7 fapte despre bacteriofagi

Bacteriofagii sunt „mâncători de bacterii”, prin faptul că sunt viruși care infectează și distrug bacteriile. Uneori numite fagi, aceste organisme microscopice sunt omniprezente în natură. Pe lângă infecția bacteriilor, bacteriofagii infectează și alte procariote microscopice cunoscute sub numele de arhaea. Această infecție este specifică unei specii specifice de bacterii sau arhaea. Un fag care infectează E coli de exemplu, nu va infecta bacteriile antrax. Deoarece bacteriofagii nu infectează celulele umane, ele au fost utilizate în terapiile medicale pentru tratarea bolilor bacteriene.

Bacteriofagele au trei tipuri principale de structură.

Deoarece bacteriofagii sunt viruși, ei constau dintr-un acid nucleic (ADN sau ARN) închis într-o coajă de proteină sau o capsidă. Un bacteriofag poate avea, de asemenea, o coadă de proteină atașată la capsidă cu fibre de coadă care se extind din coadă. Fibrele de coadă ajută fagul să se atașeze de gazda sa, iar coada ajută la injectarea genelor virale în gazdă. Un bacteriofag poate exista ca:

1. gene virale într-un cap capsid fără coadă
2. genele virale dintr-un cap de capsidă cu coada
3. o capsidă filamentosă sau în formă de tijă cu ADN monocatenar circular.

Bacteriofagii își împachetează genomul

Cum se potrivesc virușii materialul lor voluminos în capside? Bacteriofagii ARN, virusurile vegetale și virusurile animale au un mecanism de auto-pliere care permite genomului viral să se încadreze în recipientul capsidei. Se pare că numai genomul ARN viral are acest mecanism de auto-pliere. Virusii ADN își încadrează genomul în capsidă cu ajutorul enzimelor speciale cunoscute sub denumirea de enzime de ambalare.

Bacteriofagii au două cicluri de viață

Bacteriofagii sunt capabili să se reproducă fie prin ciclurile de viață lizogenice, fie despre cele litice. Ciclul lizogen este cunoscut și ca ciclul temperat, deoarece gazda nu este ucisă. Virusul își injectează genele în bacterie și genele virale sunt introduse în cromozomul bacterian. În ciclul litic al bacteriofagului, virusul se reproduce în interiorul gazdei. Gazda este ucisă atunci când virușii recent replică se deschid sau lizează celula gazdă și sunt eliberați.

Bacteriofagii transferă gene între bacterii

Bacteriofagii ajută la transferul genelor între bacterii prin recombinare genetică. Acest tip de transfer de gene este cunoscut sub numele de transducție. Transductia se poate realiza fie prin ciclul litic, fie prin lizogenizare. În ciclul litic, de exemplu, fagul își injectează ADN-ul într-o bacterie și enzimele separă ADN-ul bacterian în bucăți. Genele fagului direcționează bacteria pentru a produce mai multe gene virale și componente virale (capside, coadă etc.). Pe măsură ce noile virusuri încep să se asambleze, ADN-ul bacterian poate să apară din neatenție în incidența unei capide virale. În acest caz, fagul posedă ADN bacterian în loc de ADN viral. Când acest fag infectează o altă bacterie, injectează ADN-ul din bacteria anterioară în celula gazdă. ADN-ul bacterian donor poate fi apoi introdus în genomul bacteriei recent infectate prin recombinare. Ca urmare, genele dintr-o bacterie sunt transferate la alta.

Bacteriofagii pot face bacteriile dăunătoare oamenilor

Bacteriofagii joacă un rol în boala umană, transformând unele bacterii inofensive în agenți ai bolii. Unele specii de bacterii, inclusiv E coli, Streptococcus pyogenes (provoacă boli care consumă carne), Vibrio cholerae (provoacă holera) și Shigella (provoacă dizenteria) devin dăunătoare atunci când genele care produc substanțe toxice sunt transferate către acestea prin bacteriofage. Aceste bacterii sunt apoi capabile să infecteze oamenii și să provoace intoxicații alimentare și alte boli mortale.

Bacteriofagele sunt utilizate pentru a ținta superbe

Oamenii de știință au bacteriofage izolate care distrug superbul Clostridium difficile (C. dif). C. dif afectează de obicei sistemul digestiv provocând diaree și colită. Tratarea acestui tip de infecție cu bacteriofagi oferă o modalitate de a păstra bacteriile intestinale bune, în timp ce distruge doar C. dif germeni. Bacteriofagii sunt văzuți ca o bună alternativă la antibiotice. Din cauza consumului excesiv de antibiotice, tulpinile rezistente ale bacteriilor devin tot mai frecvente. Bacteriofagele sunt de asemenea folosite pentru a distruge alte superbe, inclusiv rezistente la medicamente E coli și MRSA.

Bacteriofagii joacă un rol semnificativ în ciclul mondial al carbonului

Bacteriofagele sunt virusul cel mai abundent din ocean. Fazele cunoscute sub numele de Pelagifage infectează și distrug bacteriile SAR11. Aceste bacterii convertesc moleculele de carbon dizolvate în dioxid de carbon și influențează cantitatea de carbon atmosferic disponibil. Pelagifagii joacă un rol important în ciclul carbonului prin distrugerea bacteriilor SAR11, care proliferează într-un ritm ridicat și sunt foarte bune la adaptare pentru a evita infecția. Pelagifagii păstrează controlul numărului de bacterii SAR11, asigurându-se că nu există o supraabundență a producției globale de dioxid de carbon.

_surse:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. v. "bacteriofag", accesat 07 octombrie 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Școala Norvegiană de Științe Veterinare. „Virusurile pot transforma inofensiv E. Coli periculos”. ScienceDaily. ScienceDaily, 22 aprilie 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{Universitatea din Leicester. "Buloane magice cu viruși" gloanțe magice în război pe superbe "." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 octombrie 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.}
• _{Universitatea de Stat din Oregon. "Un război fără sfârșit, cu ciclul carbonului Pământului ținut în echilibru." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 februarie 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}