحيوية، 2023)
الأبحاث العلمية
البكتيروفاج هي أداة قيمة للأبحاث العلمية، فهي تستخدم لدراسة بنية ووظيفة البكتيريا، ولدراسة تطور الفيروسات.
دور البكتريوفاج في المستقبل:
v بديل للمضادات الحيوية.
v علاج أمراض جديدة.
v تحسين الصحة العامة.
التوصيات
1. حدد نوع البكتريوفاج المناسب:
يعتمد نوع البكتريوفاج المستخدم على نوع البكتيريا التي تريد استهدافها.
يمكن العثور على معلومات حول أنواع البكتريوفاج المختلفة على الإنترنت أو في المجلات العلمية.
2. استخدم تركيزًا مناسبًا من البكتريوفاج:
يعتمد التركيز المناسب للبكتريوفاج على نوع البكتريوفاج ونوع البكتيريا التي يتم استهدافها.
يمكن العثور على معلومات حول التركيزات المناسبة للبكتريوفاج في المجلات العلمية.
3. استخدم طريقة مناسبة لتوصيل البكتريوفاج:
يمكن توصيل البكتريوفاج عن طريق الحقن أو الفم أو التطبيق الموضعي.
تعتمد طريقة التوصيل المناسبة على نوع البكتريوفاج ونوع العدوى التي يتم علاجها.
4. قياس نتائج العلاج:
من المهم قياس نتائج العلاج لتحديد ما إذا كان البكتريوفاج فعالًا.
يمكن قياس نتائج العلاج عن طريق اختبارات الدم أو اختبارات البول أو اختبارات التصوير.
5. نشر النتائج:
من المهم نشر نتائج البحث حتى يتمكن الباحثون الآخرون من الاستفادة منها.
يمكن نشر نتائج البحث في المجلات العلمية أو على الإنترنت.
المصادر اللعربية:
الكتب:
1- د. محمد علي محمد. علم الفيروسات الطبية. القاهرة، مصر: دار جامعة القاهرة للنشر، 2014.
2- د. عبد الرزاق عبد القادر. علم الفيروسات الطبية. دمشق، سوريا: دار المسيرة للنشر والتوزيع. 2012.
3- د. عبد الرزاق عبد القادر. علم الفيروسات الطبية: دروس نظرية وتطبيقية. عمان، الأردن: دار المسيرة للنشر والتوزيع، 2012.
4- د. محمد عبد المنعم السيد. تقنيات زراعة الخلايا. القاهرة، مصر: دار جامعة القاهرة للنشر، 2010.
5- د. محمد عبد المنعم السيد.علم الأحياء الدقيقة الطبية. القاهرة، مصر: دار جامعة القاهرة للنشر، 2010.
المجلات
1- البكتريوفاج: بديل واعد للمضادات الحيوية. (12 3, 2023). مجلة "العلوم الطبية، الصفحات 12-25.
المصادر الأجنبية:
1- Nielsen, Thomas. (2005). Horizontal gene transfer in bacteria. London, UK: Nature Publishing Group.
2- Bergquist, (2003). Gene transfer agents in bacteria. Washington, D.C.: ASM Press.
3- Howley, Knipe. (2013). Fields Virology. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.
4- Deamer. (2019). The Origins of Life" by Deamer. New York, NY: Oxford University Press.
5- David Baltimore. (1980). RNA virus strategy. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
6- Clark, Paul. (2019). Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry. London, UK: Academic Press.
7- Sulakvelidze Kutter. (2010). Bacteriophages: Biology and Applications. Boca Raton, FL: CRC Press.
8- Sulakvelidze, Kutter. (2005). Bacteriophages: Biology and Applications. Boca Raton, FL: CRC Press.
9- Ackermann. (2011). The life cycle of a bacteriophage. New York, NY: Springer Science Business Media.
10- Prangishvili, Ackermann. (2012). Bacteriophages" by Ackermann. Boca Raton, FL: CRC Press.
11- Muniesa, Jofre. (2016). "Bacteriophages in Soil: Diversity and Potential Applications. Amsterdam, Netherlands: Elsevier.
12- Ptashne. (2004). Bacteriophage lambda. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
13- Lynch. (2008). Mutation and Evolution. Sunderland, MA, USA: Sinauer Associates.
14- Kropinski,. Clokie. (2009). Bacteriophage Protocols. New York, NY: Springer Nature.
15- Easton & Leppard, Dimmock. (2007). Principles of Virology. Oxford, UK: Blackwell Publishing.
16- Waksman. (1952). The Role of Bacteriophages in Soil Fertility. Baltimore, MD: Williams & Wilkins.
