Bakteriofag

Bakteriofag adalah virus yang menjangkiti bakteria dan membiak dalam prosesnya. Terdapat juga bakteriofag khusus untuk setiap bakteria. Bakteriofag digunakan dalam perubatan dan kejuruteraan genetik.

Apakah bakteriofag?

Bacteriophages adalah sekumpulan virus yang menjangkiti bakteria dan archaea (bakteria primordial). Dengan berbuat demikian, mereka terus membiak, menghancurkan bakteria.

Untuk setiap bakteria terdapat bakteriofag tertentu berdasarkan prinsip kunci dan kunci. Menurut definisi tradisional, bakteriofag, seperti semua virus, bukan makhluk hidup. Mereka bergantung pada tuan rumah untuk pembiakan mereka. Tiada proses biokimia berlaku di luar tuan rumah. Fage menggunakan enzim inang mereka untuk ini.

Bakteriofag hanya terdiri daripada DNA atau RNA, yang dikelilingi oleh lapisan protein. Sebilangan besar fag, bagaimanapun, mempunyai DNA sebagai bahan genetik mereka.

Phages pertama kali dijelaskan pada tahun 1917 oleh ahli biologi Kanada Félix Hubert d'Hérelle. Struktur pelbagai fasa berbeza. Pada asasnya, bakteriofag terdiri daripada beberapa komponen. Fokus utama adalah pada struktur yang disebut T phages, yang juga menjangkiti bakteria Escherichia coli.

T-phages terdiri daripada kepala polyhedral yang disambungkan ke saluran suntikan memanjang (alat suntikan) melalui leher. Plat asas dengan serat ekor dan paku terletak di bawah alat suntikan. Kepala adalah kapsid yang mengandungi asid nukleik. Kapsid, saluran suntikan dan plat asas diperbuat daripada protein. Serat dan paku ekor berfungsi untuk menambat fage ke dinding sel bakteria.

Kejadian, Pembahagian & Hartanah

Bakteriofag bersifat universal. Terdapat kira-kira 10 hingga kekuatan 30 bakteriofag di air laut. Terdapat juga fag yang sesuai untuk setiap bakteria.

Pendaraban bakteriofag dapat dibahagikan kepada lima fasa. Pertama, fag diserap pada reseptor dinding sel tertentu. Hujung benang ekor melekat pada permukaan sel. Pada langkah seterusnya, fag menyuntikkan DNA atau RNA ke bakteria. Cengkerang protein kosong kekal di permukaan bakteria. Fasa ketiga disebut fasa latency, di mana tidak ada fage yang dapat dikesan. Semasa fasa latensi berlangsung selama beberapa jam, terjemahan ke mRNA virus dan replikasi ke dalam asid nukleik virus bermula. Dalam fasa pengeluaran yang disebut, protein virus dicipta. Kemudian, pada fasa pematangan berikutnya, komponen virus individu disusun. Setelah penghasilan virus selesai, lisozim yang dihasilkan oleh sel bakteria yang ditukar melarutkan bakteria dan melepaskan fag yang dihasilkan.

Makna & fungsi

Kini bakteriofag sudah banyak digunakan di banyak kawasan. Bidang aplikasi khas dibuka dalam bidang perubatan, biologi atau kejuruteraan pertanian. Dalam perubatan, bakteriofag digunakan untuk mengesan keturunan bakteria kerana kekhususannya terhadap bakteria tertentu. Kawasan aplikasi ini disebut lisotaip.

Penyelidikan intensif sedang dilakukan untuk memerangi bakteria menggunakan bakteriofag pada jangkitan. Kawasan penyelidikan ini semakin penting, terutama di bawah pengaruh bilangan strain bakteria tahan antibiotik yang semakin meningkat. Walau bagaimanapun, kestabilan fag yang lemah dalam badan bermasalah. Mereka segera dihilangkan oleh fagositnya sendiri.

Félix Hubert d'Hérelle telah mempertimbangkan kemungkinan aplikasi ini. Namun, setelah penemuan dan pengenalan antibiotik, hasil penyelidikan mengenai kemungkinan aplikasi ini dilupakan. Namun, Institut Penyelidikan Phia Eliava yang diasaskan oleh D’Hérelle pada tahun 1934 masih wujud di Tbilisi, Georgia. Bersama dengan Institut Ludwik Hirszfeld untuk Imunologi dan Terapi Eksperimen dari Wroclaw, Poland, penyelidikan kini dilakukan di sana mengenai kaedah alternatif memerangi bakteria tahan antibiotik menggunakan fag.

Phages juga digunakan dalam pelbagai cara dalam industri makanan. Contohnya, pelbagai penyembur fag digunakan semasa membungkus keju atau sosej untuk melindunginya daripada bakteria.

Kejuruteraan genetik juga merupakan bidang aplikasi yang besar. Sebagai contoh, phage kini digunakan sebagai vektor untuk gen tertentu dan diperkenalkan ke dalam bakteria. Dengan menggunakan kaedah ini, strain bakteria penghasil insulin dari Escherichia coli dapat dihasilkan.

Vektor ini juga menjadi semakin penting untuk pengeluaran bahan aktif lain. Di samping itu, sebahagian daripadanya dapat digunakan untuk memerangi kecacatan genetik.

Penyakit & penyakit

Walau bagaimanapun, bakteriofag tidak hanya menunjukkan kesan positif. Beberapa penyakit berjangkit yang serius hanya merebak dengan bantuan fages. Difteria dipicu oleh bakteria Corynebacterium diphtheriae. Walau bagaimanapun, penyakit ini hanya boleh merebak jika Corynebacterium diphtheriae dijangkiti bakteriofag secara serentak. Setelah dijangkiti fag, bakteria ini menghasilkan ciri toksin yang menyebabkan gejala yang teruk dan kadang-kadang mengancam nyawa.

Penyakit ini bermula dengan tanda-tanda seperti kesukaran menelan, keletihan, loya dan sakit perut. Terdapat lapisan putih pada almond yang berbau busuk, manis. Selalunya terdapat komplikasi seperti radang paru-paru atau miokarditis, yang boleh membawa maut.

Penyakit lain yang disebabkan oleh bakteriofag adalah demam merah. Demam Scarlet disebabkan oleh streptokokus yang dijangkiti bakteriofag. Akibat jangkitan ini, bakteria menghasilkan toksin yang sangat berbahaya. Terdapat simptom yang teruk dengan menggigil, demam, muntah dan sakit tekak. Pada mulanya lidahnya berwarna putih, tetapi setelah beberapa hari ia berubah menjadi merah raspberry. Ruam juga berlaku. Sekiranya bakteria tidak dijangkiti bakteriofag, ia hanya akan menyebabkan radang amandel yang tidak berbahaya.

Kolera juga disebabkan oleh bakteria yang dijangkiti bakteriofag yang disebut Vibrio cholerae.