Bakteriofág (baktériumokat fertőző vírus)

A bakteriofág olyan vírus, amely baktériumokat fertőz meg. Bacteriophages1915 körül fedezték fel egyedülálló szerepet a vírusbiológiában. Talán a legjobban megértett vírusok, ugyanakkor szerkezetük rendkívül összetett is lehet. A bakteriofág lényegében olyan vírus, amely DNS-ből vagy RNS-ből áll, és amely egy fehérjehéjba záródik be. A fehérjehéj vagy kapszid védi a vírusgenomot. Néhány bakteriofág, például a T4 bakteriofág, amely megfertőzi E.coli, olyan fehérje farokból áll, amely szálakból áll, amelyek elősegítik a vírus kötődését a gazdaszervezethez. A bakteriofágok használata kiemelkedő szerepet játszott annak kiderítésében, hogy a vírusoknak két elsődleges életciklusa van: a lytikus ciklus és a lizogén ciklus.

A fertőzött gazdasejtet elpusztító vírusokról virulenseknek mondják. Az ilyen típusú vírusokban a DNS a lízikus cikluson keresztül reprodukálódik. Ebben a ciklusban a bakteriofág a baktériumsejt falához kapcsolódik, és beinjektálja a DNS-ét a gazdaszervezetbe. A vírusos DNS replikálja és irányítja több vírusos DNS és más vírusrészek felépítését és összeszerelését. Összeállítva az újonnan előállított vírusok száma folyamatosan növekszik, és megszakad, vagy lizálja gazdasejtjét. A lízis a gazda pusztulását eredményezi. Az egész ciklus 20-30 perc alatt befejeződik, számos tényezőtől, például hőmérséklettől függően. A fág szaporodása sokkal gyorsabb, mint a tipikus baktériumok szaporodása, tehát a baktériumok teljes kolóniája nagyon gyorsan megsemmisülhet. Az

A mérsékelt vírusok azok, amelyek szaporodnak anélkül, hogy megölték volna gazdasejtüket. A mérsékelt vírusok szaporodnak a lizogén ciklus és lépjen be nyugalmi állapotba. A lizogén ciklusban a vírus DNS-t genetikai rekombinációval illesztik be a baktérium kromoszómájába. A beillesztés után a vírusgenomot fázisnak nevezik. Amikor a gazda baktérium szaporodik, a fázis genomját megismételjük és továbbvisszük minden baktérium lányos sejtjébe. A gazdasejt, amely hordoz egy prófát, képes lizálni, ezért lizogén sejtnek nevezzük. Stresszes körülmények között vagy más kiváltó körülmények között a próba a lizogén ciklusról a lízikus ciklusra válthat a vírusrészecskék gyors szaporodása érdekében. Ennek eredménye a baktériumsejt lízise. Az állatokat megfertőző vírusok a lizogén cikluson keresztül is szaporodhatnak. A herpeszvírus például a fertőzés után kezdetben belép a lytikus ciklusba, majd átvált a lizogén ciklusra. A vírus látens periódusba lép, és hónapokban vagy években az idegrendszer szövetében maradhat anélkül, hogy virulensé válna. A kiváltás után a vírus belép a lízikus ciklusba, és új vírusokat termel.

A bakteriofágok életciklusa is megjelenhet, amely kissé különbözik mind a lytikus, mind a lizogén ciklustól. A pszeudolizogén ciklusban a vírus DNS nem replikálódik (mint a litikus ciklusban), vagy nem kerül be a baktérium genomba (mint a lizogén ciklusban). Ez a ciklus általában akkor fordul elő, amikor nincs elegendő tápanyag a táplálkozáshoz baktériumok szaporodása. A vírusgenom a következő néven ismert preprophage amely nem replikálódik a baktériumsejtben. Amint a tápanyagszintek megfelelő szintre állnak, az előfázis vagy beléphet a lízikus vagy lizogén ciklusba.