bakteriofágy sú „jedlíci baktérií“ tým, že sú vírusy ktoré infikujú a ničia baktérie. Tieto mikroskopické organizmy, ktoré sa niekedy nazývajú fágy, sú svojou povahou všadeprítomné. Okrem infikovania baktérií bakteriofágy infikujú aj iné mikroskopické prokaryotes známy ako archea. Táto infekcia je špecifická pre konkrétny druh baktérie alebo archaea. Fág, ktorý infikuje E. coli napríklad nebude infikovať antraxové baktérie. Pretože bakteriofágy neinfikujú ľudské bunky, používajú sa na liečenie bakteriálne choroby.
Bakteriofágy majú tri hlavné typy štruktúr.
Pretože bakteriofágy sú vírusy, pozostávajú z a nukleová kyselina (DNA alebo RNA) uzavreté v proteínovom obale alebo kapsidového. Bakteriofág môže mať tiež proteínový chvost pripevnený k kapsidu s chvostovými vláknami, ktoré sa tiahnu od chvosta. Koncové vlákna pomáhajú fágu prichytiť sa k hostiteľovi a chvost pomáha vstreknúť vírus gény do hostiteľa. Bakteriofág môže existovať ako:
- vírusové gény v kapsidovej hlave bez chvosta
- vírusové gény v hlave kapsidy s chvostom
- vláknitý alebo tyčovitý kapsid s kruhovou jednovláknovou DNA.
Bakteriofágy balia svoj genóm
Ako vírusy zapadajú do svojich kapsidov svoj objemný genetický materiál? RNA bakteriofágy, rastlinné vírusy a živočíšne vírusy majú mechanizmus skladania, ktorý umožňuje vírusovému genómu zapadnúť do kapsidového kontajnera. Zdá sa, že tento vírus sa skladá iba z vírusového RNA genómu. Vírusy DNA zapĺňajú svoj genóm do kapsidu pomocou špeciálnych enzýmov známych ako baliace enzýmy.
Bakteriofágy majú dva životné cykly
Bakteriofágy sú schopné sa reprodukovať buď prostredníctvom lyzogénnych alebo lytických životných cyklov. Lysogénny cyklus je tiež známy ako mierny cyklus, pretože hostiteľ nie je zabitý. Vírus vstrekuje svoje gény do baktérie a vírusové gény sa vložia do baktérie chromozóm. V lytický cyklus bakteriofágavírus sa replikuje v hostiteľovi. Hostiteľ je zabitý, keď sa nové replikované vírusy rozbijú alebo lýzujú hostiteľskú bunku a uvoľnia sa.
Bakteriofágy prenášajú gény medzi baktériami
Bakteriofágy pomáhajú prenášať gény medzi baktériami pomocou genetická rekombinácia. Tento typ prenosu génov je známy ako transdukcia. Transdukcia sa môže uskutočniť buď lytickým alebo lyzogénnym cyklom. Napríklad v lytickom cykle fág vstrekuje svoju DNA do baktérie a enzýmy separujú bakteriálnu DNA na kúsky. Fágové gény riadia baktériu tak, aby produkovala viac vírusových génov a vírusových zložiek (kapsidy, chvosty atď.). Ako nový vírusy Začnú sa zhromažďovať, bakteriálna DNA sa môže neúmyselne uzatvoriť vo vírusovom kapside. V tomto prípade má fág namiesto vírusovej DNA bakteriálnu DNA. Keď tento fág infikuje ďalšiu baktériu, vstrekne DNA z predchádzajúcej baktérie do hostiteľskej bunky. Donorská bakteriálna DNA sa potom môže rekombináciou vložiť do genómu novo infikovanej baktérie. Výsledkom je, že gény z jednej baktérie sa prenášajú na inú.
Bakteriofágy môžu spôsobiť, že baktérie budú pre človeka škodlivé
Bakteriofágy hrajú úlohu v ľudskom ochorení tým, že menia niektoré neškodné baktérie na pôvodcov choroby. Niektoré druhy baktérií vrátane E. coli, Streptococcus pyogenes (spôsobuje ochorenie jesť mäso), Vibrio cholerae (spôsobuje choleru) a Shigella (spôsobuje úplavicu), ak sú gény produkujúce toxické látky prenášané bakteriofágmi. Tieto baktérie sú potom schopné infikovať človeka a spôsobiť otrava jedlom a iné smrtiace choroby.
Bakteriofágy sa používajú na zacielenie superbugov
Vedci izolovali bakteriofágy, ktoré ničia superbug Clostridium difficile (C. diff). C. diff zvyčajne ovplyvňuje tráviaci systém spôsobujúci hnačku a kolitídu. Liečba tohto typu infekcie bakteriofágmi poskytuje spôsob, ako zachovať dobré črevné baktérie a zároveň ničiť iba C. diff choroboplodné zárodky. Bakteriofágy sa považujú za dobrú alternatívu antibiotiká. V dôsledku nadmerného používania antibiotík sa rezistentné kmene baktérií stávajú bežnejšie. Bakteriofágy sa tiež používajú na ničenie ďalších superbugov vrátane rezistentných na lieky E. coli a MRSA.
Bakteriofágy hrajú významnú úlohu vo svetovom uhlíkovom cykle
Bakteriofágy sú najhojnejším vírusom v oceáne. Fágy známe ako pelagifágy infikujú a ničia baktérie SAR11. Tieto baktérie premieňajú molekuly rozpusteného uhlíka na oxid uhličitý a ovplyvňujú množstvo dostupného atmosférického uhlíka. Pelagifágy hrajú dôležitú úlohu v uhlíkovom cykle tým, že ničia baktérie SAR11, ktoré sa množia vo vysokej miere a sú veľmi dobre adaptabilné, aby sa zabránilo infekcii. Pelagifágy udržiavajú počet baktérií SAR11 pod kontrolou, čo zaisťuje, že nedochádza k nadmernému množstvu svetovej produkcie oxidu uhličitého.
zdroj:
- Encyclopædia Britannica Online, s. v. „bakteriofág“, prístupný 7. októbra 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.
- Nórska škola veterinárnych vied. „Vírusy môžu spôsobiť neškodnosť E. Coli Dangerous. “ScienceDaily. ScienceDaily, 22. apríla 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.
- University of Leicester. „Kúzelné guľky guľôčok vírusov konzumujúcich baktérie vo vojne proti superbugom“. “ ScienceDaily. ScienceDaily, 16. októbra 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.
- Oregonská štátna univerzita. "Vojna bez konca, s uhlíkovým cyklom Zeme udržiavaným v rovnováhe." ScienceDaily. ScienceDaily, 13. februára 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.