解析细菌免疫系统
细菌感染与免疫系统相互作用解析

细菌感染与免疫系统相互作用解析细菌感染与免疫系统的相互作用是一个复杂而关键的生物学过程。
免疫系统是人体的天然防御系统,它通过一系列互相关联的反应来识别和消灭入侵的细菌。
在这个相互作用过程中,细菌利用其各种机制来逃避免疫系统的攻击,而免疫系统则尽力抵抗和清除细菌。
当细菌感染进入人体后,免疫系统首先通过识别细菌的表面分子,如细菌的外膜脂多糖、蛋白质和糖类结构,来触发一系列免疫反应。
这些反应包括炎症反应和特异性免疫反应。
炎症反应是免疫系统的早期反应,通过激活炎症介质,如细胞因子、补体蛋白等,来吸引和激活免疫细胞,如巨噬细胞和中性粒细胞,以清除细菌。
特异性免疫反应是后续的免疫反应,它依赖于特异性免疫细胞,如B细胞和T细胞,来生成抗体或杀伤细胞,以效应细菌的清除。
细菌感染与免疫系统相互作用的关键环节是抗原呈递和识别。
细菌的抗原通常由其表面的分子所决定,当细菌感染进入人体后,它的抗原会被免疫系统的抗原呈递细胞,如巨噬细胞和树突状细胞所捕获。
这些抗原呈递细胞会将细菌的抗原加工成小片段,并将其展示在自身的表面上。
特异性免疫细胞,如B细胞和T细胞,通过识别和结合这些展示的抗原片段,来触发相应的免疫反应。
细菌感染与免疫系统的相互作用也包括一系列的逃避机制。
细菌利用其表面分子的多样性和变异性,以避免免疫系统的识别和攻击。
细菌可能改变其表面蛋白的结构,以避免被抗体识别和中和。
此外,细菌还可以通过改变其表面糖类结构,来干扰免疫细胞的识别和侵入。
细菌还可以产生一些毒素,如内毒素和外毒素,来抑制免疫细胞的功能和破坏人体的组织。
免疫系统则通过多种方式来对抗细菌感染。
免疫系统会产生特异性抗体来中和细菌,并激活杀伤性T细胞来杀伤感染的细胞。
免疫系统还通过巨噬细胞和中性粒细胞等的吞噬作用来清除感染的细菌。
此外,免疫系统还可以通过增强炎症反应来抑制细菌的生长和扩散。
在免疫系统的相互作用中,免疫记忆起着重要的作用。
免疫系统能够记忆曾经与细菌感染的接触,并在再次感染时产生更快、更强的抗体反应。
细菌感染与免疫力的关系及改善方案

细菌感染与免疫力的关系及改善方案细菌是一类微小的单细胞生物,它们存在于我们周围的环境中,包括空气、水和土壤中。
尽管大部分细菌并不会对人体造成伤害,但某些细菌类型可以引发感染,并对免疫系统构成威胁。
免疫力是人体抵御外界致病因素的能力,包括细菌感染。
因此,了解细菌感染与免疫力之间的关系以及如何改善免疫力成为保持健康的重要课题。
一、细菌感染与免疫系统1. 细菌感染对人体健康的影响当我们暴露在有害的细菌中时,可以选择性地引发特定类型的感染。
常见的细菌感染包括肺炎、泰坦尼亚迪坏死杆菌(Tetanus Bacilli)、大肠杆菌等。
这些感染通常导致不同程度上的症状和并发症,在严重情况下甚至可能导致死亡。
2. 免疫系统的作用免疫系统是身体的防护壁垒,它由特定的细胞和分子组成。
当细菌感染入侵人体时,免疫系统将会迅速做出反应。
免疫过程涉及到数个环节:识别细菌、激活免疫细胞、释放化学物质以引发炎症等。
这些反应有助于消灭细菌并恢复身体健康。
二、改善免疫力的方法1. 健康饮食饮食对于维持良好的免疫力至关重要。
一种富含营养素、均衡的饮食可为我们提供所需的能量和抵抗力来对抗各种外部威胁,包括感染。
