Bakteriofag: što je to, kako prepoznati i životne cikluse (litički i lizogeni)

Sadržaj

• Karakteristike bakteriofaga
• Kako se događa litički i lizogeni ciklus
• Litički ciklus
• Lizogeni ciklus
• Što je fagena terapija

Bakteriofagi, poznati i kao fagi, skupina su virusa koji su sposobni zaraziti i razmnožavati se unutar bakterijskih stanica i koji kada napuste potiču njihovo uništavanje.

Bakteriofagi su prisutni u različitim okruženjima i mogu se izolirati od vode, tla, prehrambenih proizvoda, pa čak i drugih mikroorganizama. Iako može biti prisutan i u tijelu, uglavnom u koži, u usnoj šupljini, plućima te u mokraćnom i gastrointestinalnom sustavu, bakteriofagi ne uzrokuju bolesti ili promjene u ljudskom tijelu, jer imaju prednost prema prokariotskim stanice, odnosno manje stanica je evoluiralo, poput bakterija.

Uz to, sposobni su potaknuti imunološki odgovor tijela, tako da ne mogu djelovati na mikroorganizme odgovorne za pravilno funkcioniranje organizma, uz to što imaju visoku specifičnost u odnosu na svog domaćina, odnosno patogeni mikroorganizam. Dakle, bakterije koje su dio mikrobioma ne uništavaju se zbog pozitivnog odnosa uspostavljenog između bakteriofaga i imunološkog sustava.

Karakteristike bakteriofaga

Bakteriofagi su virusi koji se mogu naći u različitim okruženjima, uključujući i ljudsko tijelo, no oni ne uzrokuju promjene ili bolesti jer nemaju specifičnost za stanice koje čine tijelo. Ostale karakteristike bakteriofaga su:

• Oni su stvoreni kapsidom, koja je struktura koju tvore proteini čija je funkcija zaštita genetskog materijala virusa;
• Mogu imati različite vrste genetskog materijala, poput dvolančane DNA, jednolančane DNA ili RNA;
• Osim što se mogu razlikovati u smislu njihove genetske građe, bakteriofagi se mogu razlikovati i po strukturi kapside;
• Nisu u stanju razmnožavati se izvan domaćina, to jest, moraju biti u kontaktu s bakterijskom stanicom da bi došlo do replikacije, i iz tog razloga mogu biti poznati i kao "bakterijski paraziti";
• Imaju visoku specifičnost za domaćina, a to su bakterijske stanice.

Klasifikacija bakteriofaga još se proučava, međutim, neka svojstva mogu biti korisna za diferencijaciju i klasifikaciju bakteriofaga, poput vrste genetskog materijala, morfologije, genomskih karakteristika i fizičko-kemijskih svojstava.

Kako se događa litički i lizogeni ciklus

Litički i lizogeni ciklusi ciklusi su umnožavanja bakteriofaga u kontaktu s bakterijskom stanicom i mogu se razlikovati prema ponašanju virusa.

Litički ciklus

Litički ciklus je onaj u kojem se nakon ubrizgavanja genetskog materijala bakteriofaga u bakterijsku stanicu odvija replikacija i stvaranje novih bakteriofaga, koji kada napuste unište bakterijsku stanicu. Dakle, općenito se ciklus događa kako slijedi:

1. Adsorpcija: bakteriofag se lijepi za membranu osjetljive bakterijske stanice kroz membranske receptore;
2. Ulazak ili prodor: genetski materijal bakteriofaga ulazi u bakterijsku stanicu;
3. Replikacija: ovaj genetski materijal koordinira sintezu proteina i drugih molekula DNA, ako je riječ o DNA bakteriofagu;
4. Skupština: stvaraju se novi bakteriofagi i replicirana DNA pakira uz pomoć sintetiziranih proteina, što dovodi do nastanka kapside;
5. Lise: stvoreni bakteriofag napušta bakterijsku stanicu, pospješujući njezino uništavanje.

Lizogeni ciklus

U lizogenom ciklusu, genetski materijal bakteriofaga ugrađen je u onaj bakterije, međutim ovaj postupak može predstavljati samo utišavanje gena virulencije bakterije, osim što je reverzibilan proces. Ovaj se ciklus događa na sljedeći način:

1. Adsorpcija: bakteriofag se adsorbira na bakterijskoj membrani;
2. Ulazni: genetski materijal bakteriofaga ulazi u bakterijsku stanicu;
3. Integracija: postoji integracija genetskog materijala bakteriofaga s onim bakterije, postajući poznati kao profago;
4. Podjela: rekombinirani materijal, profago, dijeli se prema bakterijskoj diobi.

Profagus nije aktivan, tj. Njegovi geni nisu eksprimirani i, prema tome, ne rezultiraju negativnim promjenama na bakterijama i to je potpuno reverzibilan proces.

Zbog činjenice da bakteriofagi komuniciraju s genetskim materijalom bakterije i mogu pospješiti njezino uništavanje, ti se virusi mogu koristiti u istraživanju za razvoj novih strategija za borbu protiv multirezistentnih infekcija.

Što je fagena terapija

Fage terapija, poznata i kao fage terapija, vrsta je liječenja koja koristi bakteriofage u borbi protiv bakterijskih infekcija, posebno onih uzrokovanih multirezistentnim mikroorganizmima. Ova vrsta liječenja je sigurna, jer bakteriofagi djeluju samo protiv patogenih bakterija, čuvajući normalnu mikrobiotu osobe.

Iako se ova vrsta terapije opisuje već godinama, tek je sada dobila na značaju u literaturi zbog povećanja broja bakterija koje ne reagiraju na konvencionalno liječenje antibioticima.

Međutim, iako je povoljna tehnika, terapija fagom ima određena ograničenja. Svaka vrsta bakteriofaga specifična je za određenu bakteriju, tako da se ti fagi ne mogu koristiti izolirano za borbu protiv infekcija uzrokovanih raznim mikroorganizmima, ali u ovom slučaju bi se mogao formulirati "fagov koktel" prema mikroorganizmima koji su identificirani kao odgovorni za infekciju . Uz to, uglavnom zbog lizogenog ciklusa, bakteriofagi mogu pospješiti prijenos gena rezistencije na bakteriju, čineći liječenje neučinkovitim.