معلومات عن فيروس بكتريوفاج

تعد بكتريوفاج فيروسات “آكلة للبكتيريا” لأنها فيروسات تصيب البكتيريا وتدمرها، وتسمى هذه الكائنات المجهرية أحيانًا phages العاثية، وبالإضافة إلى إصابتها للبكتيريا، تصيب البكتريوفاج أيًا بكتيريا بدائيات النوى المجهرية ” microscopic prokaryotes ” المعروفة باسم archaea، وهذه العدوى خاصة بأنواع معينة من البكتيريا، فالعدوى التي تصيب E. coli على سبيل المثال لن تصيب بكتيريا الجمرة الخبيثة. وبما أن البكتريوفاج لا تصيب الخلايا البشرية فقد تم استخدامها في العلاجات الطبية لعلاج الأمراض البكتيرية .

أنواع البكتريوفاج

له ثلاثة أنواع هيكلية رئيسية هي :

نظرا لأن البكتريوفاج فيروس، فهو يتكون من حمض نووي DNA أو RNA داخل غلاف البروتين، وقد يكون للجرثومة أيضا ذيل بروتين متصل بالكبسيد مع ألياف ممتدة من الذيل، وتساعد الألياف الخلفية الذيل على الالتصاق بمضيفه وتساعد الذيل في حقن الجينات الفيروسية في المضيف، وقد توجد البكتريوفاج على النحو التالي :

1- الجينات الفيروسية في رأس القفيصة مع عدم وجود ذيل

2- الجينات الفيروسية في رأس قفيصة وذيل

3- الكابسيد الخيطي أو على شكل قضيب مع الحمض النووي الدائري

وتمتلك بكتيريا الحمض النووي الريبي (RNA) والفيروسات النباتية والفيروسات الحيوانية آلية ذاتية الطي تمكن الجينوم الفيروسي من أن يندرج في  القفيصة (القشرة البروتينية للفيروس) ، ويبدو أن جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي فقط لديه هذه الآلية القابلة للطي الذاتي، وتتناسب فيروسات الحمض النووي مع الجينوم الخاص بها في الكبسيد بمساعدة إنزيمات خاصة تعرف باسم إنزيمات packing.

دورة البكتريوفاج في الحياة

البكتريوفاج قادرة على التكاثر عن طريق دورات الحياة الخلوية، تعرف الدورة اللايسوجينية أيضا بالدورة المعتدلة لأن المضيف لا يقتل، يقوم الفيروس بحقن جيناته في البكتيريا ويتم إدخال الجينات الفيروسية في الكروموسوم البكتيري، وفي دورة تكاثر البكتريوفاج يتكاثر الفيروس داخل المضيف، ويتم قتل المضيف عندما تفتح الفيروسات المنسوخة حديثا الخلية المضيفة أو تطلقها .

كيف تنقل الجراثيم الجينات بين البكتريوفاج

تساعد البكتيريا على نقل الجينات بين البكتريوفاج، عن طريق إعادة التركيب الوراثي، يعرف هذا النوع من نقل الجينات بالتحول، ويمكن تحقيق التحول من خلال دورة lytic أو lysogenic في الدورة التحلية، على سبيل المثال تضخ البكتريوفاج الحمض النووي الخاص بها وتقوم الإنزيمات بفصل الحمض النووي البكتيري إلى أجزاء، وتوجه جينات البكتيريا لإنتاج المزيد من الجينات الفيروسية والمكونات الفيروسية (الكبسولات ، الذيل ، إلخ) .

وعندما تبدأ الفيروسات الجديدة بالتجمع، قد يصبح DNA الجرثومي محاطًا عن غير قصد داخل قفيصة فيروسية، وفي هذه الحالة تمتلك البكتيريا الحمض النووي البكتيري بدلا من الحمض النووي الفيروسي، وعندما تصيب هذه العدسة بكتيريا أخرى، فإنها تحقن DNA من البكتيريا السابقة في الخلية المضيفة، ويمكن بعد ذلك إدخال الحمض النووي الجرثومي المانح في جينوم البكتيريا المصابة حديثًا عن طريق إعادة التركيب، نتيجة لذلك يتم نقل الجينات من بكتيريا واحدة إلى أخرى .

هل تتسبب البكتريوفاج في جعل البكتيريا ضارة للإنسان

تلعب البكتيريا دورًا في المرض البشري عن طريق تحويل بعض البكتيريا غير الضارة إلى عوامل مرضية، بعض أنواع البكتيريا بما في ذلك E. coli و pyogenes Streptococcus التي تسبب مرض أكل اللحم) و Vibrio cholerae الذي يسبب الكوليرا، و Shigella الذي يسبب الزحار، تصبح ضارة عندما تنتقل الجينات التي تنتج مواد سامة إليها عبر البكتريوفاج، وهذه البكتيريا تكون بعد ذلك قادرة على إصابة البشر والتسبب في التسمم الغذائي وغيرها من الأمراض الفتاكة .

تستخدم البكتريوفاج لاستهداف البكتيريا السيئة حيث قام العلماء بعزل البكتريوفاج التي تدمر كلوستريديوم الخبيثة (C. diff) التي تؤثر عادة على الجهاز الهضمي مما يسبب الإسهال والتهاب القولون، ويوفر علاج هذا النوع من العدوى بالبكتريا طريقة للحفاظ على بكتيريا الأمعاء الجيدة مع تدمير الجراثيم فقط، فبسبب الإفراط في استخدام المضادات الحيوية أن أصبحت سلالات البكتيريا المقاومة أكثر شيوعًا، لذا فإن هذا النوع من العلاج مجدي أكثر، كما تستخدم البكتريوفاج لتدمير البكتيريا السيئة الأخرى بما في ذلك E. coli المقاومة للعقاقير و MRSA

دور البكتريوفاج في دورة الكربون

البكتريوفاج هي أكثر الفيروسات وفرة في المحيط، فمنهم المعروفة باسم Pelagiphages التي تصيب وتدمير بكتيريا SAR11، حيث تحول هذه البكتيريا جزيئات الكربون الذائبة إلى ثاني أكسيد الكربون وتؤثر على كمية الكربون الموجود في الغلاف الجوي، وتلعب Pelagiphages دورًا مهما في دورة الكربون من خلال تدمير بكتيريا SAR11 التي تتكاثر بمعدل مرتفع، وتقوم Pelagiphages بإبقاء أعداد هذه البكتيريا تحت السيطرة .