Ključna razlika između sensinga kvoruma i gašenja kvoruma je u tome što je sensing kvoruma mehanizam regulacije ekspresije gena koji koriste bakterije da komuniciraju jedna s drugom i osjete gustinu svoje stanične populacije, dok je gašenje kvoruma mehanizam bakterija koji djeluje protiv kvorum otkriva i zaustavlja ekspresiju gena virulencije.
Bakterije koriste različite mehanizme za međusobnu komunikaciju. Ovi komunikacijski mehanizmi pomažu im da osete gustinu naseljenosti i da regulišu mnoge svoje fiziološke procese. Osjećanje kvoruma je jedan takav mehanizam koji bakterije uvelike koriste. Osjećanje kvoruma ne samo da olakšava komunikaciju i otkriva gustinu naseljenosti, već također igra veliku ulogu u održavanju patogenosti bakterija prema drugim domaćinima kao što su ljudi. Međutim, mehanizmi otkrivanja kvoruma su problematični u kontroli bakterijskih infekcija. Kao rješenje može se koristiti gašenje kvoruma. Gašenje kvoruma ometa otkrivanje kvoruma bakterija i zaustavlja ekspresiju patogenih gena.
Šta je Quorum Sensing?
Quorum sensing je mehanizam za regulaciju gena koji koriste bakterije. Oni koriste ovaj mehanizam da komuniciraju s bakterijskim stanicama i osjećaju vlastitu gustinu populacije. Oni proizvode i luče male molekule poznate kao autoinduktori kako bi osjetili gustinu populacije. Koristeći ovu metodu, oni regulišu ekspresiju gena virulencije. Štaviše, autoinduktori su mali difuzioni signalni molekuli, uglavnom N-acil-homoserinski laktoni (AHL). Oni pokreću ekspresiju gena virulencije.
Slika 01: Quorum Sensing
Osjećivanje kvoruma je važno za mnoge fiziološke aktivnosti bakterija. Molekuli koji osjećaju kvorum induciraju procese kao što su simbioza, virulencija, kompetencija, konjugacija, proizvodnja antibiotika, pokretljivost, sporulacija, fiksacija dušika i formiranje biofilma, itd.
Štaviše, otkrivanje kvoruma je uobičajeno i kod gram-negativnih i gram-pozitivnih bakterija. Međutim, oni luče različite molekule kao autoinduktori. Gram-negativne bakterije posreduju u otkrivanju kvoruma putem aciliranih homoserinskih laktona, dok gram-pozitivne bakterije posreduju kroz procesirane oligopeptide.
Šta je smanjenje kvoruma?
Quorum quenching je prirodni mehanizam bakterija koji radi protiv kvorumskog senzorskog mehanizma bakterija. Kada sensing kvoruma pomaže bakterijama da izraze gene virulencije, gašenje kvoruma to inhibira. Dakle, gašenje kvoruma je mehanizam koji zaustavlja ekspresiju gena virulencije u patogenim bakterijama. U gašenju kvoruma, bakterije proizvode enzime i hemijske inhibitore za razgradnju molekula koji osjećaju kvorum. Nakon razgradnje autoinduktora, bakterije gube sposobnost osjetila kvoruma. Stoga, gašenje kvoruma remeti sposobnost patogena da osjeti svoju ćelijsku gustinu i onemogućuje ili umanjuje sposobnost pokretanja virulentne ekspresije.
Slika 02: Gašenje kvoruma
Gašenje kvoruma zaustavlja otkrivanje kvoruma na nekoliko metoda. On inaktivira signalne enzime ili uvodi molekule koji oponašaju signalne molekule i blokira njihove receptore. Nadalje, enzimi koji gase razgrađuju signalne molekule ili modificiraju kvorum senzorne signale.
Pošto je gašenje kvoruma prirodan mehanizam, može se razviti kao pristup prevenciji mikrobnih bolesti. Bakterijska komunikacija je važan aspekt bakterijskih infekcija. Stoga će gašenje kvoruma biti obećavajuće rješenje za ometanje bakterijske komunikacije, čime će se spriječiti bakterijske bolesti. Stoga, smanjenje kvoruma može se jednostavno definirati kao oblik anti-virulencije.
Koje su sličnosti između utvrđivanja kvoruma i gašenja kvoruma?
- Oba ova mehanizma se vide uglavnom kod bakterija.
- Oni su takođe prirodni mehanizmi koji se javljaju u bakterijama.
- Štaviše, oba procesa proizvode enzime, hemikalije, itd. da posreduju u procesima.
Koja je razlika između otkrivanja kvoruma i gašenja kvoruma?
Osjećivanje kvoruma je proces koji bakterije koriste da komuniciraju jedna s drugom i osjećaju gustoću njihove populacije. Nasuprot tome, gašenje kvoruma je proces koji bakterije koriste da poremete otkrivanje kvoruma. Dakle, ovo je ključna razlika između otkrivanja kvoruma i gašenja kvoruma.
Štaviše, još jedna značajna razlika između sensinga kvoruma i gašenja kvoruma je u tome što bakterije luče autoinduktori ili kvorum sensing signale u sensingu kvoruma, dok bakterije proizvode enzime i inhibitore kvoruma u gašenju kvoruma.
U nastavku infografika pruža više poređenja u pogledu razlike između otkrivanja kvoruma i gašenja kvoruma.
Sažetak – Quorum Sensing vs Quorum Quenching
Osjećivanje kvoruma i gašenje kvoruma su dva prirodna mehanizma koja se odvijaju u bakterijama. Quorum sensing olakšava komunikaciju između bakterija i otkriva njihovu gustinu populacije. Javlja se preko malih molekula zvanih autoinduktori. To je važan proces za bakterije jer pomaže u simbiozi, virulenciji, sposobnosti, konjugaciji, proizvodnji antibiotika, pokretljivosti, sporulaciji, fiksaciji dušika i stvaranju biofilma, itd. U međuvremenu, gašenje kvoruma radi protiv otkrivanja kvoruma. To remeti osjet kvoruma i isključuje ekspresiju gena virulencije. Dakle, to je mehanizam protiv virulencije. Dakle, ovo je sažetak razlike između otkrivanja kvoruma i gašenja kvoruma.
