7 fakta om bakteriofager

Bakteriofager är "bakterieätare" genom att de är virus som infekterar och förstör bakterier. Ibland kallade fag, dessa mikroskopiska organismer är allestädes närvarande. Förutom att infektera bakterier infekterar bakteriofager också andra mikroskopiska prokaryoter som kallas archaea. Denna infektion är specifik för en specifik art av bakterier eller archaea. En fag som infekterar E coli till exempel kommer inte att smitta miltbrandbakterier. Eftersom bakteriofager inte infekterar mänskliga celler har de använts i medicinska behandlingar för att behandla bakteriesjukdomar.

Bakteriofager har tre huvudstrukturer.

Eftersom bakteriofager är virus består de av en nukleinsyra (DNA eller RNA) inneslutna i ett proteinshell eller kapsid. En bakteriofag kan också ha en proteinsvans fäst vid kapsiden med svansfibrer som sträcker sig från svansen. Svansfibrerna hjälper fagen att fästa sig till värden och svansen hjälper till att injicera virala gener i värden. En bakteriofag kan existera som:

1. virala gener i ett kapsidhuvud utan svans
2. virala gener i ett kapsidhuvud med svans
3. en trådformad eller stavformad kapsid med cirkulärt enkelsträngat DNA.

Bakteriofager packar genomet

Hur passar virus deras voluminösa genetiska material i sina kapsider? RNA-bakteriofager, växtvirus och djurvirus har en självviktsmekanism som gör det möjligt för virusgenomet att passa in i kapsidbehållaren. Det verkar som att endast viralt RNA-genom har denna självviktsmekanism. DNA-virus passar genomet in i kapsiden med hjälp av speciella enzymer som kallas paketeringsenzymer.

Bakteriofager har två livscykler

Bakteriofager kan reproducera genom antingen lysogena eller lytiska livscykler. Den lysogena cykeln kallas också den tempererade cykeln eftersom värden inte dödas. Viruset injicerar dess gener i bakterien och de virala generna sätts in i bakteriekromosomen. I den bakteriofaga lytiska cykeln replikeras viruset i värden. Värden dödas när de nyligen replikerade virusen bryter upp eller lyser värdcellen och släpps.

Bakteriofager överför gener mellan bakterier

Bakteriofager hjälper till att överföra gener mellan bakterier genom genetisk rekombination. Denna typ av genöverföring kallas transduktion. Transduktion kan utföras genom antingen den lytiska eller lysogena cykeln. I den lytiska cykeln, till exempel, injicerar fagen dess DNA i en bakterie och enzymer separerar bakterie-DNA i bitar. Fagenerna styr bakterien att producera mer virala gener och virala komponenter (kapsider, svans, etc.). När de nya virusen börjar samlas kan bakteriellt DNA oavsiktligt inneslutas i en viral kapsid. I detta fall har fagen bakteriellt DNA i stället för viralt DNA. När denna fag infekterar en annan bakterie, injicerar den DNA från den tidigare bakterien i värdcellen. Donatorbakteriell DNA kan sedan infogas i genomet av den nyinfekterade bakterien genom rekombination. Som ett resultat överförs generna från en bakterie till en annan.

Bakteriofager kan göra bakterier skadliga för människor

Bakteriofager spelar en roll vid mänsklig sjukdom genom att förvandla vissa ofarliga bakterier till sjukdomar. Vissa bakteriesorter inklusive E coli, Streptococcus pyogenes (orsakar köttätande sjukdom), Vibrio cholerae (orsakar kolera), och Shigella (orsakar dysenteri) blir skadligt när gener som producerar giftiga ämnen överförs till dem via bakteriofager. Dessa bakterier kan sedan infektera människor och orsaka matförgiftning och andra dödliga sjukdomar.

Bakteriofager används för att rikta superbugs

Forskare har isolerat bakteriofager som förstör superbuggen Clostridium difficile (C. diff). C. diff påverkar vanligtvis matsmältningssystemet orsakar diarré och kolit. Att behandla denna typ av infektion med bakteriofager ger ett sätt att bevara de goda tarmbakterierna medan man förstör bara C. diff bakterier. Bakteriofager ses som ett bra alternativ till antibiotika. På grund av överanvändning av antibiotika blir resistenta bakteriestammar vanligare. Bakteriofager används också för att förstöra andra superbugs inklusive läkemedelsresistenta E coli och MRSA.

Bakteriofager spelar en viktig roll i världens kolcykel

Bakteriofager är det vanligaste viruset i havet. Fager som kallas Pelagifager infekterar och förstör SAR11-bakterier. Dessa bakterier omvandlar upplösta kolmolekyler till koldioxid och påverkar mängden tillgängligt atmosfäriskt kol. Pelagifager spelar en viktig roll i kolcykeln genom att förstöra SAR11-bakterier, som sprider sig i hög takt och är mycket bra på att anpassa sig för att undvika infektion. Pelagifager håller SAR11-bakterienumret i schack, vilket säkerställer att det inte finns en överflöd av den globala koldioxidproduktionen.

_källor:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. v. "bakteriofag", öppnad den 7 oktober 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Norska skolan för veterinärvetenskap. "Virus kan bli oskadlig E. Coli farligt." Science. ScienceDaily, 22 april 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{University of Leicester. "Bakterieätande virus" magiska kulor i kriget mot superbugs "." Science. ScienceDaily, 16 oktober 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.}
• _{Oregon State University. "Ett krig utan slut, där jordens kolcykel hålls i balans." Science. ScienceDaily, 13 februari 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}