Bakteriofag adalah "pemakan bakteri" dalam arti mereka virus yang menginfeksi dan menghancurkan bakteri. Kadang-kadang disebut fag, organisme mikroskopis ini ada di mana-mana di alam. Selain menginfeksi bakteri, bakteriofag juga menginfeksi mikroskopis lainnya prokariota dikenal sebagai archaea. Infeksi ini khusus untuk spesies bakteri atau archaea tertentu. Fag yang menginfeksi E. coli misalnya, tidak akan menginfeksi bakteri antraks. Karena bakteriofag tidak menginfeksi sel manusiaMereka telah digunakan dalam terapi medis untuk mengobati penyakit bakteri.
Bakteriofag memiliki tiga jenis struktur utama.
Karena bakteriofag adalah virus, mereka terdiri dari a asam nukleat (DNA atau RNA) terlampir dalam kulit protein atau kapsid. Bakteriofage juga memiliki ekor protein yang menempel pada kapsid dengan serat ekor memanjang dari ekor. Serat ekor membantu fag menempel pada inangnya dan ekor membantu menyuntikkan virus gen menjadi tuan rumah. Bakteriofag mungkin ada sebagai:
- gen virus di kepala kapsid tanpa ekor
- gen virus di kepala kapsid dengan ekor
- kapsid berfilamen atau berbentuk batang dengan DNA beruntai tunggal melingkar.
Bakteriofag mengemas genomnya
Bagaimana virus memasukkan materi genetik mereka yang banyak ke dalam kapsid mereka? Bakteriofag RNA, virus tanaman, dan virus hewan memiliki mekanisme pelipat sendiri yang memungkinkan genom virus masuk ke dalam wadah capsid. Tampaknya hanya genom RNA virus yang memiliki mekanisme pelipat sendiri ini. Virus DNA memasukkan genom mereka ke dalam kapsid dengan bantuan enzim khusus yang dikenal sebagai enzim pembungkus.
Bakteriofag memiliki dua siklus hidup
Bakteriofag mampu bereproduksi dengan siklus hidup lisogenik atau litik. Siklus lisogenik juga dikenal sebagai siklus beriklim karena tuan rumah tidak terbunuh. Virus menyuntikkan gennya ke dalam bakteri dan gen virus dimasukkan ke dalam bakteri kromosom. Dalam siklus litik bakteriofag, virus bereplikasi di dalam host. Host terbunuh ketika virus yang baru direplikasi membuka atau melisis sel host dan dilepaskan.
Bacteriophages mentransfer gen antar bakteri
Bacteriophages membantu untuk mentransfer gen antar bakteri dengan cara rekombinasi genetik. Jenis transfer gen ini dikenal sebagai transduksi. Transduksi dapat dilakukan melalui siklus litik atau lisogenik. Dalam siklus litik, misalnya, fag menyuntikkan DNA ke dalam bakteri dan enzim memisahkan DNA bakteri menjadi potongan-potongan. Gen fag mengarahkan bakteri untuk menghasilkan lebih banyak gen virus dan komponen virus (kapsid, ekor, dll.). Seperti baru virus mulai berkumpul, DNA bakteri dapat secara tidak sengaja menjadi tertutup dalam kapsid virus. Dalam kasus ini, fag memiliki DNA bakteri dan bukan DNA virus. Ketika fag ini menginfeksi bakteri lain, ia menyuntikkan DNA dari bakteri sebelumnya ke dalam sel inang. DNA bakteri donor kemudian dapat dimasukkan ke dalam genom bakteri yang baru terinfeksi melalui rekombinasi. Akibatnya, gen dari satu bakteri ditransfer ke yang lain.
Bakteriofag dapat membuat bakteri berbahaya bagi manusia
Bakteriofag berperan dalam penyakit manusia dengan mengubah beberapa bakteri tidak berbahaya menjadi agen penyakit. Beberapa spesies bakteri termasuk E. coli, Streptococcus pyogenes (Menyebabkan penyakit pemakan daging), Vibrio cholerae (Menyebabkan kolera), dan Shigella (Menyebabkan disentri) menjadi berbahaya ketika gen yang menghasilkan zat beracun dipindahkan ke mereka melalui bakteriofag. Bakteri ini kemudian dapat menginfeksi manusia dan menyebabkannya keracunan makanan dan penyakit mematikan lainnya.
Bakteriofag digunakan untuk menargetkan super
Para ilmuwan telah mengisolasi bakteriofag yang menghancurkan superbug Clostridium difficile (C. beda). C. beda biasanya mempengaruhi sistem pencernaan yang menyebabkan diare dan radang usus besar. Mengobati infeksi jenis ini dengan bakteriofag menyediakan cara untuk melestarikan bakteri usus yang baik sementara hanya menghancurkan bakteri C. beda kuman. Bakteriofag dianggap sebagai alternatif yang baik antibiotik. Karena terlalu sering menggunakan antibiotik, jenis bakteri resisten menjadi lebih umum. Bakteriofag juga digunakan untuk menghancurkan superbug lainnya termasuk yang kebal obat E. coli dan MRSA.
Bakteriofag memainkan peran penting dalam siklus karbon dunia
Bakteriofag adalah virus paling melimpah di lautan. Fag yang dikenal sebagai Pelagiphage menginfeksi dan menghancurkan bakteri SAR11. Bakteri ini mengubah molekul karbon terlarut menjadi karbon dioksida dan mempengaruhi jumlah karbon atmosfer yang tersedia. Pelagiphage memainkan peran penting dalam siklus karbon dengan menghancurkan bakteri SAR11, yang berkembang biak dengan kecepatan tinggi dan sangat pandai beradaptasi untuk menghindari infeksi. Pelagiphage menjaga jumlah bakteri SAR11, memastikan bahwa tidak ada kelebihan produksi karbon dioksida global.
Sumber:
- Encyclopædia Britannica Online, s. v. "bacteriophage", diakses 07 Oktober 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.
- Sekolah Ilmu Kedokteran Hewan Norwegia. "Virus Dapat Mengubah E. Tidak Berbahaya Coli Berbahaya. "ScienceDaily. ScienceDaily, 22 April 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.
- Universitas Leicester. "Peluru ajaib virus pemakan bakteri dalam perang melawan super." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 Oktober 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.
- Universitas Negeri Oregon. "Perang tanpa akhir, dengan siklus karbon Bumi tetap seimbang." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 Februari 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.