בקטריופאג', או בקצרה פאג, הוא נגיף שמדביק חיידקים, ושמו בא מהמילה היוונית שמשמעה "לטרוף". התמונה באתר מציגה פאג בצורת T4, נגיף שמדביק את החיידק Escherichia coli. T4 הוא באורך של כ-260 ננומטרים מראשו ועד קצה זנבו. ננומטר הוא מיליארדית המטר.

גודל

לנגיפים יש כמה צורות, ולפאגים כמו T4 יש צורה שהביולוגים מכנים מורכבת. יש להם ראש שמכיל את ה-DNA של הנגיף, זנב וסיבים שנצמדים לחיידק. T4 משמש זה זמן רב מודל ללימוד אופן הפעולה של נגיפים ותאים, ומידותיו נמדדו בפירוט רב.

ראשו של T4 הוא גוף מוארך בעל 20 פאות, באורך 120 ננומטרים וברוחב 86 ננומטרים. הוא מכיל מולקולת DNA אחת באורך של כ-171,000 זוגות בסיסים, כאשר זוג בסיסים הוא שלב אחד בסולם ה-DNA. הזנב שמתחת לראש הוא באורך של כ-140 ננומטרים. הנדן החיצוני של הזנב באורך 92.5 ננומטרים וברוחב 24 ננומטרים, והוא מסתיים בלוח בסיס בעל שש פאות, ברוחב של כ-52 ננומטרים.

שישה סיבי זנב ארוכים, שכל אחד מהם כפוף במפרק, יוצאים מלוח הבסיס כמו רגליים. אורכו של כל סיב כ-144–160 ננומטרים, מעט יותר מאורך הזנב עצמו.

השוואות גודל

חיידק E. coli, שאותו T4 מדביק, אורכו כ-2 מיקרומטרים ורוחבו כ-1 מיקרומטר, ולכן הוא ארוך בערך פי שמונה מ-T4. מיקרומטר הוא אלפית המילימטר.
אילו T4 הוגדל לגודל של אדם בגובה 1.7 מטרים, תא E. coli היה באורך של כ-13 מטרים וברוחב של 6.5 מטרים.
כ-300–400 פאגים מסוג T4, מונחים זה אחר זה, היו משתרעים על פני רוחבה של שערת אדם, שרוחבה 80–100 מיקרומטרים.
רוחבו של ראש T4 קטן ממחצית הפרט הקטן ביותר שמיקרוסקופ אור רגיל מסוגל להראות, כ-200 ננומטרים, שהוא גבול מיקרוסקופי האור. פאגים מצולמים במקום זאת במיקרוסקופים אלקטרוניים.
T4 ארוך בערך פי 1.8 מרוחבו של חלקיק HIV. חלקיק מימיוירוס, ברוחב של כ-750 ננומטרים, רחב כמעט פי שלושה מאורכו של T4.

כיצד פאג מדביק חיידק

פאג נצמד תחילה למולקולות מסוימות על פני החיידק. רוב הפאגים יכולים להדביק רק מין אחד של חיידקים, ואפילו רק זן אחד. נדן הזנב של T4 מתכווץ אז ופועל כמו מחט תת-עורית, ומזריק את ה-DNA של הנגיף דרך דופן התא. הראש ושאר חלקי הפאג נשארים בחוץ.

בפנים, הגנים של הפאג משתלטים על התא, והתא מתחיל לייצר את החלקים של פאגים חדשים. הפאגים החדשים מורכבים, והתא מתפקע ומשחרר אותם כדי שידביקו תאים אחרים. תא מודבק אחד משחרר כ-100–300 פאגים כמו T4.

פאגים כתרופה

מכיוון שכל פאג תוקף רק חיידקים מסוימים, רופאים יכולים להשתמש בפאגים לטיפול בזיהומים חיידקיים. זה נקרא טיפול בפאגים. הפאגים התגלו בתחילת המאה ה-20. גילוי הפניצילין ותרופות אנטיביוטיות אחרות בהמשך הביא את רוב המדינות לנטוש את הטיפול בפאגים, אך ברית המועצות לשעבר וכמה מדינות במזרח אירופה המשיכו להשתמש בו.

לפאגים יש יתרון אחד על פני אנטיביוטיקה: הם הורגים רק את החיידקים שהם מכוונים אליהם, ואילו אנטיביוטיקה הורגת גם חיידקים מועילים בגוף. ספר לימוד במיקרוביולוגיה משנת 2016 מתאר את העניין בטיפול בפאגים כעניין שמתחדש, משום שחיידקים רבים יותר ויותר עמידים לאנטיביוטיקה.

מקורות

Bacteriophage T4 Head: Structure, Assembly, and Genome Packaging. Rao et al., Viruses, 2023.
Morphogenesis of the T4 tail and tail fibers. Leiman et al., Virology Journal, 2010.
Viruses. In Microbiology. OpenStax, 2016.
The Viral Life Cycle. In Microbiology. OpenStax, 2016.
How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
How many virions result from a single viral infection?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
How the optical microscope became a nanoscope. Royal Swedish Academy of Sciences, 2014.
Structural organization of authentic, mature HIV-1 virions and cores. Briggs et al., The EMBO Journal, 2003.
Structural Studies of the Giant Mimivirus. Xiao et al., PLoS Biology, 2009.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

Report a Problem

for בקטריופאג'