Bakteriofag (virus, ki okuži bakterije)

Bakteriofag je virus, ki okuži bakterije. Bakteriofagi, ki so jo prvič odkrili okoli leta 1915, so igrali edinstveno vlogo v virusni biologiji. So morda najbolj razumeti virusi, a hkrati je njihova struktura lahko izredno zapletena. Bakteriofag je v bistvu virus, sestavljen iz DNK ali RNK, ki je zaprt znotraj beljakovinske lupine. Proteinska lupina ali kapsid ščiti virusni genom. Nekateri bakteriofagi, kot bakteriofag T4, ki okuži E.coli, imajo tudi beljakovinski rep, sestavljen iz vlaken, ki pomagajo pritrditi virus na njegovega gostitelja. Uporaba bakteriofagov je igrala vidno vlogo pri razkrivanju, da imajo virusi dva osnovna življenjska cikla: litski cikel in lizogeni cikel.

Virusi, ki ubijejo njihovo okuženo gostiteljsko celico, naj bi bili virulentni. DNK v tej vrsti virusov se reproducira skozi litski cikel. V tem ciklu se bakteriofag pritrdi na bakterijsko celično steno in vbrizga svojo DNK v gostitelja. Virusna DNK posnema in usmerja konstrukcijo in sestavljanje več virusne DNK in drugih virusnih delov. Ko so sestavljeni, se novo proizvedeni virusi še naprej povečujejo in razbijajo ali lizirajo svojo gostiteljsko celico. Posledica lize je uničenje gostitelja. Celoten cikel se lahko zaključi v 20 - 30 minutah, odvisno od različnih dejavnikov, kot je temperatura. Razmnoževanje fagov je veliko hitrejše od značilne razmnoževanja bakterij, zato se lahko celotne kolonije bakterij zelo hitro uničijo. The

Zmerni virusi so tisti, ki se razmnožujejo, ne da bi ubili gostiteljsko celico. Zmerni virusi se razmnožujejo skozi lizogeni cikel in vstopi v stanje mirovanja. V lizogenem ciklu se virusna DNA v genetski rekombinaciji vstavi v bakterijski kromosom. Ko je virusni genom vstavljen, je znan kot profage. Ko se bakterija gostiteljica razmnoži, se genom profaga razmnoži in se prenese na vsako bakterijsko hčerinsko celico. Gostiteljska celica, ki nosi profage, lahko lizira, zato se imenuje lizogena celica. Pod stresnimi pogoji ali drugimi sprožilci lahko profag preide iz lizogenega v litični cikel za hitro razmnoževanje virusnih delcev. Tako nastane liza bakterijske celice. Virusi, ki okužijo živali, se lahko razmnožujejo tudi skozi lizogeni cikel. Virus herpesa, na primer, po okužbi najprej vstopi v litični cikel in nato preide na lizogeni cikel. Virus vstopi v latentno obdobje in lahko mesece ali leta prebiva v tkivih živčnega sistema, ne da bi postal virulenten. Ko se sproži, virus vstopi v lični cikel in ustvari nove viruse.

Bakteriofagi lahko kažejo tudi življenjski cikel, ki se nekoliko razlikuje od lizičnega in lizogenega cikla. V psevdolizogenem ciklu se virusna DNK (kot v liznem ciklu) ne razmnoži ali vstavi v bakterijski genom (kot v lizogenem ciklu). Ta cikel se običajno zgodi, kadar ni na voljo dovolj hranilnih snovi za podporo rast bakterij. Virusni genom postane znan kot a predfaga ki se ne razmnožuje v bakterijski celici. Ko se ravni hranilnih snovi vrnejo v zadostno stanje, lahko predfazni faza vstopi v litski ali lizogeni cikel.