7 feiten over bacteriofagen

Bacteriofagen zijn "bacterie-eters" omdat ze dat zijn virussen die infecteren en vernietigen bacteriën. Deze microscopische organismen, ook wel fagen genoemd, zijn alomtegenwoordig van aard. Naast het infecteren van bacteriën, infecteren bacteriofagen ook andere microscopische prokaryoten bekend als archaea. Deze infectie is specifiek voor een specifieke bacteriesoort of archaea. Een faag die infecteert E. coli zal bijvoorbeeld geen miltvuurbacteriën infecteren. Omdat bacteriofagen niet infecteren menselijke cellen, ze zijn gebruikt in medische therapieën om te behandelen bacteriële ziekten.

Omdat bacteriofagen virussen zijn, bestaan ​​ze uit a Nucleïnezuur (DNA of RNA) ingesloten in een eiwitschaal of capside. Een bacteriofaag kan ook een eiwitstaart hebben die aan de capside is bevestigd met staartvezels die zich uitstrekken vanaf de staart. De staartvezels helpen de faag aan zijn gastheer te hechten en de staart helpt het virale te injecteren genen in de host. Een bacteriofaag kan bestaan ​​als:

1. virale genen in een capside-kop zonder staart
2. virale genen in een capside-kop met een staart
3. een filamenteuze of staafvormige capside met cirkelvormig enkelstrengs DNA.

Hoe passen virussen hun omvangrijke genetische materiaal in hun capsiden? RNA bacteriofagen, plantenvirussen en dierlijke virussen hebben een zelfvouwend mechanisme dat het mogelijk maakt dat het virale genoom in de capside-container past. Het lijkt erop dat alleen het virale RNA-genoom dit zelfvouwende mechanisme heeft. DNA-virussen passen hun genoom in de capside met behulp van speciale enzymen die bekend staan ​​als verpakkingsenzymen.

Bacteriofagen kunnen zich voortplanten door de lysogene of lytische levenscycli. De lysogene cyclus wordt ook wel de gematigde cyclus genoemd omdat de gastheer niet wordt gedood. Het virus injecteert zijn genen in de bacterie en de virale genen worden in de bacterie ingebracht chromosoom. In de bacteriofaag lytische cyclus, repliceert het virus binnen de host. De host wordt gedood wanneer de nieuw gerepliceerde virussen openbreken of de hostcel lyseren en worden vrijgegeven.

Bacteriofagen helpen bij het overbrengen van genen tussen bacteriën door middel van genetische recombinatie. Dit type genoverdracht staat bekend als transductie. Transductie kan worden bereikt via de lytische of lysogene cyclus. In de lytische cyclus injecteert de faag bijvoorbeeld zijn DNA in een bacterie en enzymen scheiden het bacteriële DNA in stukjes. De faaggenen sturen de bacterie om meer virale genen en virale componenten (capsiden, staart, enz.) Te produceren. Als nieuw virussen beginnen te assembleren, kan bacterieel DNA onbedoeld worden ingesloten in een virale capside. In dit geval bezit de faag bacterieel DNA in plaats van viraal DNA. Wanneer deze faag een andere bacterie infecteert, injecteert hij het DNA van de vorige bacterie in de gastheercel. Het donorbacteriële DNA kan dan door recombinatie in het genoom van de nieuw geïnfecteerde bacterie worden ingebracht. Hierdoor worden de genen van de ene bacterie naar de andere overgebracht.

Bacteriofagen spelen een rol bij menselijke ziekten door van sommige onschadelijke bacteriën ziekteverwekkers te maken. Sommige bacteriesoorten waaronder E. coli, Streptococcus pyogenes (veroorzaakt vleesetende ziekte), Vibrio cholerae (veroorzaakt cholera), en Shigella (veroorzaakt dysenterie) worden schadelijk wanneer genen die giftige stoffen produceren via bacteriofagen op hen worden overgebracht. Deze bacteriën kunnen vervolgens mensen infecteren en veroorzaken voedselvergiftiging en andere dodelijke ziekten.

Wetenschappers hebben bacteriofagen geïsoleerd die de superbacterie vernietigen Clostridium difficile (C. verschil). C. diff beïnvloedt meestal het spijsverteringsstelsel en veroorzaakt diarree en colitis. Het behandelen van dit type infectie met bacteriofagen biedt een manier om de goede darmbacteriën te behouden en tegelijkertijd de C. diff kiemen. Bacteriofagen worden gezien als een goed alternatief antibiotica. Door overmatig gebruik van antibiotica komen resistente bacteriestammen steeds vaker voor. Bacteriofagen worden ook gebruikt om andere superbacteriën te vernietigen, waaronder resistent tegen geneesmiddelen E. coli en MRSA.

Bacteriofagen zijn het meest voorkomende virus in de oceaan. Fagen die bekend staan ​​als Pelagiphages infecteren en vernietigen SAR11-bacteriën. Deze bacteriën zetten opgeloste koolstofmoleculen om in kooldioxide en beïnvloeden de hoeveelheid beschikbare koolstof in de atmosfeer. Pelagifagen spelen een belangrijke rol in de koolstofcyclus door SAR11-bacteriën te vernietigen, die zich in hoog tempo verspreiden en zich zeer goed kunnen aanpassen om infectie te voorkomen. Pelagiphages houden het aantal SAR11-bacteriën onder controle en zorgen ervoor dat er geen overvloed is aan de wereldwijde productie van kooldioxide.

_Bronnen:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. v. "bacteriophage", geraadpleegd op 7 oktober 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Noorse school voor diergeneeskunde. "Virussen kunnen onschadelijk worden E. Coli Dangerous. "ScienceDaily. ScienceDaily, 22 april 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{Universiteit van Leicester. 'Bacteriënetende virussen' magische kogels in de oorlog tegen superbacteriën '.' Wetenschap Dagelijks. ScienceDaily, 16 oktober 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.}
• _{Oregon State University. 'Een oorlog zonder einde, met de koolstofcyclus van de aarde op het spel.' Wetenschap Dagelijks. ScienceDaily, 13 februari 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}