Bacteriofagul: ce este, cum se identifică și ciclurile de viață (litice și lizogene)

Conţinut

• Caracteristicile bacteriofagului
• Cum se întâmplă ciclurile litice și lizogene
• Ciclul litic
• Ciclul lizogen
• Ce este terapia cu fagi

Bacteriofagii, cunoscuți și sub numele de fagi, sunt un grup de viruși capabili să infecteze și să se înmulțească în celulele bacteriene și care, atunci când pleacă, promovează distrugerea lor.

Bacteriofagii sunt prezenți în medii diferite și pot fi izolați de apă, sol, produse alimentare și chiar și alte microorganisme. Deși poate fi prezent și în organism, în principal în piele, în cavitatea bucală, în plămâni și în sistemul urinar și gastro-intestinal, bacteriofagii nu provoacă boli sau modificări în corpul uman, deoarece au o preferință pentru procariote celule, adică au evoluat mai puține celule, cum ar fi bacteriile.

În plus, sunt capabili să stimuleze răspunsul imun al organismului, astfel încât să nu poată acționa asupra microorganismelor responsabile de buna funcționare a organismului, pe lângă faptul că au o specificitate ridicată în raport cu gazda lor, adică microorganismul patogen. Astfel, bacteriile care fac parte din microbiom nu sunt distruse datorită relației pozitive stabilite între bacteriofagi și sistemul imunitar.

Caracteristicile bacteriofagului

Bacteriofagii sunt viruși care pot fi găsiți în diferite medii, inclusiv în corpul uman, totuși nu provoacă modificări sau boli, deoarece nu au specificitate pentru celulele care alcătuiesc corpul. Alte caracteristici ale bacteriofagului sunt:

• Sunt formate dintr-o capsidă, care este o structură formată din proteine ​​a căror funcție este de a proteja materialul genetic al virusului;
• Pot avea diferite tipuri de material genetic, cum ar fi ADN dublu catenar, ADN monocatenar sau ARN;
• Pe lângă faptul că pot fi diferențiați în ceea ce privește structura lor genetică, bacteriofagii pot fi diferențiați și prin structura capsidei;
• Ei nu sunt în măsură să se înmulțească în afara unei gazde, adică trebuie să fie în contact cu o celulă bacteriană pentru a se produce replicarea și din acest motiv pot fi cunoscuți și sub denumirea de „paraziți bacterieni”;
• Au o specificitate ridicată pentru gazdă, care sunt celule bacteriene.

Clasificarea bacteriofagilor este încă studiată, cu toate acestea, unele proprietăți pot fi utile pentru diferențierea și clasificarea bacteriofagelor, cum ar fi tipul de material genetic, morfologia, caracteristicile genomice și caracteristicile fizico-chimice.

Cum se întâmplă ciclurile litice și lizogene

Ciclurile litice și lizogene sunt cicluri de multiplicare a bacteriofagului la contactul cu celula bacteriană și pot fi diferențiate în funcție de comportamentul virusului.

Ciclul litic

Ciclul litic este unul în care, după injectarea materialului genetic al bacteriofagului în celula bacteriană, are loc replicarea și formarea de noi bacteriofagi, care atunci când pleacă distrug celula bacteriană. Deci, în general, ciclul are loc după cum urmează:

1. Adsorbţie: bacteriofagul se lipeste de membrana celulei bacteriene sensibile prin receptorii membranei;
2. Intrare sau penetrare: materialul genetic al bacteriofagului intră în celula bacteriană;
3. Replicare: acest material genetic coordonează sinteza proteinelor și a altor molecule de ADN, dacă este un bacteriofag ADN;
4. Asamblare: se formează bacteriofagi noi și ADN-ul replicat este ambalat cu ajutorul proteinelor sintetizate, dând naștere capsidei;
5. Lise: bacteriofagul format părăsește celula bacteriană, favorizând distrugerea acesteia.

Ciclul lizogen

În ciclul lizogen, materialul genetic al bacteriofagului este încorporat în cel al bacteriei, cu toate acestea, acest proces poate reprezenta doar mutarea genelor de virulență ale bacteriei, pe lângă faptul că este un proces reversibil. Acest ciclu se întâmplă după cum urmează:

1. Adsorbţie: bacteriofagul se adsorbe la membrana bacteriană;
2. Intrare: materialul genetic al bacteriofagului intră în celula bacteriană;
3. Integrare: există integrarea materialului genetic al bacteriofagului cu cel al bacteriei, devenind cunoscut sub numele de profago;
4. Divizia: materialul recombinat, profago, se împarte în funcție de diviziunea bacteriană.

Profagusul nu este activ, adică genele sale nu sunt exprimate și, prin urmare, nu duc la modificări negative ale bacteriilor și este un proces complet reversibil.

Datorită faptului că bacteriofagii interacționează cu materialul genetic al bacteriei și pot promova distrugerea acesteia, acești viruși pot fi utilizați în studiu pentru a dezvolta noi strategii de combatere a infecțiilor multi-rezistente.

Ce este terapia cu fagi

Terapia cu fagi, cunoscută și sub numele de terapia cu fagi, este un tip de tratament care folosește bacteriofagii pentru combaterea infecțiilor bacteriene, în special a celor cauzate de microorganisme multi-rezistente. Acest tip de tratament este sigur, deoarece bacteriofagii au activitate doar împotriva bacteriilor patogene, păstrând microbiota normală a persoanei.

Deși acest tip de terapie a fost descris de ani de zile, abia acum a câștigat importanță în literatura de specialitate datorită creșterii numărului de bacterii care nu răspund la tratamentul convențional cu antibiotice.

Cu toate acestea, în ciuda faptului că este o tehnică favorabilă, terapia cu fagi are unele limitări. Fiecare tip de bacteriofag este specific unei bacterii specifice, astfel încât acești fagi nu au putut fi folosiți în mod izolat pentru a combate infecțiile cauzate de diverse microorganisme, dar în acest caz un „cocktail de fagi” ar putea fi formulat în funcție de microorganismele identificate ca fiind responsabile de infecție . În plus, în principal datorită ciclului lizogen, bacteriofagii pot promova transferul genelor de rezistență la bacterie, făcând tratamentul ineficient.