Bakteriofag
Kurs: Basvetenskap 6
Vad är det?
- Virus som infekterar Bakterier — jordens vanligaste biologiska entitet.
- Består av nukleinsyra (oftast dubbelsträngat DNA) omgivet av ett proteinkapsid, ofta med svans och svansfibrer.
- Extremt värdspecifika — binder till specifika ytreceptorer som Lipopolysackarid, Pili eller Flagell.
Livscykler
- Lytisk cykel: adsorption → injektion av genom → replikation → sammansättning → Lys av värdcellen och frisättning av nya fager.
- Lysogen cykel: fagens genom integreras i bakteriekromosomen som en Profag och replikeras passivt med värden.
- Övergång från lysogen till lytisk cykel triggas av stress, till exempel SOS-svar efter DNA-skada, UV-strålning eller vissa Antibiotika.
Klinisk och medicinsk betydelse
- Lysogen konversion: profagen bär gener som ger värdbakterien nya egenskaper — ofta virulensfaktorer.
- Fagkodade toxiner: Difteritoxin hos Corynebacterium diphtheriae, Shigatoxin hos EHEC, Botulinumtoxin typ C/D, kolertoxin hos Vibrio cholerae (CTXφ), erytrogent toxin hos Streptococcus pyogenes.
- Transduktion: fager överför bakteriellt DNA mellan celler och sprider Antibiotikaresistens och virulensgener — generaliserad respektive specialiserad transduktion.
- Fagterapi: behandling av multiresistenta infektioner med litiska fager, aktuellt vid Pseudomonas aeruginosa och Acinetobacter baumannii.
- Fagtypning: äldre epidemiologisk metod för att stamtypa till exempel Staphylococcus aureus.
Bakteriens försvar mot fager
- Restriktionsenzym-system som klyver främmande DNA — grunden för modern genteknik.
- CRISPR-Cas — adaptivt immunsystem hos bakterier som lagrar fagsekvenser som spacers.
- Ytreceptormodifiering och abortiv infektion.
Betydelse i laboratoriet
- Lambdafag och M13 används som kloningsvektorer.
- Fagdisplay för framställning av Monoklonala antikroppar.
- Fager som indikatororganismer för fekal förorening i vatten.
Klinisk pärla
Vissa antibiotika, särskilt Kinoloner och Trimetoprim-sulfametoxazol, inducerar bakteriens SOS-svar och därmed profagaktivering. Det är skälet till att man undviker antibiotika vid EHEC-infektion — behandling ökar frisättningen av Shigatoxin och risken för Hemolytiskt uremiskt syndrom.
Tenta-fokus
Lär dig listan över fagkodade toxiner utantill: difteri, shigatoxin (EHEC), kolertoxin, botulinumtoxin C/D och streptokockens erytrogena toxin vid Scharlakansfeber. De är återkommande tentafrågor.
Kopplingar
- Lysogen konversion — mekanism för virulensökning
- Transduktion — horisontell genöverföring
- Shigatoxin — fagkodat toxin med njurtoxicitet
- CRISPR-Cas — bakteriellt antifagförsvar
- Antibiotikaresistens — sprids delvis via fager