mini|187x187px|virioni bakteriofaga na bakterijskoj stanici Bakteriofag (grč. φαγεῖν = jesti) je virus koji napada bakterije. Bakteriofage je prvi opisao britanski bakteriolog Frederick Twort 1915. godine.
Pripadaju jednima od najčešćih i najraznolikijih bioloških entiteta u biosferi. Nalaze se gdje god se nalaze i bakterije. Procjena broja viriona bakteriofaga na planetu Zemlji je preko 1031, što je više od zbroja svih ostalih živih bića, uključujući i bakterije. U vodenom stupcu zemaljskih oceana predstavljaju najčešći biološki entitet (i do 9×108 viriona/ml) i drugu najveću komponentu biomase, nakon prokariota. Udjel morskih bakterija inficiranih bakteriofazima mogao bi biti i do 70 %.
Od 1920-ih godina, u Sovjetskom savezu, središnjoj Europi, Francuskoj i Brazilu, bakteriofazi su se koristili kao alternativa antibioticima, a danas se smatraju potencijalnim oružjem protiv multirezistentnih sojeva patogenih bakterija.
Struktura mini|160x160px|idealizirana struktura viriona tipičnog miovirusa Bakteriofazi se javljaju u mnoštvu oblika. Gama-bakteriofag ima samo jednu linearnu dvostruku zavojnicu. Bakteriofag M13 ima oblik prstena. Drugi imaju genom koji je kodiran na jednoj molekuli RNA.
Veličina genoma bakteriofaga je relativno mala: od svega četiri (bakteriofag MS2) do nekoliko stotina gena.
Većini bakteriofaga je moguće ugraditi stranu DNA veličine do 13 kb čime ju je moguće umnožavati zajedno s ostatkom strukture viriona.
Razmnožavanje
Zbog neposjedovanja vlastitog metabolizma, virusi za vlastitu reprodukciju trebaju biološkog domaćina. U slučaju bakteriofaga to je prikladna živa bakterijska stanica. Proces reprodukcije dijeli se u pet faza:
apsorpcija - nasumični doticaj viriona i bakterijske stanice te prianjanje krajeva faga koji su u vidu tanke niti (repa) na njene površinske strukture injiciranje - unošenje bakteriofagove DNA/RNA u bakterijsku stanicu pri čemu kapsida ostaje na površini bakterijske membrane kao nefunkcionalna bjelančevina latentna faza - početak transkripcije virusnog genoma, translacije viralne mRNA i replikacija virusnih nukleinskih kiselina. Ova faza može potrajati nekoliko sati tijekom kojih se u stanici još uvijek ne mogu uočiti niti dokazati strukture bakteriofaga sazrijevanje - sastavljanje novonastalih dijelova u virione liziranje - pucanje membrane stanice i oslobađanje velikog broja novih viriona
Područja primjene
Fagi se koriste u medicini, biologiji i agronomiji, prije svega u području genetičke tehnologije. U medicini se pokušava iskoristiti njihova sposobnost razaranja bakterijskih stanica kao zamjena za antibiotike, pogotovo zbog sve bržeg razvoja multiplicirane rezistencije nekih bakterija na uobičajene antibiotike.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6396822/ Zbog visoke nestabilnosti viriona bakteriofaga u ljudskom organizmu koji ga imunosnim sustavom brzo detektira i uništava, ove metode još nemaju široku medicinsku primjenu. Koriste se u Rusiji i Gruziji. U Wrocławu u Poljskoj postoji i jedinica za fagoterapiju, osnovana 2005. godine, koja nastavlja nekoliko desetljeća duga istraživanja Instituta za imunologiju i eksperimentalnu terapiju Poljske akademije znanosti, jedinog takvog centra u zemlji Europske unije.
Puno uspješnija primjena bakteriofaga je u molekularnoj biologiji. Neki značajni enzimi koji su kodirani u njihovom genomu danas su rutinski alati molekularne biologije: polimeraze RNA i DNA, ligaze DNA, itd. Služe i kao vektori, posebno Lambdavirus lambda. Nasuprot plazmidima, a zahvaljujući efikasnom pakovanju njihove DNA, omogućuju kloniranje većeg dijela DNA
Jedna od povijesno značajnih primjena je biosinteza humanog inzulina. Pripravlja se tako da se iz genoma čovjeka izdvoji gen koji kodira sintezu inzulina te se ugradi u genom bakteriofaga. Tako izmijenjen, dovodi se u doticaj s pogodnom bakterijom kao što je Escherichia coli koja je sposobna za jako brzo razmnožavanje, čime je moguće vrlo učinkovito dobivati velike količine inzulina. Razvoj ove metode bio je odlučujući korak za kloniranje gena. U međuvremenu su fagi izgubili na značaju jer su otkriveni povoljniji postupci za kloniranje gena.
Izvori
Kategorija:Virusi Kategorija:Bakteriologija