17- Enquist, Racaniello & Skalka, Flint. (2004). Principles of Virology. Washington, DC: ASM Press.
18- Enquist, Racaniello & Skalka. Flint. (2004). The Viruses. Washington, DC: ASM Press.
19- Kenneth Murray. (2016). Virology: A Modern Approach. Elsevier.
20- Thomas Brody. (2011). Virology. Oxford University Press.
المواقع الإلكترونية:
1- المركز الوطني للمعلومات التقنية والحيوية: https://www.ncbi.nlm.nih.gov.
2- منظمة الصحة العالمية: https://www.who.int.
3- المعهد الوطني للصحة: https://www.nih.gov.
4- منظمة الصحة العالمية (WHO): https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019.
5- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7142234.
6- Laura M. Kasman La Donna Porter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK493185/.
7- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4420393.
وهناك أربع مراحل في عملية الإصابة يمر بها الفيروس عند مهاجمته وتكاثره في الخلية للإصابة وهي: -
1- الالتصاق والدخول Attachment and Penetration
2- التكاثر او صنع مكونات الفيروس Synthesis or replication
3- النضج او تكامل بناء الفيروس Maturation or Morphogenesis
4- التحرر Release
لكي تحث الإصابة الناجحة يجب ان يلتصق الفيروس بالخلية القابلة للإصابة ثم يدخلها ويتكاثر فيها، وعملية الالتصاق هي مراحل الأولى المهمة في تكاثر الفيروس ولكن الالتصاق والدخول الناجح لا يعني تكاثر الفيروس في تلك الخلية، هناك عوامل كثيرة متعلقة بالفيروس والخلية تحدد كيفية الالتصاق و الدخول و يعتبر البروتين الخارجي للفيروس او الغشاء المغلف له وكذلك جدار الخلية المضيفة مسؤولان عن الالتصاق والدخول، اما الحامض النووي الفيروسي فيكون مسؤولا عن تكاثر الفيروس وصنع مكوناته في الخلية، ان مجرد حدوث تماس بين جدار الخلية والفيروس قد يؤدي الى التصاق غير ثابت للفيروس بجدار الخليةReversible attachment or Reversible adsorption .
أي يمكن انفصال الفيروس عن الجدار وقد يحدث التصاق ثابت ويؤدي الى دخول الفيروس الى الخلية ويقصد بدخول الفيروس في الخلية اما دخول الفيروس الكامل او ان الحامض النووي الفيروسي او ان الحامض النووي مع بعض مكونات الفريون تدخل الخلية تاركة السترة البروتينية او بعض المكونات الأخرى خارج الخلية، ومن الضروري إزالة الغلاف البروتيني الخارجي من الفريون لبدء عملية التكاثر وقد يتم إزالة الغلاف اثناء الدخول او بعد الدخول مباشرة، و بسبب صعوبة الكشف عن الفيروس المزال عنه الغلاف البروتيني الخارجي فقد سميت هذه بمرحلة الاختفاء و المعروف عن بعض العاجيات T2Bacteriophage ان الحامض النووي يندفع الى داخل الخلية خلال ثقب يحصل في نقطة التصاق ذيل الفيروس بجدار الخلية البكتيرية و في فيروسات أخرى توجد مواقع خاصة على الغلاف الفريون للالتصاق بالخلية مثل النتوءات البارزة من الغشاء البروتيني الشحمي لفيروس الانفلونزا وتكون الالياف البارزة من السموت في الكابسيد لفيروس الادينو( حمة غذائية) مواقعا للالتصاق فقد لوحظ ان هذه الالياف تلتصق بجدار الخلية المضيفة وتؤدي أي تغيير في تركيب مظهر الغشاء (كما يشاهد في المجهر الالكتروني) في نقطة الالتصاق، اما الفيروسات الكروية التي لا تمتلك زوائد ظاهرة عليها فقد تحتوي على جزيئات بروتينية خاصة على سطحها تساعد على الالتصاق الطازج بإحدى الانزيمات مثل التربسين و هو احد الانزيمات المحللة للبروتينات كمت يمكن استعمال خلايا وانسجة حية مستمده من نبات ، وتلتصق الخلايا المتناثرة بالسطح الداخلي للأوعية المزروعة الزجاجية (مثل انابيب اختبار او زجاجات او اطباق بتري) او لغطاء زجاجي وذلك على هيئة صفيحة مفلطحة او طبقة وحيدة ويمكن بسهولة عند التحضين في وجود منبت نمو سائلي مناسب متابعة النمو الفيروسي في الطبقة الوحيدة بالفحص المجهري. (Kutter. et.al, 2010)
المكونات الأساسية في المزارع النسيجية هي: -
1- منبت مغذي لنسيج فيه الخلايا النسيجية وتستوفي كذلك بالمحلول المغلق.
