Els bacteriòfags són virus que infecten els bacteris i es multipliquen en el procés. Per a cada bacteri, també hi ha un bacteriòfag específic. Els bacteriòfags s’utilitzen en medicina i enginyeria genètica.
Què són els bacteriòfags?
Els bacteriòfags representen un grup de virus que infecten els bacteris i arquees (bacteris primordials). En fer-ho, continuen replicant-se mentre destrueixen el bacteri. Per a cada bacteri hi ha un bacteriòfag específic segons el principi de bloqueig. Els bacteriòfags, segons la definició tradicional, com tots virus, no són organismes vius. Depenen d’un amfitrió per a la seva reproducció. No es produeixen processos bioquímics fora de l’hoste. Els fagos utilitzen el fitxer enzims del seu amfitrió amb aquest propòsit. Els bacteriòfags consisteixen només en ADN o ARN, que estan envoltats per una capa proteica. No obstant això, la gran majoria dels fagos posseeixen ADN com a material genètic. Els fagos van ser descrits per primera vegada el 1917 pel biòleg canadenc Félix Hubert d'Hérelle. L’estructura dels diversos fagos difereix. Bàsicament, els bacteriòfags consten de diversos components. Es va investigar principalment l'estructura dels anomenats fags T, que entre altres coses també infecten el bacteri Escherichia coli. Els fagos T consisteixen en un polièdric cap, que es connecta mitjançant un coll a un canal d’injecció allargat (aparell d’injecció). Sota l'aparell d'injecció hi ha la placa base amb fibra de cua i punxes. El cap és una càpside, que conté àcid nucleic. La càpside, el canal d’injecció i la placa base estan fets de proteïna. La fibra de cua i els pics serveixen per ancorar el fagi a la paret cel·lular del bacteri.
Ocurrència, distribució i característiques
Els bacteriòfags es distribueixen universalment. Hi ha aproximadament 10 a la potència de 30 bacteriòfags aigua de mar. Per a cada bacteri, també hi ha un fag corresponent. La propagació dels bacteriòfags es pot dividir en cinc fases. En primer lloc, el fag s’absorbeix en un receptor específic de la paret cel·lular. Els extrems dels filaments de la cua s’uneixen a la superfície cel·lular. En el següent pas, el fag injecta el seu ADN o ARN al bacteri. Això deixa els embolcalls de proteïnes buits a la superfície bacteriana. La tercera fase s’anomena fase de latència, durant la qual no es pot detectar cap fag. Durant la fase de latència, que dura diverses hores, comença la traducció a mRNA viral i la replicació a àcid nucleic viral. En l’anomenada fase de producció, la viral proteïnes es produeixen. Després, en la fase de maduració posterior, es munten els components virals individuals. Un cop finalitzada la producció viral, a lisozim produït per la cèl·lula bacteriana remodelada dissol el bacteri i allibera els fagos produïts.
Importància i funció
Avui en dia, els bacteriòfags ja s’utilitzen àmpliament en molts camps. Àmbits d’aplicació particulars s’obren en medicina, biologia o enginyeria agrícola. En medicina, els bacteriòfags s’utilitzen per detectar soques bacterianes a causa de la seva especificitat a certs els bacteris. Aquest camp d’aplicació s’anomena lisotipia. Actualment, s’està duent a terme una recerca intensiva per combatre els bacteris que utilitzen bacteriòfags en infeccions. Especialment sota la impressió del nombre cada vegada més gran de antibiòtic ceps bacterians resistents, aquesta àrea de recerca adquireix una importància creixent. No obstant això, la baixa estabilitat dels fagos al cos és problemàtica. Són eliminats immediatament pels propis fagòcits del cos. En principi, aquesta possible aplicació ja va ser considerada per Félix Hubert d'Hérelle. Tanmateix, després del descobriment i introducció de antibiòtics, es van oblidar completament els resultats de la investigació sobre aquesta possible aplicació. No obstant això, l'Institut d'Eliava per a la Investigació de Fagos, fundat per D'Hérelle el 1934, encara existeix avui a Tbilisi, Geòrgia. Juntament amb l'Institut d'Immunologia i Experimentals de Ludwik Hirszfeld Teràpia a Wroclaw, Polònia, avui s’està investigant allà sobre formes alternatives de combatre antibiòtic-bacteris resistents que utilitzen fagos. Els fagos també s’utilitzen de diverses maneres a la indústria alimentària. Per exemple, s’utilitzen diversos esprais de fagos en l’embalatge de formatge o embotits per protegir-los dels bacteris. Enginyeria genètica també és un àmbit d'aplicació important. Avui, per exemple, els fagos s’utilitzen com a vectors per a determinats gens i s’introdueixen als bacteris. Amb aquest mètode, insulinaes podrien generar soques bacterianes productores d'Escherichia coli. Aquests vectors també són cada vegada més importants per a la producció d'altres substàncies actives. A més, es poden utilitzar en part per combatre els defectes genètics.
Malalties i trastorns
No obstant això, els bacteriòfags no només mostren efectes positius. Alguns seriosos enfermetats infeccioses esclatar només amb la participació de fagos. Per exemple, diftèria és causada pel bacteri Corynebacterium diphtheriae. Tanmateix, la malaltia només pot esclatar si Corynebacterium diphtheriae també està infectat simultàniament amb bacteriòfags. Després de la infecció per fags, aquests bacteris produeixen la toxina característica que causa els símptomes greus, de vegades mortals. La malaltia comença amb signes com dificultat per empassar, nàusea i Mal de panxa. Apareix un recobriment blanc a les amígdales, que té una olor dolça i desagradable. Complicacions com pneumònia or miocarditis són freqüents i poden ser fatals. Una altra malaltia causada pels bacteriòfags és escarlata febre. Escarlata febre és causat per estreptococs infectat amb bacteriòfags. Mitjançant aquesta infecció, els bacteris produeixen una toxina particularment insidiosa. Es produeixen signes greus de malaltia calfreds, febre, vòmits i faringitis. Inicialment, el fitxer llengua té un recobriment blanc, però al cap d’uns dies es torna vermell gerd. A erupcions a la pell també es produeix. Si el bacteri no estigués infectat amb bacteriòfags, només ho faria lead a un inofensiu amigdalitis. Còlera també és causada per un bacteri infectat amb bacteriòfags anomenat Vibrio cholerae.
