Les bactériophages sont virus qui infectent les bactéries et se multiplier dans le processus. Pour chaque bactérie, il existe également un bactériophage spécifique. Les bactériophages sont utilisés en médecine et génie génétique.
Que sont les bactériophages?
Les bactériophages représentent un groupe de virus qui infectent les bactéries et les archées (bactéries primordiales). Ce faisant, ils continuent à se répliquer tout en détruisant la bactérie. Pour chaque bactérie, il existe un bactériophage spécifique selon le principe de la serrure et de la clé. Bactériophages, selon la définition traditionnelle, comme tous virus, ne sont pas des organismes vivants. Ils dépendent d'un hôte pour leur reproduction. Aucun processus biochimique n'a lieu en dehors de l'hôte. Les phages utilisent le enzymes de leur hôte à cet effet. Les bactériophages sont constitués uniquement d'ADN ou d'ARN, qui sont entourés d'une enveloppe protéique. Cependant, la grande majorité des phages possèdent l'ADN comme matériel génétique. Les phages ont été décrits pour la première fois en 1917 par le biologiste canadien Félix Hubert d'Hérelle. La structure des différents phages diffère. Fondamentalement, les bactériophages se composent de plusieurs composants. On a principalement étudié la structure des soi-disant phages T, qui infectent entre autres également la bactérie Escherichia coli. Les phages T consistent en un polyèdre front, qui est connecté via un cou à un canal d'injection allongé (appareil d'injection). Sous l'appareil d'injection se trouve la plaque de base avec fibre de queue et pointes. le front est une capside, qui contient un acide nucléique. La capside, le canal d'injection et la plaque de base sont constitués de protéines. La fibre de la queue et les pointes servent à ancrer le phage à la paroi cellulaire de la bactérie.
Occurrence, distribution et caractéristiques
Les bactériophages sont distribués universellement. Environ 10 à la puissance de 30 bactériophages sont présents dans eau de mer. Pour chaque bactérie, il existe également un phage correspondant. La propagation des bactériophages peut être divisée en cinq phases. Premièrement, le phage est absorbé au niveau d'un récepteur de paroi cellulaire spécifique. Les extrémités des filaments de queue se fixent à la surface de la cellule. Dans l'étape suivante, le phage injecte son ADN ou ARN dans la bactérie. Cela laisse les enveloppes de protéines vides sur la surface bactérienne. La troisième phase est appelée phase de latence, au cours de laquelle aucun phage ne peut être détecté. Pendant la phase de latence, qui dure plusieurs heures, la traduction en ARNm viral et la réplication en acide nucléique viral commencent. Dans la phase dite de production, le virus protéines sont produits. Ensuite, dans la phase de maturation suivante, les composants viraux individuels sont assemblés. Une fois la production virale terminée, un lysozyme produite par la cellule bactérienne remodelée dissout la bactérie et libère les phages produits.
Signification et fonction
Aujourd'hui, les bactériophages sont déjà largement utilisés dans de nombreux domaines. Des domaines d'application particuliers s'ouvrent en médecine, en biologie ou en génie agricole. En médecine, les bactériophages sont utilisés pour détecter les souches bactériennes en raison de leur spécificité à certains les bactéries. Ce domaine d'application s'appelle la lysotypie. Actuellement, des recherches intensives sont en cours pour lutter contre les bactéries à l'aide de bactériophages dans les infections. Surtout sous l'impression du nombre toujours croissant de antibiotique souches bactériennes résistantes, ce domaine de recherche gagne en importance. Cependant, la faible stabilité des phages dans le corps est problématique. Ils sont immédiatement éliminés par les propres phagocytes du corps. En principe, cette éventuelle application a déjà été envisagée par Félix Hubert d'Hérelle. Cependant, après la découverte et l'introduction de antibiotiques, les résultats de la recherche sur cette éventuelle application ont été complètement oubliés. Cependant, l'Institut Eliava pour la recherche sur les phages, fondé par D'Hérelle en 1934, existe encore aujourd'hui à Tbilissi, en Géorgie. En collaboration avec le Ludwik Hirszfeld Institute for Immunology and Experimental . à Wroclaw, en Pologne, des recherches y sont menées aujourd'hui sur des moyens alternatifs de antibiotique-bactéries résistantes à l'aide de phages. Les phages sont également utilisés de différentes manières dans l'industrie alimentaire. Par exemple, divers sprays de phages sont utilisés dans l'emballage du fromage ou des saucisses pour les protéger des bactéries. Ingénierie génétique est également un domaine d'application majeur. Aujourd'hui, par exemple, les phages sont utilisés comme vecteurs de certains gènes et introduits dans les bactéries. insuline-production de souches bactériennes d'Escherichia coli pourraient être générées. Ces vecteurs deviennent également de plus en plus importants pour la production d'autres substances actives. De plus, ils peuvent être utilisés en partie pour lutter contre les défauts génétiques.
Maladies et troubles
Cependant, les bactériophages ne montrent pas seulement des effets positifs. Certains sérieux Maladies infectieuses éclater uniquement avec l'implication de phages. Par example, diphtérie est causée par la bactérie Corynebacterium diphtheriae. Cependant, la maladie ne peut éclater que si Corynebacterium diphtheriae est également simultanément infectée par des bactériophages. Après une infection par des phages, ces bactéries produisent la toxine caractéristique qui provoque les symptômes graves, parfois mortels. La maladie commence par des signes tels que difficulté à avaler, lassitude, nausée ainsi que douleurs abdominales. Une couche blanche apparaît sur les amygdales, qui dégage une odeur fétide et sucrée. Complications telles que pneumonie or myocardite sont courants et peuvent être mortels. Une autre maladie causée par des bactériophages est écarlate fièvre. Scarlet fièvre est causé par streptocoques infecté par des bactériophages. Par cette infection, les bactéries produisent une toxine particulièrement insidieuse. Des signes sévères de maladie surviennent avec frissons, fièvre, vomissement ainsi que pharyngite. Initialement, le langue est recouvert de blanc, mais vire au rouge framboise après quelques jours. UNE éruption cutanée se produit également. Si la bactérie n'était pas infectée par des bactériophages, elle ne ferait que conduire à un inoffensif amygdalite. Choléra est également causée par une bactérie infectée par des bactériophages appelée Vibrio cholerae.