2- خلايا حية قابلة للإصابة بالفايروس وقد تستمد من اجنة دجاج او فئران او جلد او كبد او خصى او كلية او غيرها من الأعضاء.
3- محقن فيروسي كأجزاء من انسجة مصابة او دم مصاب.
4- مضادات حيوية للحيلولة دون التلوث البكتيريا وهناك طرز مختلفة من المحاليل المعلقة من امثلتها محلول تيرود.
وقد اثبتت المزارع النسيجية فعاليتها ليس كوسيلة لعزل الفيروسات والاحتفاظ بها في المعمل في حالة نشطة بل بما هيأته من فرصة لدراسات تفصيلية فيما يختص بالاحتياجات الغذائية لبناء الفيروسات وتكاثرها وتعادلها بالأمصال المضادة وتفاعلها مع خلايا العائل. (السيد، 2010)
التصنيف:
تشكل العاثيات ذات الدنا مزدوج الطاق أو ما يسمى بالفيروسات الذنبية، ما نسبته 95% من الفيروسات المعروفة علميا والمذكورة في الكتب، ويعتقد أنها تشكل النسبة الأعظم من العاثيات على وجه الكرة الأرضية، ومع هذا فإن أنواعا أخرى من العاثيات تتواجد وبوفرة في الغلاف الحيوي، حيث تتكون هذه الأنواع من فيريونات ومن مادة وراثية مختلفة بالإضافة إلى امتلاكها نمط حياة مختلف، تصنف العاثيات حسب تصنيف اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات حسب أشكالها ومحتواها من الأحماض النووية. (القادر، 2012)
(شكل 5) تصنيف العاثيات حسب اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات
التعايش مع الإنسان:
يقول الدكتور «جرمي بار» من جامعة سان ديجو بكاليفورنيا أن فيروسات البكتيريوفاج تعيش في أمعاء الإنسان ولا تضره (أبحاث عام 2013)، بل بالعكس، هي تلتصق بالطبقة المخاطية للأمعاء وتغطيها، فإذا اقترب منها خلية بكتريا علقت بها وتخترق جدار الخلية وتدخل فيها وتتكاثر، بعد ذلك تنفجر خلية البكتريا ويخرج منها عدد كبير من فيروسات البكتيريوفاج، وبذلك يؤدي هذا الفيروس خدمة للإنسان، وفي نفس الوقت يقدم لها الإنسان الوسط الملائم لمعيشتها. (Prangishvili. et.al , 2012)
أهمية البكتيروفاج: -
· مكافحة العدوى البكتيرية
· بديل للمضادات الحيوية
· علاج العدوى المقاومة للمضادات الحيوية
· الاستخدامات العلاجية
· العلاج الجيني
· العلاج المناعي
· التطبيقات البيئية
· معالجة مياه الصرف الصحي
· مكافحة الآفات الزراعية
· البحث العلمي
· تطوير علاجات جديدة
العلاجات المضادة للبكتيريا: -
البكتيروفاج هي طريقة واعدة لعلاج الالتهابات البكتيرية، يمكن استخدامها لقتل البكتيريا المسببة للأمراض دون الإضرار بالخلايا البشرية، يعمل البكتيروفاج عن طريق اختراق الخلية البكتيرية وإدخال جينوميته داخلها، ثم يبدأ الجينوم في التكاثر، باستخدام آليات الخلية البكتيرية، بمجرد تكاثر الجينوم، يبدأ في إنتاج بروتينات الفيروس، هذه البروتينات تتجمع لتشكيل فيروسات جديدة، في نهاية المطاف، تنفجر الخلية البكتيرية، وتطلق الفيروسات الجديدة، البكتيروفاج فعالة ضد مجموعة واسعة من البكتيريا، بما في ذلك البكتيريا المسببة للأمراض المقاومة للمضادات الحيوية.
الأبحاث العلمية
البكتيروفاج هي أداة قيمة للأبحاث العلمية، فهي تستخدم لدراسة بنية ووظيفة البكتيريا، ولدراسة تطور الفيروسات.
دور البكتريوفاج في المستقبل:
v بديل للمضادات الحيوية.
v علاج أمراض جديدة.
v تحسين الصحة العامة.
التوصيات
1. حدد نوع البكتريوفاج المناسب:
يعتمد نوع البكتريوفاج المستخدم على نوع البكتيريا التي تريد استهدافها.
يمكن العثور على معلومات حول أنواع البكتريوفاج المختلفة على الإنترنت أو في المجلات العلمية.
