Bacteriofag

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Model atomic al structurii unui bacteriofag T4 [1]
Structura tipică a unui bacteriofag din seria T miovirus

Un bacteriofag [2] sau fag este un virus care infectează exclusiv bacteriile și folosește aparatul lor biosintetic pentru a efectua replicarea virală . Infecția virală a bacteriei determină moartea acesteia prin liză , adică prin ruperea membranei plasmatice datorită acumulării de descendenți în citoplasmă .

Bacteriofagii sunt compuși din proteine ​​care încapsulează un genom ADN sau ARN; poate avea structuri simple sau elaborate. Genomii lor pot codifica până la patru gene (de exemplu MS2) și până la sute de gene. Fagii se replică în bacterie după ce genomul lor este injectat în citoplasmă. Mai mult, bacteriofagii se numără printre cele mai comune și diverse entități din biosferă; sunt prezente oriunde se găsesc bacterii. Se estimează că există peste 10 31 de bacteriofagi pe planetă, mai mult decât orice alt organism pământesc, inclusiv bacteriile, combinate. [3]

Una dintre cele mai importante surse naturale de fagi și a altor virusuri este apa de mare, în cazul în care până la 9x10 8 virioni per mililitru au fost găsite în rogojini microbiene de suprafață, [4] și până la 70% din bacterii marine pot fi infectate cu fagi.. [5]

Fagii au fost folosiți de la sfârșitul secolului al XX-lea ca alternativă la antibiotice atât în ​​fosta Uniune Sovietică, cât și în Europa centrală, precum și în Franța. [6] [7] Sunt văzute ca o posibilă terapie împotriva tulpinilor multirezistente de multe bacterii (a se vedea terapia cu fagi ). [8] Pe de altă parte, s-a demonstrat că fagii Inoviridae complică biofilmele implicate în pneumonie și fibroză chistică și protejează bacteriile de medicamentele care distrug bolile, promovând astfel infecția persistentă. [9]

Structura

Bacteriofagii mai complecși, cum ar fi cei din seria T (de exemplu, fagul T2 ), sunt în formă de pin . Capul constituie capsida și conține acidul nucleic ; dedesubtul său există un fel de guler, de care este atașată o coadă, care se termină la capătul bazal cu 5-6 filamente numite fibre caudale. [10]

Replicare

Anatomia și ciclul infecțios al unui fag T4
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: ciclul litic și lizogen .

Bacteriofagul atacă bacteria prin atașarea fibrelor caudale la un punct specific al membranei sale celulare. Cu un mecanism de contracție, își injectează propriul acid nucleic în interior, în timp ce învelișul proteic rămâne în exterior.
Odată pătruns, genomul fagului poate urma două căi: [11]

  • în ciclul litic va folosi aparatul de replicare al gazdei pentru a produce noi particule de fagi până la atingerea volumului de explozie, moment în care celula se va dezintegra prin liză;
  • în ciclul lizogen genomul fagului se va integra într-un punct specific ( attλ , în cazul fagului λ ) al cromozomului bacterian. În această stare integrată, fagul este numit profag și, ori de câte ori cromozomul bacterian se reproduce, genomul fagului va fi, de asemenea, reprodus. Bacteria care conține profagul se numește „lizogenă”. Starea de profag este menținută de o proteină specifică produsă de fag; îndepărtarea acestui represor induce trecerea către ciclul litic.

Clasificare

Bacteriofagii se găsesc abundent în biosferă, cu genomi și stiluri de viață diverse. Fagii sunt clasificați de Comitetul internațional pentru taxonomia virusurilor (ICTV) pe baza morfologiei și a acidului nucleic. [12] [13]

