Бактериофаг
Бактериофаг или краће фаг је специфични бактеријски вирус који се умножава користећи бактерије. Фаг плива у културном медију док не нађе бактерију коју инфицира да би њен процес размножавања зауставио, а уместо тога започео процес изградње многих нових фага (phaga). На крају се бактерија распрсне, а фаги се ослобађају у културном медију где се све претходно описано понавља, али на много више бактерија.[1][2][3]
Фаге је 1917. године први описао канађанин Феликс Хуберт д'Херел.[4][5]
Њихов хромозом може различито изгледати. Нпр. Гама бактериофаг има само једну линеарну двоструку завојницу. Фаг М13 има облик прстена и састоји се само од једног. Други фаги имају геном који је кодиран на једном РНК молекулу. Величина једног генома је релативно мала. Често фагима не треба читав њихов геном да би преживели. Тако се нпр. у гама фаг могу убацити фрагменти стране ДНК величине до 13 kb. На тај начин ће се ти фрагменти заједно са фагима умножавати.[6]
Размножавање бактериофага уреди
Због непоседовања властитог промета материје (метаболизам) вирусима за властиту репродукцију треба метаболизам биолошког домаћина. У случају бактериофага то је једна жива (подесна) бактеријска ћелија. Процес репродукције могуће је поделити у пет фаза:
- Апсорпција – приањање крајева фага који су у виду танке нити (репа) на површинске структуре бактеријске ћелије која има улогу домаћина.
- Иницирање (уношење) фагове ДНК односно РНК у бактеријску ћелију. Притом омотач фага остаје на површини бактеријске ћелије као нефункционалне беланчевине.
- Латентна фаза током које се у бактеријској ћелији још увијек не могу уочити нити доказати структуре бактериофага. У овој фази почиње транскрипција вирусног генома, транслација виралне иРНК, те репликација вирусних нуклеинских киселина. Ова фаза може потрајати неколико сати.
- У фази сазревања се дешава својеврсно састављање новонасталих делова фага (енгл. Assembly).
- Ослобађање нових вирусних честица у поступку уништавања (лизије) бактеријске ћелије – домаћина или се пак код неких бактерија догађа само преузимање појединих генетских информација у властити геном. Настају десетине, некада стотине нових бактеријских вируса – фага након искориштавања инфраструктуре и материјала бактеријске ћелије - домаћина.
Подручја примјене уреди
Фаги се користе у медицини, биологији и агрономији, пре свега у подручју геномских технологија. У медицини се покушава искористити њихова способност у разарању бактеријских ћелија, чиме би они требало да постану замјена за антибиотике. Због све бржег развоја мултиплициране резистенције неких бактерија на антибиотике, покушава се инфицирање таквих бактерија бактериофагима да би се уништиле. Засада на овом принципу у медицини нису развијене применљиве методе због високе нестабилности фага у људском организму, као и способности организама да брзо препозна фаге као страно тијело, и развије специфичну имунолошку реакцију.
Далеко успешнија примјена фага је у молекуларној биологији. Фаги, за разлику од плазмида, нису саставни дио бактерија, него су самостални (полу) организми. Неки значајни ензими који су кодирани у геному фага су данас рутински "алати" молекуларне биологије. На примјер РНК и ДНК полимеразе, те ДНК лигазе. Осим тога бактериофаги служе као вектори, посебно ламда бектериофаг. Насупрот плазмидима, а захваљујући ефикасном паковању њихове ДНК, они омогућавају клонирање већег дела ДНК.
Фаг се може користити као вектор за преношење геном кодиране информације за синтезу протеина, нпр. хумани инсулин. Ова беланчевина се свакодневно даје милионима оболелих од шећерне болести. Из генома човека издвоји се ген који кодира синтезу инсулина. Тај ген се угради у геном фага. Тако измењени фаг се доводе у контакт са погодном бактеријом, нпр. E. coli. Фаг проналази свог домаћина за властито умножавање, али истовремено и за преношење на E. Coli гена за синтезу инсулина. Пошто је и бактерија E. coli способна да се јако брзо размножава, могу се врло ефикасно добијати велике количине хуманог протеина инсулина.
Развој ове методе био је одлучујући корак за клонирање гена. На тај начин читав мањи геном може бити запакован у једном фагу. У данашње време фаги су изгубили на значају јер су откривени повољнији поступци за клонирање гена.
Референце уреди
- ^ Мц Гратх С анд ван Синдерен D (едиторс). (2007). Бацтериопхаге: Генетицс анд Молецулар Биологy (1ст изд.). Цаистер Ацадемиц Пресс. ИСБН 978-1-904455-14-1. [1].
- ^ Collman, J. P. 2001. Naturally Dangerous: Surprising facts about food, health, and the Environment. Sausalito, CA: University Science Books. Pg. 92.
- ^ Бруце Албертс; Алеxандер Јохнсон; Јулиан Леwис; Мартин Рафф; Кеитх Робертс; Петер Wалтер (2002). Молецулар Биологy оф тхе Целл. Неw Yорк: Гарлард Сциенце. ISBN 0815332181.
- ^ Фéлиx д'Хéреллес (1917). „Сур ун мицробе инвисибле антагонисте дес бациллес дyсентéриqуес” (ПДФ). Цомптес рендус Ацад Сци Парис. 165: 373—5. Архивирано из оригинала (ПДФ) 11. 05. 2011. г. Приступљено 5. 9. 2010.
- ^ Фéлиx д'Хéрелле (1949). „Тхе бацтериопхаге” (ПДФ). Сциенце Неwс. 14: 44—59. Приступљено 5. 9. 2010.
- ^ Габасхвили I.; Кхан С.; Хаyес С.; Серwер П. (1997). „Полyморпхисм оф бацтериопхаге Т7”. Јоурнал оф Молецулар Биологy. 273 (3): 658. ПМИД 9356254. дои:10.1006/јмби.1997.1353.
Литература уреди
- Мц Гратх С анд ван Синдерен D (едиторс). (2007). Бацтериопхаге: Генетицс анд Молецулар Биологy (1ст изд.). Цаистер Ацадемиц Пресс. ИСБН 978-1-904455-14-1. [2].