2. استخدم تركيزًا مناسبًا من البكتريوفاج:
يعتمد التركيز المناسب للبكتريوفاج على نوع البكتريوفاج ونوع البكتيريا التي يتم استهدافها.
يمكن العثور على معلومات حول التركيزات المناسبة للبكتريوفاج في المجلات العلمية.
3. استخدم طريقة مناسبة لتوصيل البكتريوفاج:
يمكن توصيل البكتريوفاج عن طريق الحقن أو الفم أو التطبيق الموضعي.
تعتمد طريقة التوصيل المناسبة على نوع البكتريوفاج ونوع العدوى التي يتم علاجها.
4. قياس نتائج العلاج:
من المهم قياس نتائج العلاج لتحديد ما إذا كان البكتريوفاج فعالًا.
يمكن قياس نتائج العلاج عن طريق اختبارات الدم أو اختبارات البول أو اختبارات التصوير.
5. نشر النتائج:
من المهم نشر نتائج البحث حتى يتمكن الباحثون الآخرون من الاستفادة منها.
يمكن نشر نتائج البحث في المجلات العلمية أو على الإنترنت.
المصادر اللعربية:
الكتب:
1- د. محمد علي محمد. علم الفيروسات الطبية. القاهرة، مصر: دار جامعة القاهرة للنشر، 2014.
2- د. عبد الرزاق عبد القادر. علم الفيروسات الطبية. دمشق، سوريا: دار المسيرة للنشر والتوزيع. 2012.
3- د. عبد الرزاق عبد القادر. علم الفيروسات الطبية: دروس نظرية وتطبيقية. عمان، الأردن: دار المسيرة للنشر والتوزيع، 2012.
4- د. محمد عبد المنعم السيد. تقنيات زراعة الخلايا. القاهرة، مصر: دار جامعة القاهرة للنشر، 2010.
5- د. محمد عبد المنعم السيد.علم الأحياء الدقيقة الطبية. القاهرة، مصر: دار جامعة القاهرة للنشر، 2010.
المجلات
1- البكتريوفاج: بديل واعد للمضادات الحيوية. (12 3, 2023). مجلة "العلوم الطبية، الصفحات 12-25.
المصادر الأجنبية:
1- Nielsen, Thomas. (2005). Horizontal gene transfer in bacteria. London, UK: Nature Publishing Group.
2- Bergquist, (2003). Gene transfer agents in bacteria. Washington, D.C.: ASM Press.
3- Howley, Knipe. (2013). Fields Virology. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.
4- Deamer. (2019). The Origins of Life" by Deamer. New York, NY: Oxford University Press.
5- David Baltimore. (1980). RNA virus strategy. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
6- Clark, Paul. (2019). Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry. London, UK: Academic Press.
7- Sulakvelidze Kutter. (2010). Bacteriophages: Biology and Applications. Boca Raton, FL: CRC Press.
8- Sulakvelidze, Kutter. (2005). Bacteriophages: Biology and Applications. Boca Raton, FL: CRC Press.
9- Ackermann. (2011). The life cycle of a bacteriophage. New York, NY: Springer Science Business Media.
10- Prangishvili, Ackermann. (2012). Bacteriophages" by Ackermann. Boca Raton, FL: CRC Press.
11- Muniesa, Jofre. (2016). "Bacteriophages in Soil: Diversity and Potential Applications. Amsterdam, Netherlands: Elsevier.
12- Ptashne. (2004). Bacteriophage lambda. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
13- Lynch. (2008). Mutation and Evolution. Sunderland, MA, USA: Sinauer Associates.
14- Kropinski,. Clokie. (2009). Bacteriophage Protocols. New York, NY: Springer Nature.
15- Easton & Leppard, Dimmock. (2007). Principles of Virology. Oxford, UK: Blackwell Publishing.
16- Waksman. (1952). The Role of Bacteriophages in Soil Fertility. Baltimore, MD: Williams & Wilkins.
17- Enquist, Racaniello & Skalka, Flint. (2004). Principles of Virology. Washington, DC: ASM Press.
18- Enquist, Racaniello & Skalka. Flint. (2004). The Viruses. Washington, DC: ASM Press.
19- Kenneth Murray. (2016). Virology: A Modern Approach. Elsevier.
20- Thomas Brody. (2011). Virology. Oxford University Press.
المواقع الإلكترونية:
1- المركز الوطني للمعلومات التقنية والحيوية: https://www.ncbi.nlm.nih.gov.
2- منظمة الصحة العالمية: https://www.who.int.
3- المعهد الوطني للصحة: https://www.nih.gov.
4- منظمة الصحة العالمية (WHO): https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019.
5- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7142234.
6- Laura M. Kasman La Donna Porter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK493185/.
7- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4420393.
