How big is Bacteriofag?

Un bacteriofag, sau fag, este un virus care infectează bacteriile, iar numele lui provine din cuvântul grecesc pentru „a devora”. Imaginea din explorator arată un fag cu forma lui T4, un virus care infectează bacteria Escherichia coli. T4 are o lungime de aproximativ 260 de nanometri, de la partea de sus a capului până la capătul de jos al cozii. Un nanometru este o miliardime de metru.

Dimensiune

Virusurile au mai multe forme, iar fagii precum T4 au ceea ce biologii numesc o formă complexă. Ei au un cap care conține ADN-ul virusului, o coadă și fibre care se atașează de o bacterie. T4 este folosit de multă vreme ca model pentru studiul modului în care funcționează virusurile și celulele și a fost măsurat în detaliu.

Capul lui T4 are o formă alungită cu 20 de fețe, cu o lungime de 120 de nanometri și o lățime de 86 de nanometri. Conține o moleculă de ADN lungă de aproximativ 171.000 de perechi de baze, o pereche de baze fiind o treaptă a scării ADN-ului. Coada de sub cap are aproximativ 140 de nanometri lungime. Teaca ei exterioară are 92,5 nanometri lungime și 24 de nanometri lățime și se termină cu o placă de bază cu șase laturi, cu o lățime de aproximativ 52 de nanometri.

Cele șase fibre lungi ale cozii, fiecare îndoită la o articulație, se răsfiră din placa de bază ca niște picioare. Fiecare fibră are aproximativ 144–160 de nanometri lungime, puțin mai lungă decât coada însăși.

Comparații de dimensiune

Bacteria E. coli pe care o infectează T4 are aproximativ 2 micrometri lungime și 1 micrometru lățime, deci este de aproximativ opt ori mai lungă decât T4. Un micrometru este o miime de milimetru.
Dacă T4 ar fi mărit până la înălțimea unei persoane de 1,7 metri, o celulă de E. coli ar avea aproximativ 13 metri lungime și 6,5 metri lățime.
Aproximativ 300–400 de fagi T4, puși cap la cap, ar acoperi grosimea unui fir de păr uman, care este de 80–100 de micrometri.
Capul lui T4 are mai puțin de jumătate din lățimea celui mai fin detaliu pe care îl poate arăta un microscop optic obișnuit, adică aproximativ 200 de nanometri, limita microscoapelor optice. Fagii sunt fotografiați, în schimb, cu microscoape electronice.
Lungimea lui T4 este de aproximativ 1,8 ori diametrul unei particule de HIV. O particulă de Mimivirus măsoară aproximativ 750 de nanometri în diametru, adică aproape de trei ori lungimea lui T4.

Cum infectează un fag o bacterie

Mai întâi, un fag se atașează de anumite molecule de pe suprafața unei bacterii. Cei mai mulți fagi pot infecta o singură specie de bacterii sau chiar o singură tulpină. Teaca cozii lui T4 se contractă apoi și acționează ca un ac hipodermic, injectând ADN-ul virusului prin peretele celular. Capul și restul fagului rămân în afară.

În interiorul celulei, genele fagului preiau controlul și celula începe să producă părțile unor fagi noi. Noii fagi sunt asamblați, iar celula se sparge, eliberându-i ca să infecteze alte celule. O celulă infectată eliberează aproximativ 100–300 de fagi asemenea lui T4.

Fagii ca medicament

Deoarece fiecare fag atacă doar anumite bacterii, medicii pot folosi fagi pentru a trata infecțiile bacteriene. Aceasta se numește terapie cu fagi. Fagii au fost descoperiți la începutul secolului al XX-lea. Descoperirea ulterioară a penicilinei și a altor antibiotice a făcut ca majoritatea țărilor să renunțe la terapia cu fagi, dar fosta Uniune Sovietică și câteva țări din Europa de Est au continuat să o folosească.

Fagii au un avantaj față de antibiotice: ucid doar bacteriile pe care le țintesc, în timp ce antibioticele ucid și bacteriile utile din organism. Un manual de microbiologie din 2016 descrie interesul pentru terapia cu fagi ca fiind în reapariție, deoarece tot mai multe bacterii rezistă la antibiotice.