Bakteriyofaj Nedir?

Bir bakteriyofaj, bakterileri enfekte eden bir virüstür. İlk olarak 1915’te keşfedilen bakteriyofajlar, viral biyolojide benzersiz bir rol oynamıştır. Bunlar belki de en iyi anlaşılan virüslerdir, ancak aynı zamanda yapıları olağanüstü derecede karmaşık olabilir. Bir bakteriyofaj esas olarak bir protein kabuğu içinde bulunan DNA veya RNA’dan oluşan bir virüstür.

Öldürücü Bakteriyofajlar ve Litik döngü

Bakteriyofajlar bakterileri enfekte eden virüslerdir. T-fajlar, genetik materyali (DNA veya RNA) içeren bir icosahedral (20 taraflı) kafadan ve birkaç bükülmüş kuyruk lifine sahip kalın bir kuyruktan oluşur. Kuyruk, genetik materyali konakçı hücreye enjekte etmek ve enfekte etmek için kullanılır. Faj daha sonra kendini çoğaltmak için bakterinin genetik mekanizmasını kullanır. Yeterli sayıda faj üretildiğinde, hücreyi öldüren bir süreç olan lizis ile hücreden çıkar.

Enfekte konakçı hücrelerini öldüren virüslerin virülan olduğu söylenir. Bu tür virüslerdeki DNA, litik döngü yoluyla çoğalır. Bu döngüde, bakteriyofaj bakteri hücre duvarına bağlanır ve DNA’sını konakçıya enjekte eder. Viral DNA, daha viral DNA ve diğer viral parçaların inşasını ve montajını çoğaltır ve yönlendirir.

Bir bakteriyi enfekte etmeye çalışan bakteriyofaj.

Bir kez monte edildiğinde, yeni üretilen virüsler sayılarda artmaya devam eder ve konakçı hücrelerini açar veya parçalara ayırır. Lizis, konakçının yok olmasına neden olur. Tüm döngü, sıcaklık gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak 20-30 dakika içinde tamamlanabilir.

Faj üremesi tipik bakteri üremesinden çok daha hızlıdır, bu nedenle tüm bakteri kolonileri çok hızlı bir şekilde yok edilebilir. Litik döngü hayvan virüslerinde de yaygındır.

Ilıman virüsler ve Lizojenik döngü

Ilıman virüsler, konakçı hücrelerini öldürmeden üreyenlerdir. Ilıman virüsler lizojenik döngü boyunca çoğalır ve uykuda bir duruma girer. Lizojenik döngüde, viral DNA, genetik rekombinasyon yoluyla bakteriyel kromozom içine sokulur. Eklendikten sonra, viral genom bir profaj olarak bilinir. Konakçı bakteri çoğaldığında, profaj genomu çoğalır ve her bakteriyel kız hücresine aktarılır.

Herpes virüsü, Örneğin, başlangıçta enfeksiyondan sonra litik döngüye girer ve daha sonra lizojenik döngüye geçer. Virüs gizli bir döneme girer ve virülan hale gelmeden aylar veya yıllar boyunca sinir sistemi dokusunda kalabilir. Tetiklendikten sonra, virüs litik döngüye girer ve yeni virüsler üretir.

Psödolizojenik Döngü

Bakteriyofajlar ayrıca hem litik hem de lizojenik döngülerden biraz farklı bir yaşam döngüsü sergileyebilir. Psödolizojenik döngüde, viral DNA çoğalmaz (litik döngüde olduğu gibi) veya bakteriyel genom içine sokulmaz (lizojenik döngüde olduğu gibi).

Bu döngü genellikle bakteri üremesini desteklemek için yeterli besin olmadığında ortaya çıkar. Viral genom, bakteri hücresi içinde çoğalmayan bir ön hazırlık olarak bilinir. Besin seviyeleri yeterli bir duruma geri döndüğünde, ön hazırlık litik veya lizojenik döngüye girebilir.

Kaynaklar:

Feiner, R., Argov, T., Rabinovich, L., Sigal, N., Borovok, I., Herskovits, A. (2015). Lizogeniye yeni bir bakış açısı: bakterilerin aktif düzenleyici anahtarları olarak profajlar. Doğa Mikrobiyoloji, 13(10), 641-650. doı:10.1038/nrmicro3527