Разлика между Quorum Sensing и Quorum Quenching

Най- ключова разлика между кворума и закаляването на кворума е това чувствителността на кворум е механизъм за регулиране на генната експресия, използван от бактериите да комуникират помежду си и да усещат плътността на тяхната клетъчна популация, докато крумното гасене е механизъм на бактериите, който работи срещу чувствителността на кворума и спира експресията на гена на вирулентност.

Бактериите използват различни механизми за комуникация помежду си. Тези комуникационни механизми им помагат да усетят плътността на населението и да регулират много от техните физиологични процеси. Кворумът е един такъв механизъм, използван силно от бактериите. Чувството на кворум не само улеснява комуникацията и усещането на плътността на популацията, но също така играе голяма роля за поддържане на патогенността на бактериите спрямо други домакини като хората. Въпреки това механизмите за определяне на кворума са проблематични при контрола на бактериалните инфекции. Като решение може да се използва закаляване с кворум. Гасенето на кворум пречи на кворумното усещане на бактериите и изключва експресията на патогенните гени.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е Quorum Sensing 
3. Какво е закаляване с кворум
4. Прилики между Quorum Sensing и Quorum Quenching
5. Паралелно сравнение - Quorum Sensing срещу Quorum Quenching в таблична форма
6. Резюме

Какво е Quorum Sensing?

Чувството на кворум е механизъм за регулиране на гените, използван от бактериите. Те използват този механизъм, за да комуникират с бактериалните клетки и да усетят собствената си гъстота на популацията. Те произвеждат и секретират малки молекули, известни като автоиндуктори, за да усетят плътността на популацията. Използвайки този метод, те регулират експресията на гените на вирулентност. Освен това автоиндукторите са малки дифузни сигнални молекули, главно N-ацил-хомосеринови лактони (AHL). Те задействат експресията на гените за вирулентност.

Фигура 01: Проверка на кворум

Считането на кворума е важно за много физиологични дейности на бактериите. Молекулите за чувствителност на кворума предизвикват процеси като симбиоза, вирулентност, компетентност, конюгация, производство на антибиотици, подвижност, спорулация, фиксиране на азот и образуване на биофилм и т.н..

Освен това, кворумът е често срещан както при грам-отрицателни, така и в грам-положителни бактерии. Те обаче отделят различни молекули като автоиндуктори. Грам-отрицателните бактерии опосредстват кворумното усещане чрез ацилирани хомосеринови лактони, докато грам-положителните бактерии го посредничат чрез преработени олигопептиди.

Какво е гасене на кворум?

Кворумното гасене е естествен механизъм на бактериите, който работи срещу механизма на чувствителност на кворума на бактериите. Когато чувствителността на кворума помага на бактериите да експресират гени за вирулентност, кворумното потушаване го инхибира. По този начин гасенето на кворум е механизъм, който изключва експресията на гена на вирулентност в патогенни бактерии. При гасенето на кворума бактериите произвеждат ензими и химически инхибитори за разграждане на молекулите, които чувстват кворум. При разграждането на автоиндукторите бактериите губят своята способност за кворум. Следователно, закаляването с кворум нарушава способността на патогена да усеща неговата плътност на клетките и да деактивира или намалява способността за задействане на вирулентната експресия.

Фигура 02: Успокояване на кворум

Кворумното спиране спира кворумното установяване чрез няколко метода. Той инактивира сигналните ензими или въвежда молекули, които имитират сигнални молекули и блокират техните рецептори. Освен това, закаляващите ензими разграждат сигналните молекули или променят сигналите за чувствителност на кворума.

Тъй като гасенето на кворум е естествен механизъм, то може да бъде разработено като подход за предотвратяване на микробни заболявания. Бактериалната комуникация е важен аспект на бактериалните инфекции. Следователно, закаляването с кворум ще бъде обещаващо решение за възпрепятстване на бактериалната комуникация, като по този начин ще предотврати бактериалните заболявания. По този начин гасенето на кворум може да бъде просто определено като форма на антивирулентност.

Какви са приликите между Quorum Sensing и Quorum Quenching?

• И тези два механизма се наблюдават главно в бактериите.
• Те също са естествени механизми, срещащи се в бактериите.
• Нещо повече, и двата процеса произвеждат ензими, химикали и т.н., за да посредничат в процесите.

Каква е разликата между Quorum Sensing и Quorum Quenching?

Чувството на кворум е процес, който бактериите използват, за да общуват помежду си и да усещат плътността на популацията си. За разлика от това, закаляването с кворум е процес, който бактериите използват за нарушаване на чувствителността на кворума. И така, това е ключовата разлика между кворумното чувство и кворума.

Освен това, друга съществена разлика между кворумното и гасенето на кворума е, че бактериите секретират автоиндуктори или кворум-сензорни сигнали при кворум-сензор, докато бактериите произвеждат ензими и инхибитори на кворум-сензор при гасене на кворум.

По-долу инфографиката предоставя повече сравнения по отношение на разликата между чувствителността на кворума и гасенето на кворума.

Обобщение - Quorum Sensing vs Quorum Quenching

Чувството на кворум и гасенето на кворум са два естествени механизма, които се осъществяват при бактериите. Чувството на кворум улеснява комуникацията между бактериите и усещането на тяхната плътност на популацията. То се осъществява чрез малки молекули, наречени автоиндуктори. Това е важен процес за бактериите, тъй като помага при симбиоза, вирулентност, компетентност, конюгация, производство на антибиотици, подвижност, спорулация, фиксиране на азот и образуване на биофилм и др. Междувременно гасенето на кворума работи срещу чувствителността на кворума. Той нарушава чувствителността на кворума и изключва експресията на гените на вирулентност. Следователно, той е механизъм против вирулентност. И така, това е обобщението на разликата между чувствителността на кворума и закаляването на кворума.

справка:

1. Милър, M B и B L Bassler. „Проверка на кворум в бактериите.“ Годишен преглед на микробиологията, Национална медицинска библиотека на САЩ, 2001 г., достъпен тук.
2. Chen, Fang и др. „Ензими за гасене на кворум и тяхното приложение при влошаване на сигналните молекули, за да блокират инфекцията, зависима от кворума.“ International Journal of Molecular Sciences, MDPI, 26 август 2013 г., достъпен тук.
3. Катрин и др. „Угасване на кворум: роля в природата и приложни разработки.” OUP Academic, Oxford University Press, 1 октомври 2015 г., достъпен тук.

С любезност на изображенията:

1. „Кворум за гасене” от BQUB13 Cizquierdo - Собствена работа (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia
2. „Quorum sensing of Gram Negative Cell” от Gluckma2 - собствена работа, (CC BY-SA 4.0) през Wikimedia на Commons