7 fakta o bakteriofágech

Bakteriofágy jsou "jedlíci bakterií" tím, že jsou viry které infikují a ničí bakterie. Tyto mikroskopické organismy, které se někdy nazývají fágy, jsou v přírodě všudypřítomné. Kromě infikování bakterií bakteriofágy také infikují jiné mikroskopické prokaryoty známý jako archaea. Tato infekce je specifická pro určitý druh bakterie nebo archaea. Fág, který nakazí E. coli například nebude infikovat antraxové bakterie. Protože bakteriofágy neinfikují lidské buňky, byly použity k léčení lékařských terapií bakteriální choroby.

Protože bakteriofágy jsou viry, skládají se z a nukleová kyselina (DNA nebo RNA) uzavřené v proteinovém obalu nebo kapsid. Bakteriofág může mít také proteinový ocas připojený k kapsli s ocasními vlákny vyčnívajícími z ocasu. Ocasní vlákna pomáhají fágu připojit se k hostiteli a ocas pomáhá vstříknout virovou geny do hostitele. Bakteriofág může existovat jako:

1. virové geny v hlavě kapsidy bez ocasu
2. virové geny v kapsidové hlavici s ocasem
3. vláknitý nebo tyčovitý kapsid s kruhovou jednovláknovou DNA.

Jak viry zapadají do svého kapslí jejich objemný genetický materiál? RNA bakteriofágy, rostlinné viry a živočišné viry mají samonosný mechanismus, který umožňuje virovému genomu zapadnout do kapsidového kontejneru. Zdá se, že tento virový mechanismus má pouze genom virové RNA. DNA viry zapadají jejich genom do kapsidy pomocí speciálních enzymů známých jako obalové enzymy.

Bakteriofágy jsou schopné se reprodukovat buď lysogenním, nebo lytickým životním cyklem. Lysogenní cyklus je také známý jako mírný cyklus, protože hostitel není zabit. Virus vstříkne své geny do bakterie a virové geny se vloží do bakterie chromozóm. V bakteriofág lytický cyklusvirus se replikuje v hostiteli. Hostitel je zabit, když se nově replikované viry rozbijí nebo lyžují hostitelskou buňku a jsou uvolněny.

Bakteriofágy pomáhají přenášet geny mezi bakteriemi pomocí genetická rekombinace. Tento typ přenosu genu je známý jako transdukce. Transdukce může být provedena buď lytickým nebo lysogenním cyklem. V lytickém cyklu například fág vstříkne svou DNA do bakterie a enzymy rozdělí bakteriální DNA na kousky. Fágové geny řídí bakterii tak, aby produkovala více virových genů a virových složek (kapsidy, ocas atd.). Jako nový viry začnou se shromažďovat, bakteriální DNA se může nechtěně uzavřít do virové kapsidy. V tomto případě má fág místo virové DNA bakteriální DNA. Když tento fág infikuje další bakterii, vstříkne DNA z předchozí bakterie do hostitelské buňky. Donorová bakteriální DNA se pak může rekombinací vložit do genomu nově infikované bakterie. Výsledkem je, že geny z jedné bakterie jsou přeneseny na druhou.

Bakteriofágy hrají roli v lidském onemocnění tím, že přeměňují některé neškodné bakterie na původce nemoci. Některé druhy bakterií včetně E. coli, Streptococcus pyogenes (způsobuje chorobu konzumující maso), Vibrio cholerae (způsobuje choleru) a Shigella (způsobuje úplavici) se stanou škodlivými, když se na ně prostřednictvím bakteriofágů přenesou geny produkující toxické látky. Tyto bakterie jsou pak schopné infikovat lidi a způsobit otrava jídlem a dalších smrtelných chorob.

Vědci mají izolované bakteriofágy, které ničí superbug Clostridium difficile (C. diff). C. diff obvykle ovlivňuje zažívací systém způsobující průjem a kolitidu. Léčba tohoto typu infekce bakteriofágy poskytuje způsob, jak uchovat dobré střevní bakterie a zároveň zničit pouze C. diff bakterie. Bakteriofágy jsou považovány za dobrou alternativu antibiotika. V důsledku nadužívání antibiotik se rezistentní kmeny bakterií stávají běžnějšími. Bakteriofágy se také používají k ničení dalších superbugů, včetně rezistentních na léky E. coli a MRSA.

Bakteriofágy jsou nejhojnějším virem v oceánu. Fágy známé jako pelagifágy infikují a ničí bakterie SAR11. Tyto bakterie přeměňují molekuly rozpuštěného uhlíku na oxid uhličitý a ovlivňují množství dostupného atmosférického uhlíku. Pelagifágy hrají důležitou roli v uhlíkovém cyklu tím, že ničí bakterie SAR11, které se množí ve vysoké míře a velmi dobře se přizpůsobují, aby se zabránilo infekci. Pelagifágy udržují počet bakterií SAR11 pod kontrolou, což zajišťuje, že nedochází k nadměrnému množství produkce oxidu uhličitého v celosvětovém měřítku.

_Zdroje:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. proti. „bakteriofág“, přístupný 7. října 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Norská škola veterinární vědy. „Viry se mohou stát neškodnými E. Coli Dangerous. “ScienceDaily. ScienceDaily, 22. dubna 2009. www.sciposedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{University of Leicester. "Kouzelné kulky virů konzumujících bakterie ve válce o superbugy". " ScienceDaily. ScienceDaily, 16. října 2013. www.sciposedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.}
• _{Oregonská státní univerzita. "Válka bez konce, s udržováním uhlíkového cyklu Země v rovnováze." ScienceDaily. ScienceDaily, 13. února 2013. www.sciusalaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}