建议摄取丰富的水果、蔬菜和全谷类食品等植物性食物,因为它们含有丰富的维生素C、E和纤维素等营养成分,有助于增强免疫系统功能。
此外,摄入足够的优质蛋白质也很关键,蛋白质是构建和修复身体组织的基础,使人体能够有效对抗感染。
2. 规律运动适量有规律的运动对于增强免疫力发挥着积极作用。
运动有助于提高心肺功能、加速血液循环并促进免疫细胞的生成与活跃。
此外,运动还可以减轻应激和焦虑,这些因素都会削弱我们的免疫力。
每天进行适度的运动,如散步、跑步或游泳等,均可产生良好效果。
3. 管理压力长期处于高压状态可能导致慢性炎症、身体疲劳以及其他健康问题,进而降低免疫力。
因此,学会管理并减轻压力是关键之一。
可以采用一些有效的应对方法,如冥想、放松训练或进行个人爱好来缓解压力。
细菌感染与免疫系统的相互作用

细菌感染与免疫系统的相互作用细菌感染是一种常见的疾病,它的发生与免疫系统起着密切的相互作用。
免疫系统是人体内一套复杂的防御机制,它能够识别和消灭入侵的细菌,从而维护人体的健康。
本文将探讨细菌感染与免疫系统的相互作用及其对人体健康的影响。
1. 免疫系统的作用免疫系统是人体的一道保护屏障,由一系列组织、细胞和分子组成。
它主要分为先天免疫系统和获得性免疫系统两大部分。
先天免疫系统是人体天生具备的防御机制,它能迅速识别并消灭入侵的细菌,起到了阻止感染的作用。
获得性免疫系统是在人体接触到抗原(如细菌)后逐渐形成的免疫应答,它能够产生相应的抗体和记忆性细胞,从而实现对细菌的长期保护。
2. 细菌感染的过程当细菌进入人体后,它们会通过不同途径侵入宿主细胞并繁殖。
细菌产生的毒素和代谢产物会激活免疫系统的先天免疫反应,引发一系列炎症反应。
炎症反应包括局部红肿、热痛和体内白细胞增多等,这是免疫系统对抗细菌侵袭的主要手段。
同时,获得性免疫系统也会被激活,产生特异性抗体来识别和中和细菌。
3. 细菌感染对免疫系统的影响细菌感染会对免疫系统产生多方面的影响。
首先,细菌感染会激活免疫系统,使其处于高度工作状态,这样一来免疫系统可以更快速地识别和消灭细菌。
其次,细菌感染会促使免疫系统产生特异性抗体,这些抗体能够中和细菌并协助其他免疫细胞的作用,从而消除感染源。
此外,细菌感染还会刺激免疫系统产生记忆性细胞,这样一来,如果再次遭遇相同的细菌侵袭,免疫系统会更加迅速地作出反应,从而提供更有效的保护。
4. 细菌感染的后果尽管免疫系统具有强大的防御能力,但有时候细菌感染仍然会对人体造成严重的后果。
例如,某些细菌可以通过分泌毒素来破坏宿主细胞,并进一步感染周围组织和器官,导致严重的感染症状。
此外,一些细菌还会引发过度炎症反应,导致机体产生广泛的组织损伤。
这些后果可能给患者的生命健康带来重大威胁。
综上所述,细菌感染与免疫系统之间存在着密切的相互作用。
免疫系统在防御细菌感染中的作用分析

免疫系统在防御细菌感染中的作用分析引言细菌感染是人类健康中常见的问题之一,它可以引起各种疾病,从轻微的感冒到严重的肺炎或败血症。
免疫系统在抵御细菌感染中起着至关重要的作用。
本文将重点分析免疫系统在防御细菌感染中的作用。
免疫系统的结构免疫系统是身体的防御系统,它由多个器官、组织和细胞组成。
主要的器官包括脾脏、淋巴结和骨髓。
免疫系统的结构可以分为两个主要部分:先天免疫系统和适应性免疫系统。
先天免疫系统先天免疫系统是人类在出生时就拥有的抵御外来病原体的防御能力。
