7 Fakten über Bakteriophagen

Bakteriophagen sind "Bakterienfresser", da sie es sind Viren das infizieren und zerstören Bakterien. Diese mikroskopisch kleinen Organismen werden manchmal Phagen genannt und sind in der Natur allgegenwärtig. Bakteriophagen infizieren nicht nur Bakterien, sondern auch andere mikroskopische Prokaryoten bekannt als Archaea. Diese Infektion ist spezifisch für eine bestimmte Art von Bakterien oder Archaeen. Ein Phage, der infiziert E. E. coli Zum Beispiel infiziert keine Anthrax-Bakterien. Da Bakteriophagen nicht infizieren menschliche Zellenwurden sie in medizinischen Therapien zur Behandlung verwendet bakterielle Erkrankungen.

Da Bakteriophagen Viren sind, bestehen sie aus a Nukleinsäure (DNA oder RNA) eingeschlossen in eine Proteinhülle oder Kapsid. Ein Bakteriophage kann auch einen Proteinschwanz aufweisen, der an das Kapsid gebunden ist, wobei sich die Schwanzfasern vom Schwanz erstrecken. Die Schwanzfasern helfen dem Phagen, sich an seinen Wirt zu binden, und der Schwanz hilft, das Virus zu injizieren

1. virale Gene in einem Kapsidkopf ohne Schwanz
2. virale Gene in einem Kapsidkopf mit einem Schwanz
3. ein filamentöses oder stabförmiges Kapsid mit kreisförmiger einzelsträngiger DNA.

Wie passen Viren ihr umfangreiches genetisches Material in ihre Kapside ein? RNA-Bakteriophagen, Pflanzenviren und Tierviren haben einen Selbstfaltungsmechanismus, der es dem viralen Genom ermöglicht, in den Kapsidbehälter zu passen. Es scheint, dass nur das virale RNA-Genom diesen Selbstfaltungsmechanismus aufweist. DNA-Viren passen ihr Genom mithilfe spezieller Enzyme, die als Packungsenzyme bekannt sind, in das Kapsid ein.

Bakteriophagen können sich entweder im lysogenen oder im lytischen Lebenszyklus vermehren. Der lysogene Zyklus wird auch als gemäßigter Zyklus bezeichnet, da der Wirt nicht getötet wird. Das Virus injiziert seine Gene in das Bakterium und die viralen Gene werden in das Bakterium eingefügt Chromosom. In dem Bakteriophagen-LysezyklusDer Virus repliziert innerhalb des Hosts. Der Wirt wird getötet, wenn die neu replizierten Viren die Wirtszelle aufbrechen oder lysieren und freigesetzt werden.

Bakteriophagen helfen, Gene zwischen Bakterien mittels zu übertragen genetische Rekombination. Diese Art des Gentransfers ist als Transduktion bekannt. Die Transduktion kann entweder durch den lytischen oder den lysogenen Zyklus erreicht werden. Im lytischen Zyklus injiziert der Phage beispielsweise seine DNA in ein Bakterium und Enzyme trennen die bakterielle DNA in Stücke. Die Phagengene lenken das Bakterium, um mehr virale Gene und virale Komponenten (Kapside, Schwanz usw.) zu produzieren. Wie das neue Viren beginnen sich zu sammeln, bakterielle DNA kann versehentlich in einem viralen Kapsid eingeschlossen werden. In diesem Fall besitzt der Phage bakterielle DNA anstelle von viraler DNA. Wenn dieser Phage ein anderes Bakterium infiziert, injiziert er die DNA des vorherigen Bakteriums in die Wirtszelle. Die Spender-Bakterien-DNA kann dann durch Rekombination in das Genom des neu infizierten Bakteriums eingefügt werden. Infolgedessen werden die Gene von einem Bakterium auf ein anderes übertragen.

Bakteriophagen spielen eine Rolle bei menschlichen Krankheiten, indem sie einige harmlose Bakterien in Krankheitserreger verwandeln. Einige Bakterienarten einschließlich E. E. coli, Streptococcus pyogenes (verursacht fleischfressende Krankheit), Vibrio cholerae (verursacht Cholera) und Shigella (verursacht Ruhr) wird schädlich, wenn Gene, die toxische Substanzen produzieren, über Bakteriophagen auf sie übertragen werden. Diese Bakterien können dann Menschen infizieren und verursachen Lebensmittelvergiftung und andere tödliche Krankheiten.

Wissenschaftler haben Bakteriophagen isoliert, die den Superbug zerstören Clostridium difficile (C. diff). C. diff Betrifft typischerweise das Verdauungssystem und verursacht Durchfall und Kolitis. Die Behandlung dieser Art von Infektion mit Bakteriophagen bietet eine Möglichkeit, die guten Darmbakterien zu erhalten und nur die zu zerstören C. diff Keime. Bakteriophagen gelten als gute Alternative zu Antibiotika. Aufgrund des übermäßigen Einsatzes von Antibiotika werden resistente Bakterienstämme immer häufiger. Bakteriophagen werden auch verwendet, um andere Superbugs zu zerstören, einschließlich arzneimittelresistenter E. E. coli und MRSA.

Bakteriophagen sind das am häufigsten vorkommende Virus im Ozean. Als Pelagiphagen bekannte Phagen infizieren und zerstören SAR11-Bakterien. Diese Bakterien wandeln gelöste Kohlenstoffmoleküle in Kohlendioxid um und beeinflussen die Menge des verfügbaren atmosphärischen Kohlenstoffs. Pelagiphagen spielen eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf, indem sie SAR11-Bakterien zerstören, die sich mit hoher Geschwindigkeit vermehren und sich sehr gut anpassen, um Infektionen zu vermeiden. Pelagiphagen halten die Anzahl der SAR11-Bakterien in Schach und stellen sicher, dass die weltweite Kohlendioxidproduktion nicht übermäßig hoch ist.

_Quellen:

• _{Encyclopædia Britannica Online, s. v. "Bakteriophage", abgerufen am 07. Oktober 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.}
• _{Norwegische Veterinärschule. "Viren können harmlos werden E. Coli Dangerous. "ScienceDaily. ScienceDaily, 22. April 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.}
• _{Universität von Leicester. "Bakterienfressende Viren 'Wundermittel im Krieg gegen Superbugs'." ScienceDaily. ScienceDaily, 16. Oktober 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.}
• _{Oregon State University. "Ein Krieg ohne Ende, bei dem der Kohlenstoffkreislauf der Erde im Gleichgewicht bleibt." ScienceDaily. ScienceDaily, 13. Februar 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.}