7 fakta om bakteriofager

Dette er et T4-bakteriofagvirus. Strukturen på toppen er hodet, som inneholder DNA inne i en proteinkappe. Festet til denne er halen, bestående av en rørlignende kappe og halefibre (nederst). Viruset fester seg til vertsbakteriens cellevegg med halefibrene; skjeden trekker seg så sammen, og injiserer innholdet av hodet (DNA) inn i verten.

PASIEKA/Science Photo Library/Getty Images

Bakteriofager er 'bakteriespisere' i det de er virus som infiserer og ødelegger bakterie . Noen ganger kalt fager, disse mikroskopiske organismene er allestedsnærværende i naturen. I tillegg til å infisere bakterier, infiserer bakteriofager også andre mikroskopiske prokaryoter kjent som arkea . Denne infeksjonen er spesifikk for en spesifikk bakterieart eller archaea. En fag som infiserer E coli vil for eksempel ikke infisere miltbrannbakterier. Siden bakteriofager ikke infiserer menneskelige celler , har de blitt brukt i medisinske terapier for å behandle bakterielle sykdommer .

Bakteriofager har tre hovedstrukturtyper.

Siden bakteriofager er virus, består de av en nukleinsyre ( DNA eller RNA ) innelukket i et proteinskall eller kapsid . En bakteriofag kan også ha en proteinhale festet til kapsiden med halefibre som strekker seg fra halen. Halefibrene hjelper fagen med å feste seg til verten, og halen hjelper til med å injisere viruset gener inn i verten. En bakteriofag kan eksistere som:

1. virale gener i et kapsidhode uten hale
2. virale gener i et kapsidhode med hale
3. en filamentøs eller stavformet kapsid med sirkulært enkelttrådet DNA.

Bakteriofager pakker genomet sitt

Hvordan passer virus inn i deres voluminøse genetiske materiale inn i kapsidene deres? RNA-bakteriofager, plantevirus og dyrevirus har en selvfoldende mekanisme som gjør det mulig for virusgenomet å passe inn i kapsidbeholderen. Det ser ut til at bare viralt RNA-genom har denne selvfoldende mekanismen. DNA-virus passer genomet sitt inn i kapsiden ved hjelp av spesielle enzymer kjent som pakkeenzymer.

Bakteriofager har to livssykluser

Bakteriofager er i stand til å reprodusere enten ved lysogene eller lytiske livssykluser. Den lysogene syklusen er også kjent som den tempererte syklusen fordi verten ikke blir drept. Viruset injiserer genene sine i bakterien og virusgenene settes inn i bakterien. kromosom . I bakteriofag lytisk syklus , replikerer viruset i verten. Verten blir drept når de nylig replikerte virusene bryter opp eller lyserer vertscellen og frigjøres.

Bakteriofager overfører gener mellom bakterier

Bakteriofager bidrar til å overføre gener mellom bakterier ved hjelp av genetisk rekombinasjon . Denne typen genoverføring er kjent som transduksjon. Transduksjon kan oppnås gjennom enten den lytiske eller lysogene syklusen. I den lytiske syklusen, for eksempel, injiserer fagen sitt DNA i en bakterie og enzymer skiller bakteriens DNA i biter. Faggenene leder bakterien til å produsere flere virale gener og virale komponenter (kapsider, hale, etc.). Som den nye virus begynner å samle seg, kan bakteriell DNA utilsiktet bli innelukket i en viral kapsid. I dette tilfellet har fagen bakteriell DNA i stedet for viralt DNA. Når denne fagen infiserer en annen bakterie, injiserer den DNA fra den forrige bakterien inn i vertscellen. Donorbakterie-DNAet kan deretter settes inn i genomet til den nylig infiserte bakterien ved rekombinasjon. Som et resultat blir genene fra en bakterie overført til en annen.

Bakteriofager kan gjøre bakterier skadelige for mennesker

Bakteriofager spiller en rolle i menneskelig sykdom ved å gjøre noen harmløse bakterier om til sykdommer. Noen bakteriearter inkludert E coli , Streptococcus pyogenes (forårsaker kjøttspisende sykdom), Vibrio kolera (forårsaker kolera), og Shigella (forårsaker dysenteri) blir skadelig når gener som produserer giftige stoffer overføres til dem via bakteriofager. Disse bakteriene er da i stand til å infisere mennesker og forårsakematforgiftningog andre dødelige sykdommer.

Bakteriofager brukes til å målrette mot superbugs

Forskere har isolert bakteriofager som ødelegger superbugen Clostridium difficile (C. diff) . C. diff påvirker vanligvis fordøyelsessystemet og forårsaker diaré og kolitt. Behandling av denne typen infeksjon med bakteriofager gir en måte å bevare de gode tarmbakteriene på, mens de kun ødelegger C. diff bakterier. Bakteriofager blir sett på som et godt alternativ tilantibiotika. På grunn av overforbruk av antibiotika blir resistente bakteriestammer mer vanlig. Bakteriofager blir også brukt til å ødelegge andre superbugs, inkludert medisinresistente E coli og MRSA .

Bakteriofager spiller en betydelig rolle i verdens karbonsyklus

Bakteriofager er det mest tallrike viruset i havet. Fager kjent som Pelagiphages infiserer og ødelegger SAR11-bakterier. Disse bakteriene omdanner oppløste karbonmolekyler til karbondioksid og påvirker mengden tilgjengelig atmosfærisk karbon. Pelagifager spiller en viktig rolle i karbonsyklusen ved å ødelegge SAR11-bakterier, som formerer seg i høy hastighet og er veldig flinke til å tilpasse seg for å unngå infeksjon. Pelagifager holder antallet SAR11-bakterier i sjakk, og sikrer at det ikke er en overflod av global karbondioksidproduksjon.

_Kilder:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. v. 'bacteriophage', åpnet 7. oktober 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Norges veterinærhøgskole. 'Virus kan gjøre ufarlig E. Coli farlig.' ScienceDaily. ScienceDaily, 22. april 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{Universitetet i Leicester. 'Bakteriespisende virus 'magiske kuler i krigen mot superbugs'.' ScienceDaily. ScienceDaily, 16. oktober 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.}
• _{Oregon State University. 'En krig uten ende, med jordens karbonsyklus holdt i balanse.' ScienceDaily. ScienceDaily, 13. februar 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}