它主要由皮肤、黏膜、巨噬细胞和天然杀伤细胞等组成。
皮肤和黏膜是身体最外层的防线,它们通过物理屏障和分泌的抗菌物质来阻止细菌的入侵。
巨噬细胞是一种专门吞噬和杀死细菌的细胞,天然杀伤细胞则通过释放杀伤性细胞因子来摧毁细菌。
适应性免疫系统适应性免疫系统是免疫系统的进化产物。
它是通过学习和记忆的方式来识别和抵御细菌感染。
适应性免疫系统主要由T细胞和B细胞组成。
T细胞可以通过识别并杀死感染细胞来抵御细菌感染,而B细胞则可以产生抗体来中和细菌。
适应性免疫系统可以进行免疫记忆,当再次遭遇相同的细菌时可以迅速做出反应。
免疫系统对细菌感染的作用免疫系统在防御细菌感染中发挥多种作用。
首先,免疫系统可以识别和标记细菌,使它们成为巨噬细胞或天然杀伤细胞的目标。
巨噬细胞和天然杀伤细胞会吞噬和杀死细菌,从而清除感染。
此外,免疫系统可以激活适应性免疫系统,进一步增强对细菌的防御。
当感染发生时,抗原被提供给T细胞和B细胞,它们会通过识别细菌表面的特定分子来启动免疫反应。
T细胞可以杀死感染细胞,并协调其他免疫细胞的活动。
B细胞则可以产生特定的抗体,与细菌结合并阻止其进一步感染。
免疫系统还可以通过产生记忆细胞来保持长期免疫。
当再次遭遇相同的细菌时,记忆细胞可以迅速启动免疫反应,从而防止细菌感染的发生。
免疫系统的调节免疫系统需要保持平衡,既要能够对抗外来病原体,又不能对身体自身组织产生过度的破坏。
细菌感染与免疫学

细菌感染与免疫学细菌感染是指机体被细菌入侵并引起的疾病。
而免疫学是研究机体对抗病原体以及保护机体健康的科学。
本文将探讨细菌感染与免疫学之间的关系,包括细菌对免疫系统的影响以及免疫系统如何应对细菌感染,从而促进我们更好地理解和应对细菌感染的机制和治疗方法。
一、细菌感染对免疫系统的影响细菌感染对免疫系统的影响是复杂而多样的。
细菌通过产生毒素、破坏组织和激活炎症等方式来干扰免疫系统的正常功能,从而逃避机体的免疫监视。
首先,细菌产生的毒素可以直接破坏免疫细胞,如巴氏杆菌的外毒素丝氨酸激酶就能破坏宿主细胞的信号传导通路,导致免疫细胞无法对抗细菌感染。
其次,细菌还能分泌一系列酶,破坏宿主组织的结构和功能,从而降低免疫细胞在感染部位的活性。
此外,细菌感染也能刺激免疫系统产生炎症反应,导致局部组织充血、红肿等症状。
二、免疫系统如何应对细菌感染免疫系统通过多个层次的防御来对抗细菌感染。
在感染初期,机体的非特异性免疫系统首先发挥作用。
非特异性免疫系统包括机械屏障、炎症反应和天然免疫等,它们能够有效地限制细菌的生长和扩散。
例如,皮肤和黏膜可以作为机械屏障,阻止细菌的侵入。
而炎症反应则可以吸引免疫细胞到感染部位,通过吞噬、释放细胞因子等方式来清除细菌。
随后,机体的特异性免疫系统发挥作用。
特异性免疫系统包括细胞免疫和体液免疫两个主要部分。
细胞免疫主要由T细胞发挥作用,它们可以识别感染细胞上的抗原,并通过杀伤感染细胞来控制和清除细菌。
而体液免疫主要由B细胞和抗体发挥作用,它们能够识别并结合细菌表面的抗原,从而阻止细菌侵入和繁殖。
特异性免疫系统具有记忆功能,一旦遭遇相同的细菌再次感染,机体可以更迅速、更有效地应对,这就是免疫系统的免疫记忆。
三、免疫系统与细菌感染的治疗方法针对细菌感染,目前主要的治疗方法包括抗生素治疗和免疫增强治疗。
