Ключовата разлика между quorum sensing и quorum quenching е, че quorum sensing е механизъм за регулиране на генната експресия, използван от бактериите, за да комуникират помежду си и да усетят плътността на клетъчната си популация, докато quorum sensing е механизъм на бактерии, който работи срещу усещането на кворума и спира експресията на вирулентен ген.
Бактериите използват различни механизми за комуникация помежду си. Тези комуникационни механизми им помагат да усещат гъстотата на населението и да регулират много от техните физиологични процеси. Отчитането на кворума е един такъв механизъм, който се използва силно от бактериите. Отчитането на кворума не само улеснява комуникацията и отчитането на гъстотите на популацията, но също така играе голяма роля в поддържането на патогенността на бактериите спрямо други гостоприемници, като например хората. Механизмите за отчитане на кворума обаче са проблематични при контролирането на бактериалните инфекции. Като решение може да се използва потушаване на кворума. Охлаждането на кворума пречи на усещането на кворума на бактериите и спира експресията на патогенните гени.
Какво е разпознаване на кворум?
Quorum sensing е механизъм за генно регулиране, използван от бактериите. Те използват този механизъм, за да комуникират с бактериалните клетки и да усетят собствената си гъстота на населението. Те произвеждат и отделят малки молекули, известни като автоиндуктори, за да усетят гъстотата на населението. Използвайки този метод, те регулират експресията на вирулентни гени. Освен това автоиндукторите са малки дифузионни сигнални молекули, главно N-ацил-хомосеринови лактони (AHL). Те предизвикват експресията на вирулентни гени.
Фигура 01: Откриване на кворум
Усещането на кворума е важно за много физиологични дейности на бактериите. Кворум чувствителните молекули индуцират процеси като симбиоза, вирулентност, компетентност, конюгация, производство на антибиотици, подвижност, спорулация, азотна фиксация и образуване на биофилм и т.н.
Освен това разпознаването на кворум е често срещано както при грам-отрицателни, така и при грам-положителни бактерии. Те обаче секретират различни молекули като автоиндуктори. Грам-отрицателните бактерии медиират усещането на кворум чрез ацилирани хомосеринови лактони, докато грам-положителните бактерии го медиират чрез обработени олигопептиди.
Какво е Quorum Quenching?
Потушаването на кворума е естествен механизъм на бактериите, който работи срещу механизма за усещане на кворума на бактериите. Когато усещането за кворум помага на бактериите да експресират гени на вирулентност, потискането на кворума го инхибира. По този начин охлаждането на кворума е механизъм, който изключва експресията на вирулентния ген в патогенни бактерии. При охлаждането на кворума бактериите произвеждат ензими и химически инхибитори, за да разграждат молекулите, чувствителни към кворума. При разграждането на автоиндукторите бактериите губят способността си да усещат кворум. Следователно потискането на кворума нарушава способността на патогена да усеща клетъчната си плътност и деактивира или намалява способността за задействане на вирулентната експресия.
Фигура 02: Охлаждане на кворума
Заглушаването на кворума спира отчитането на кворум по няколко метода. Той инактивира сигналните ензими или въвежда молекули, които имитират сигналните молекули и блокира техните рецептори. Освен това, охлаждащите ензими разграждат сигналните молекули или модифицират сигналите за отчитане на кворум.
Тъй като потушаването на кворума е естествен механизъм, то може да се разработи като подход за предотвратяване на микробни заболявания. Бактериалната комуникация е важен аспект на бактериалните инфекции. Следователно охлаждането на кворума ще бъде обещаващо решение за възпрепятстване на бактериалната комуникация, като по този начин се предотвратяват бактериални заболявания. По този начин ограничаването на кворума може просто да се дефинира като форма на антивирулентност.
Какви са приликите между разпознаването на кворума и охлаждането на кворума?
- И двата механизма се наблюдават главно при бактерии.
- Те също са естествени механизми, възникващи в бактериите.
- Освен това и двата процеса произвеждат ензими, химикали и т.н., за да опосредстват процесите.
Каква е разликата между разпознаване на кворум и охлаждане на кворум?
Усещането на кворума е процес, който бактериите използват, за да комуникират помежду си и да усетят гъстотата на популацията си. За разлика от това, охлаждането на кворума е процес, който бактериите използват, за да нарушат усещането за кворум. И така, това е ключовата разлика между отчитането на кворум и охлаждането на кворума.
Освен това, друга съществена разлика между кворум сенсинга и кворум кенченга е, че бактериите отделят автоиндуктори или кворум сензиращи сигнали при кворум сенсинга, докато бактериите произвеждат ензими и кворум чувствителни инхибитори при кворум кворум кенченга.
Инфографиката по-долу предоставя повече сравнения по отношение на разликата между отчитане на кворум и потискане на кворума.
Резюме – Отчитане на кворум срещу потушаване на кворум
Усещането на кворума и охлаждането на кворума са два естествени механизма, протичащи в бактериите. Отчитането на кворума улеснява комуникацията между бактериите и отчитането на тяхната плътност на популацията. Това се случва чрез малки молекули, наречени автоиндуктори. Това е важен процес за бактериите, тъй като подпомага симбиозата, вирулентността, компетентността, конюгацията, производството на антибиотици, подвижността, спорулацията, азотната фиксация и образуването на биофилм и др. Междувременно потискането на кворума работи срещу откриването на кворум. Той нарушава усещането за кворум и изключва експресията на вирулентен ген. Следователно това е антивирулентен механизъм. И така, това е обобщението на разликата между отчитане на кворум и потискане на кворум.