Clasificarea ICTV a virusurilor procariote (bacterii și arheo) [3]
Ordin Familie Morfologie Acid nucleic Exemple
Belfryvirale Turriviridae Înfășurat, izometric ADNs liniar
Caudovirales Ackermannviridae Coada contractilă nu este înfășurată ADNs liniar
Myoviridae Coada contractilă nu este înfășurată ADNs liniar T4, Mu, P1, P2
Siphoviridae Coadă non-învelitoare, necontractilă (lungă) ADNs liniar λ , T5 , HK97 , N15
Podoviridae Coadă non-învelitoare, necontractilă (scurtă) ADNs liniar T7 , T3 , Φ29 , P22
Halopanivirale Sphaerolipoviridae Înfășurat, izometric ADNs liniar
Haloruvirales Pleolipoviridae Înfășurat, pleomorf SsDNA circular, dsDNA circular sau dsDNA liniar
Kalamavirales Tectiviridae Neambalat, izometric ADNs liniar
Levivirale Leviviridae Neambalat, izometric ARNs liniar MS2 , Qβ
Ligamenvirale Lipothrixviridae Înfășurat, în formă de băț ADNs liniar Virus filamentos Acidianus 1
Rudiviridae Neambalat, în formă de băț ADNs liniar Virusul în formă de tijă Sulfolobus islandicus 1
Mindivirales Cystoviridae Înfășurat, sferic ARNds segmentat
Petitvirales Microviridae Neambalat, izometric ADNc circular ΦX174
Tubulavirales Inoviridae Neînfășurat, șiros ADNc circular M13
Vinavirales Corticoviridae Neambalat, izometric ADNc circular PM2
Neatribuit Ampullaviridae Desfăcut, în formă de lămâie ADNs liniar
Bicaudaviridae Neînvelit, în formă de lămâie ADNc circular
Clavaviridae Neînvelit, în formă de tijă ADNc circular
Finnlakeviridae dsDNA FLiP [14]
Fuselloviridae Neambalat, în formă de băț ADNc circular
Globuloviridae Înfășurat, izometric ADNs liniar
Guttaviridae Neambalat, ovoid ADNc circular
Plasmaviridae Înfășurat, pleomorf ADNc circular
Portogloboviridae Înfășurat, izometric ADNc circular
Spiraviridae Neambalat, în formă de băț ADNc circular
Tristromaviridae Înfășurat, în formă de băț ADNs liniar

S-a sugerat că membrii familiei Picobirnaviridae infectează bacteriile, dar nu și mamiferele. [15] O altă familie propusă este cea a „ Autolykiviridae ” (dsDNA). [16]