抗生素能够杀死细菌或抑制其生长,从而控制感染的进展。
但是由于细菌的耐药性问题日益严重,抗生素的使用需要谨慎,以免导致更严重的问题。
免疫系统在细菌感染和感染后中的作用

免疫系统在细菌感染和感染后中的作用细菌感染是人们常见的疾病之一,它可以引起许多危险的健康问题。
如果细菌感染未得到及时治疗和控制,它们可能会导致严重并长期的健康问题,比如败血症、中毒性休克等。
这些健康问题的产生取决于感染的严重程度,细菌数量,以及免疫系统的强度,这也为我们说明免疫系统在细菌感染和感染后扮演的重要角色。
细菌入侵人体后,免疫系统会被激活。
免疫系统主要由白细胞和蛋白质等多种组成部分组成,它们通过一系列的生化反应识别和攻击入侵的病原体,其中细菌只是其中之一。
免疫系统通过敏锐的反应和联动机制,将细菌感染与其他不良状况进行区分,然后针对细菌进行移动攻击,从而限制病菌数量的增长。
免疫系统中的白细胞分为多种类型,其中最常见的是中性粒细胞,它们大约占血液中白细胞总数的三分之二左右。
而这是因为中性粒细胞是最有效的杀死细菌的细胞。
另外,脾脏和淋巴组织中的其他免疫细胞也可以帮助对感染做出反应。
免疫系统激活后,白细胞和其他成分相互联动,形成了复杂的防御网络,从而保护了人体免受细菌感染的危害。
其中最重要的是骨髓中的干细胞,它们可以不断分化为各种类型的白细胞,以对抗感染。
白细胞的主要功能之一是吞噬细菌和其他病原体,而吞噬过程中,它们会释放出胺类化合物,这种化合物可以引起炎症反应,然后激活其他免疫细胞的反应。
此外,在免疫系统中还存在着诸如抗体、白细胞介素等分子。
其中抗体是免疫系统针对特定抗原所产生的一种蛋白质,能够将细菌和其他病原体锁定定位,然后被其他免疫细胞加以攻击。
而白细胞介素则是发起和协调免疫反应的重要组分,可以引导其他免疫细胞进行集结和移动,从而加强体内的免疫力。
总之,免疫系统在细菌感染和感染后扮演了重要角色,它的任务是破坏和清除入侵人体的病原体。
对于人体来说,免疫系统的健康程度是维持良好健康的重要因素之一。
因此,我们应该保持良好的饮食习惯和生活方式,避免过度和长期的压力,在没有医生建议下避免使用促进细菌抵抗力的抗生素,这些举措有助于保护和增强免疫系统,使其能够在每一个感染事件中扮演着重要的角色。
免疫系统对抗细菌感染的能力

免疫系统对抗细菌感染的能力引言细菌感染是人类健康面临的重要问题之一。
细菌通过侵入人体,释放毒素并繁殖,给人体带来不同程度的损害。
然而,人体拥有一个复杂而强大的免疫系统,可以对抗细菌感染并恢复健康。
本文将探讨免疫系统对抗细菌感染的能力,并深入了解其中的基本原理和相关机制。
免疫系统的组成免疫系统是由多个器官、细胞和分子组成的复杂网络。
其中,主要包括以下组成部分:1. 淋巴器官•胸腺:位于胸腔中,是T细胞的发育和成熟场所。
•脾脏:位于腹腔中,是淋巴细胞的储备库和免疫反应调节中心。
•淋巴结:分布于全身各处,是淋巴细胞的集聚地,能够过滤细菌和其他病原体。
2. 免疫细胞•白细胞:包括巨噬细胞、中性粒细胞、单核细胞等,可以吞噬和杀灭细菌。
•T细胞:分为辅助T细胞和细胞毒T细胞,能够识别并杀伤感染的细胞。
•B细胞:产生和分泌抗体,能够识别并结合到特定的细菌,标记细菌为待消灭的目标。
3. 免疫分子•抗体:由B细胞分泌,能够特异性地结合细菌抗原,协助巨噬细胞吞噬和杀伤细菌。
