Bakteriofaagid

1. Bakteriofaagid Sergei Zari YASB-51

2. Ajaloolised faktid ja avastamine • Juba vanaajamaailmas oli avatud,et jõevesi on ravim konkreetsete haiguste vastu. • 1896- E.H. Hankin leidis“midagi” India jõedes ,millil on antibakteriaalne mõju koolera vastu. • 1915- inglise bakterioolog Frederick Twort avaldas midagi väikse suurusega,mis hävitab bakteri. Kas bakteri elutsükli staadium,ensüüm või viirus? 1917- Félix d'Hérelle avastas “nähtamatu mikroobi ,mis oli Shigella dysenteriae antagoninist” "In a flash I had understood: what caused my clear spots was in fact an invisible microbe ... a virus parasitic on bacteria.“ Nimetas teda bakteriogaagiks.

3. 1926-ulmeromaan Arrowsmith bakteriofaagide kasutamisest meditsiinis võitab Pulitzeti preemiat (autor Sinclair Lewis) • 2006- Global Partnership Priority Eliava Project (Suur 8 sponseeritud) bakteriofaagide potentsiaali uurimise jaoks .

4. Üldinfo • Sõna tuli “bakter”+ “phagein” (Kreeka keeles “sööma”. Ka sõna “faag” on tihti kasusatud. • Iga viirus,mis saab bakterit infitseerida on faag. • On leitud kõikedes kohtades,kas asuvad peremeesorganismid. • Olid kasutatud antibiootikudena NL-s ja Ida Euroopas rohkem kui 60 aastat ja nüüd on lootus vastu bakterite,millidel on resistentsus. • Koosnevad valgukestast ja geneetilisest materjaalist. G.m. Võib olla dsDNA, ssDNA, ssRNA .pikkus- 5-500 kilo b.p. Lineaar või tsükkel. Palju väiksem kui bakterid (20-200 nm)

6. Faagide klassifikatsioon ICTV järgi

7. Paljundamine • Lüüs või lüsogeeniline. Väga harva mõlemad • Lüüs-viriooni replikatsiooni pärast bakteri sein on katkestatud , mille tulemusena bakter sureb ja uued faagid hakkavad peremeesorganisme otsima. • Sobib kasutamise jaoks medetsiinis.

8. Paljundamine • Lüsogeeniline-ei tekita peremehe surma • N.n. Mõõdukad faagid. • Viraalne genoom on integreeritud bakteri DNA-sse ja toimub tavaline replikatsioon,võib ka esitada plasmiidi kujul.See toimub peremehe konditsiooni muutumiseni (näiteks toiduainete vähenemine). Nüüd n.n. Profaagid on aktiveeritud ja kõikides bakterites toimub lüüsi tsükkel

9. Lüsogeeniline konversioon • Kui bakteriofaag annab genoomile uueid omadusi nimetakse seda L.k. • Selle protsessi käigus võib peremees omandada positiivseid omadusi  ei saa kasutada meditsiinis. • Näide: Vibrio choleraeise on kahjutu,aga L.k. ulemusena põhjustab koolerat.

10. Bakteriofaagide toiming • Kinnitamine ja infiltratsioon • Valkude ja nukleiinhapete süntees • Viriooni kogunemine • Virioonide väljalask

11. Kinnitamine ja infiltratsioon • Et infiltreerida peremeesorganismit,faag kinnitab bakteri spetsiifilistele retseptoritele,nt : lipopolüsahhariidid,valgud,flagella. Kuna retseptorid on spetsiifilised,mitte kõik bakterid sobivad faagile ja vastupidi. Infiltratsioon toimub süstal mehhanismi kaudu loodetavasti ATP abil.

12. Valkude ja nukleiinhapete süntees • Mõne minuti pärast hakkavad bakteriaalsed ribosoomid viraalse mRNA transleerida • RNA baseeritud faagide jaoks RNA-replikaas on sünteerisud väga vara • Need valgud modifitseerivad bakteriaalse RNA-pölümeraasi ja tema uus prioriteet on viraalne mRNA • Need produktid edasi liiduvad virioonisse abivalkude abil või osalevad lüüsis.

13. Viriooni kogunemine • Toimub abivalkude abil. Pead ja sabad on ehitatud eraldi ja hiljem liidetud. Geneetiline materjal on hästi pakitud peas. • Keskmine aeg on 15 min.

14. Virioonide väljalask • Väljalask võib toimuda lüüsi või bakteri sekretsiooni kaudu. • T4 faagi näite: 20 min. Injektsiooni pärast 3000 uut faagi lasevad E.coli välja lüüsi kaudu. Ensüüm endulüsiin katkestab peptidoglükaani. • Lüsogeenilised faagid aga ei tapa peremeest,aga ta ehitab neid rohkem ja rohkem. • Kui uued faagid lasevad välja läbi plasma membraani, võtavad naatuke kaasa (faagid kestaga)

15. Lisa aspektid • Faagid ja meditsiin • Faagide koht keskkonnas • Toidu fermentatsioon ja biotehnoloogia