Notă

  1. ^ Victor Padilla-Sanchez, Modelul structural al bacteriofagului T4 , în WikiJournal of Science , vol. 4, nr. 1, 2021, pp. 5, DOI : 10.15347 / WJS / 2021.005 . Adus pe 5 august 2021 .
  2. ^ Bacteriofag , în Treccani.it - Vocabularul Treccani online , Institutul Enciclopediei Italiene.
  3. ^ a b McGrath S și van Sinderen D (editori)., Bacteriophage: Genetics and Molecular Biology , 1st, Caister Academic Press, 2007, ISBN 978-1-904455-14-1 .
  4. ^ KE Wommack și RR Colwell, Virioplankton: Viruses in Aquatic Ecosystems , în Microbiology and Molecular Biology Reviews , vol. 64, n. 1, 2000, pp. 69-114, DOI : 10.1128 / MMBR.64.1.69-114.2000 , PMC 98987 , PMID 10704475 .
  5. ^ Prescott, L. (1993). Microbiologie, Wm. C. Brown Publishers, ISBN 0-697-01372-3
  6. ^ BBC Horizon (1997): Virusul care vindecă - Documentar despre istoria medicinei fagice din Rusia și Occident
  7. ^ Borrell, Brendan (august 2012). „Discuție științifică: factorul Phage”. American științific . pp. 80–83.
  8. ^ EC Keen,Phage Therapy: Concept to Cure , în Frontiers in Microbiology , vol. 3, 2012, p. 238, DOI : 10.3389 / fmicb.2012.00238 , PMC 3400130 , PMID 22833738 .
  9. ^ Bacteriile și bacteriofagii colaborează în formarea biofilmelor frustrante clinic , pe phys.org .
  10. ^ Al-Shayeb B, Sachdeva R, Chen LX, Ward F, Munk P, Devoto A, Castelle CJ, Olm MR, Bouma-Gregson K, Amano Y, He C, Méheust R, Brooks B, Thomas A, Lavy A, Matheus-Carnevali P, Sun C, Goltsman DSA, Borton MA, Sharrar A, Jaffe AL, Nelson TC, Kantor R, Keren R, Lane KR, Farag IF, Lei S, Finstad K, Amundson R, Anantharaman K, Zhou J, Probst AJ, Power ME, Tringe SG, Li WJ, Wrighton K, Harrison S, Morowitz M, Relman DA, Doudna JA, Lehours AC, Warren L, Cate JHD, Santini JM, Banfield JF,Clade de fagi uriași din ecosistemele Pământului , în Nature , vol. 578, nr. 7795, februarie 2020, pp. 425-431, DOI : 10.1038 / s41586-020-2007-4 , PMC 7162821 , PMID 32051592 .
  11. ^ Mason, Kenneth A., Jonathan B. Losos, Susan R. Singer, Peter H Raven și George B. Johnson. (2011). Biologie , p. 533. McGraw-Hill, New York. ISBN 978-0-07-893649-4 .
  12. ^ Tolstoi I, Kropinski AM, Brister JR, Bacteriophage Taxonomy: An Evolving Discipline , în Methods Mol. Biol. , vol. 1693, 2018, pp. 57-71, DOI : 10.1007 / 978-1-4939-7395-8_6 , PMID 29119432 .
  13. ^ Adriaenssens EM, Sullivan MB, Knezevic P, van Zyl LJ, Sarkar BL, Dutilh BE, Alfenas-Zerbini P, Łobocka M, Tong Y, Brister JR, Moreno Switt AI, Klumpp J, Aziz RK, Barylski J, Uchiyama J, Edwards RA, Kropinski AM, Petty NK, Clokie MRJ, Kushkina AI, Morozova VV, Duffy S, Gillis A, Rumnieks J, Kurtböke İ, Chanishvili N, Goodridge L, Wittmann J, Lavigne R, Jang HB, Prangishvili D, Enault F , Turner D, Poranen MM, Oksanen HM, Krupovic M, Taxonomia virușilor procarioti: actualizare 2018-2019 din subcomitetul ICTV Bacterial and Archaeal Virus Subcomittee , în Arch. Virol. , vol. 165, nr. 5, mai 2020, pp. 1253-1260, DOI : 10.1007 / s00705-020-04577-8 , PMID 32162068 .
  14. ^ Elina Laanto, Sari Mäntynen, Luigi De Colibus, Jenni Marjakangas, Ashley Gillum, David I. Stuart, Janne J. Ravantti, Juha Huiskonen, Lotta-Riina Sundberg: Virusul găsit într-un lac boreal leagă virusurile ssDNA și dsDNA . În: Proceedings of the National Academy of Sciences 114 (31), iulie 2017, doi: 10.1073 / pnas.1703834114
  15. ^ Krishnamurthy SR, Wang D, Conservarea extinsă a siturilor de legare ribozomală procariote în picobirnavirusuri cunoscute și noi , în Virology , vol. 516, 2018, pp. 108-114, DOI : 10.1016 / j.virol.2018.01.006 , PMID 29346073 .
  16. ^ Kathryn M. Kauffman, Fatima A. Hussain, Joy Yang, Philip Arevalo, Julia M. Brown, William K. Chang, David VanInsberghe, Joseph Elsherbini, Radhey S. Sharma, Michael B. Cutler, Libusha Kelly, Martin F. Polz : O linie majoră de viruși dsDNA fără coadă ca ucigași nerecunoscuți ai bacteriilor marine . În: Nature Vol. 554, pp. 118–122. 24 ianuarie 2018. doi: 10.1038 / nature25474

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 20367 · LCCN (EN) sh85010874 · BNF (FR) cb119790710 (data)
Microbiologie Portalul de microbiologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de microbiologie
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Bacteriophage&oldid=122321828 ”