•细胞因子:包括干扰素、白细胞介素等,能够调节和协调免疫反应过程。
免疫系统对抗细菌感染的过程免疫系统对抗细菌感染的过程包括以下几个阶段:1. 识别和激活阶段当细菌侵入人体时,免疫系统会通过以下途径识别并激活免疫细胞: - 特异性识别:免疫系统中的B细胞和T细胞能够通过识别细菌表面的抗原结构,特异性地辨别并结合到细菌。
- 抗原提呈:巨噬细胞摄取并消化细菌,将细菌抗原结合到自身的MHC分子上,通过抗原提呈激活T细胞。
- 免疫细胞激活:经过抗原提呈后,激活的T细胞会产生并释放细胞因子,刺激其他免疫细胞进行应答。
2. 免疫应答阶段在免疫系统被激活后,会启动一系列的免疫应答过程: - 细菌清除:巨噬细胞通过吞噬细菌或释放细菌毒素来杀伤细菌。
- 抗体中和:B细胞分泌的抗体能够特异性地结合到细菌表面抗原,标记细菌为待清除的目标。
- 细胞毒性:细胞毒T细胞能够识别并杀伤感染的细胞,阻止细菌繁殖和传播。
免疫系统在细菌感染中的作用机制

免疫系统在细菌感染中的作用机制人类生活在一个充满菌群的世界中,每时每刻都会接触到各种菌群。
正常情况下,许多菌群对人体并不构成威胁,反而有些还对人体有益。
但如果身体处于一些特殊状态下,例如免疫力低下或伤口处受到污染等,则会引起细菌感染。
如何防止和治疗细菌感染是我们面临的重要问题之一。
而免疫系统在细菌感染中发挥了关键作用。
本文将详细介绍免疫系统在细菌感染中的作用机制。
1. 细菌感染的危害细菌是一类简单的单细胞生物,它们广泛存在于土壤、水体、动植物甚至人类体内。
许多细菌对人体并不构成威胁,反而有些还能够为人体提供帮助,例如帮助消化和吸收营养物质、参与免疫系统的调节等。
但一些细菌也会寻找机会侵入人体,导致各种疾病,例如疟疾、霍乱、鼠疫等。
研究表明,每个人体内都存在着大量的细菌,它们与人体形成了一个充满共生关系的生态系统。
但是,在一些情况下,菌群的平衡被打破,细菌趁机繁殖,进而引发细菌感染。
细菌感染可以引起身体的一系列反应。
一般来说,初始阶段患者会感觉疲乏、体温升高、出现头痛、乏力等症状。
此时,在病原体大量繁殖的过程中,身体会释放许多化学信使,例如细胞因子、组织胺等,引发免疫细胞的浸润。
而免疫系统就会开始对抗细菌。
2. 免疫系统的本质免疫系统是指人体抵御外来病原体的一套天然防御系统。
人体的免疫系统直接涉及到免疫细胞、免疫分子以及其他相关物质等多个方面。
其中,免疫细胞包括巨噬细胞、T细胞、B细胞等;免疫分子则包括细胞因子、炎症介质等。
这些免疫细胞、免疫分子以及其他相关物质共同构成了一个强大的抵御外来病原体的系统。
免疫系统在遇到病原体后,会产生一系列反应。
在特异性免疫应答中,我们的身体会产生两类细胞--B细胞和T细胞。
B细胞产生抗体,T细胞则负责杀死感染细胞。
而在非特异性免疫应答中,细胞因子、炎症介质等物质起到关键作用,主要是在体内激活巨噬细胞和自然杀伤细胞,从而清除外来病原体。
3. 免疫系统对抗细菌的方式细菌感染时,人体的免疫系统会针对其进行反击。
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5 分析和展望
在细菌免疫系统中,各种免疫机制相互配合,共 同维持细胞生存稳定。在这些免疫机制中,有的采 用被动适应,有的采用主动防御的策略,限制噬菌 体的繁殖或阻止噬菌体的扩散。被动适应涉及细菌 阻断外源DNA 侵入胞内,如阻止噬菌体吸附,阻 DNA 进入等机制,主动防御过程则包括上述4 类免 疫机制。
