7 feiten over bacteriofagen

Bacteriofagen zijn "bacterie-eters" in die zin dat het virussen zijn die bacteriën infecteren en vernietigen. Soms microscopische fagen genoemd, deze microscopische organismen zijn alomtegenwoordig van aard. Naast het infecteren van bacteriën, infecteren bacteriofagen ook andere microscopische prokaryoten die bekend staan ​​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 geen menselijke cellen infecteren, zijn ze gebruikt in medische therapieën om bacteriële ziekten te behandelen.

Bacteriofagen hebben drie hoofdstructuurtypen.

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

1. virale genen in een capsidekop zonder staart
2. virale genen in een capsidekop met een staart
3. een draadvormige of staafvormige capside met cirkelvormig enkelstrengs DNA.

Bacteriofagen pakken hun genoom in

Hoe passen virussen hun volumineus genetisch materiaal in hun capsids? RNA-bacteriofagen, plantenvirussen en dierlijke virussen hebben een zelfvouwend mechanisme waardoor het virale genoom in de capsidecontainer past. Het lijkt erop dat alleen het virale RNA-genoom dit zelfvouwmechanisme heeft. DNA-virussen passen hun genoom in de capside met behulp van speciale enzymen die bekend staan ​​als pakkingsenzymen.

Bacteriofagen hebben twee levenscycli

Bacteriofagen kunnen zich reproduceren 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 ingebracht in het bacteriële chromosoom. In de bacteriofaag lytische cyclus repliceert het virus in de gastheer. De gastheer wordt gedood wanneer de nieuw gerepliceerde virussen openbreken of de gastheercel lyseren en worden vrijgegeven.

Bacteriofagen brengen genen over tussen bacteriën

Bacteriofagen helpen genen over te dragen tussen bacteriën door middel van genetische recombinatie. Dit type gentransfer staat bekend als transductie. Transductie kan worden bewerkstelligd 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 zorgen ervoor dat de bacterie meer virale genen en virale componenten (capsiden, staart, enz.) Produceert. Terwijl de nieuwe 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 deze het DNA van de vorige bacterie in de gastheercel. Het donorbacteriële DNA kan vervolgens door recombinatie in het genoom van de nieuw geïnfecteerde bacterie worden ingebracht. Als gevolg hiervan worden de genen van de ene bacterie op de andere overgedragen.

Bacteriofagen kunnen bacteriën schadelijk voor mensen maken

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 erop worden overgedragen via bacteriofagen. Deze bacteriën kunnen vervolgens mensen infecteren en voedselvergiftiging en andere dodelijke ziekten veroorzaken.

Bacteriofagen worden gebruikt om superbugs aan te pakken

Wetenschappers hebben geïsoleerde bacteriofagen die de superbug vernietigen Clostridium difficile (C. diff). C. diff heeft meestal invloed op het spijsverteringsstelsel en veroorzaakt diarree en colitis. Behandeling van dit type infectie met bacteriofagen biedt een manier om de goede darmbacteriën te behouden, terwijl alleen de C. diff ziektekiemen. Bacteriofagen worden gezien als een goed alternatief voor antibiotica. Door overmatig gebruik van antibiotica komen resistente bacteriestammen steeds vaker voor. Bacteriofagen worden ook gebruikt om andere superbugs te vernietigen, waaronder medicijnbestendig E coli en MRSA.

Bacteriofagen spelen een belangrijke rol in de koolstofcyclus van de wereld

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

_bronnen:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. v. "bacteriophage", bezocht op 7 oktober 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Norwegian School of Veterinary Science. "Virussen kunnen onschadelijk worden E. Coli Gevaarlijk." ScienceDaily. ScienceDaily, 22 april 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{Universiteit van Leicester. "Magische kogels van bacteriën die virussen eten in de oorlog tegen superbacteriën". ScienceDaily. 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 in evenwicht." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 februari 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}