PifA 蛋白
• PifA 是个膜相关的蛋白 • 在噬菌体感染的含有PifA 系统的细菌中,噬菌体 基因的早期转录正常发生,随之,大分子合成严 重减少,限制了后期转录。最后,噬菌体DNA 终止复制,细菌染色体被降解。 • 细胞膜的通透性被改变,导致像ATP 这样的分 子漏出。在细菌死亡的同时,噬菌体的增殖也受 到了限制。
2 流产感染系统 ( Abortive infection Abi)
Abi 系统( 也称噬菌体排斥系统) 是在噬菌体的不 同发育阶段干扰噬菌体增殖的一种机制。 在噬菌体感染的过程中,噬菌体的吸附和DNA 注 入正常发生,只是后续发生的噬菌体发育过程被 终止。由于噬菌体的侵入,干扰了宿主细胞的正 常生理功能,导致了被感染宿主细胞菌体的扩散,为周围细胞的生存提供了保护。
被动适应:阻止噬菌体吸附,阻止DNA 进入细胞 主动防御:裂解侵入的DNA,或以宿主细胞死亡的方式, 主动防御 阻止噬菌体的扩散。
各种机制的相互配合,在细菌细胞中构成了一个 有效的免疫系统。
1 限制修饰系统 ( Restriction-Modification RM)
最早发现的细菌免疫系统,典型的RM 系 统由限制酶 REase) 和甲基转移酶 限制酶( 限制酶 甲基转移酶 ( MTase) 构成,它们通常成对出现,具 有相同的DNA 识别位点。 • REase 识别并裂解特定的DNA 序列,同 源的MTase 对同一识别位点上的腺嘌呤 或胞嘧啶进行甲基化,保护DNA 不被 REase 裂解。
• 人们对细菌免疫系统的研究还处在刚刚起 步阶段,对各类免疫机制的细节了解仍然 较少,尤其对各类免疫机制之间的关系了 解则更少。 • 当噬菌体侵入宿主细胞时,各类免疫机制 是单独起作用,还是与其它免疫机制联合 起作用? 哪个机制先起作用,哪个机制后起 作用,哪个机制对哪类噬菌体或DNA 元件 起限制作用? 对这些问题现在仍不清楚。
正常情况下,含有RM 的细胞在DNA 复制过 程中被甲基化,而外来核酸( 如噬菌体和质粒 DNA) 的甲基化模式与细菌本身的甲基化模式 不一致,就可能被细菌的特定限制酶所降解。 RM 系统是细菌免疫防御的胞内第一道防线 第一道防线。 第一道防线 在噬菌体或移动遗传元件尚未复制之前就降解 尚未复制之前就降解 其DNA, 是RM 系统作用的突出特点之一。
• 相信随着被测序细菌和噬菌体数量的增加,研究 技术和研究方法的进步,人们一定会对细菌各类 免疫机制的研究更加深入,将会逐渐澄清目前尚 不能解释的那些问题。 • 总之,细菌利用免疫系统防御噬菌体的攻击,而 噬菌体也进化其相应策略逃避宿主的防御,这样 就产生了细菌和噬菌体之间永不休止的战争。上 述的各类免疫机制都是针对双股DNA 噬菌体的, 然而,自然界中还有单股DNA,双股RNA,和 单股RNA 噬菌体,细菌面对这些噬菌体,必然 要进化多种免疫机制,因此,可以推断,细菌可 能还存在尚未被发现的其它种类的免疫机制。
4 CRISPR-Cas 系统
CRISPR ( clustered regularly interspaced short palindromic repeats) 是一个特殊的 DNA 重复序列家族,广泛分布于细菌和古 细菌基因组中。CRISPR 位点通常由短的高 度保守的重复序列( repeats) 组成,重复序 列的长度通常21 - 48 bp,重复次数最高可 达250 次。
3 毒素-抗毒素系统 ( Toxin-Antitoxin TA)
TA 系统是个小的遗传模块 遗传模块,又称TA 位点,基因 遗传模块 产物通常由2 个组分构成,一个是稳定的毒素 稳定的毒素, 稳定的毒素 另一个是不稳定的抗毒素 不稳定的抗毒素。毒素是蛋白,而抗毒 不稳定的抗毒素 素或是蛋白,或RNA。 在已测序的原核生物中发现有数百个TA 位点, 隶属于几个典型的TA 基因家族。如MazEF。根 据抗毒素的性质和作用模式,已将TA 系统分为3 种类型。虽然在细菌免疫系统研究中,对TA 系 统的免疫防御功能研究的比较少,但已发现3种 类型TA 系统均参与宿主对噬菌体的防御。
解析细菌免疫系统
组员:李芸、罗婉玲、陈梦萍
Abstract
本文在综述细菌免疫系统最新研究进展基 础上,重点分析讨论:
细菌免疫系统的作用模式 以及细菌免疫系统与噬菌体之间的进化关系
Background Knowledge
自然界中,噬菌体无处不在,其数量远远超过细 菌数量,对细菌的生存构成了极大威胁。各种 DNA 遗传元件也可通过转导、转化和结合方式转 移DNA 到细菌细胞中。细菌面临各类DNA 的侵 袭,进化了多种防御机制。
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到目前为止,虽然对CRISPR-Cas 系统的详细作用机制尚未得 到完全阐明,但已基本明确了它的作用机制的整个过程。 在噬菌体侵入的起始阶段,Cas 蛋白复合物靶向并裂解噬菌体 基因组中短的原型间隔序列( proto-spacer) ( 与CRISPR 间隔 序列同源的噬菌体基因序列) ,这些原型间隔序列接下来整合 到宿主基因组中的CRISPR 位点的5' 。 然后这些短的掺入的间隔序列被转录成crRNAs( CRISPR RNAs) ,在crRNAs 中除含有间隔序列转录物外,还含有间隔 序列两侧重复序列的部分转录产物。 最后阶段是靶向和干扰侵入的噬菌体DNA序列,这个过程仍需 Cas 蛋白复合物参与。当宿主再被噬菌体感染时,crRNAs 作 为模板靶向噬菌体的原型间隔序列,通过碱基配对结合后,降 解靶向的DNA。 与此同时,crRNAs 可以区分来自噬菌体的原型间隔序列和 CRISPR 序列中与原型间隔序列同源的间隔序列。
实例:Rex 系统
Rex系统 • RexA蛋白 RexB蛋白 活化 • 感染——噬菌体蛋白-DNA复合物——RexA(胞 内感受器)——RexB(离子通道)——降低膜 电势——细胞ATP水平降低——生物大分子的合 —— ATP —— 成减少——细胞增殖终止,噬菌体感染流产(需 要ATP和ATP以来的细胞成分)
Ⅰ型TA 系统
• 目前为止只是发现用T4 噬菌体感染这些细胞时,细胞 数量却没有减少,而不含hok / sok 基因的大肠杆菌细胞 数量明显减少,表明TA 系统hok / sok 基因具有噬菌体 排斥功能。
Ⅱ型TA 系统
当噬菌体感染宿主菌时,它作为一种应激因子激 mazEF 系统,在转录或翻译水平上干扰mazE 的表 达,促进mazF 的表达,通过mazF 蛋白的毒性作用 导致菌体死亡。