How big is Bakteriofag?

En bakteriofag, eller fag, är ett virus som infekterar bakterier, och namnet kommer från det grekiska ordet för ”sluka”. Bilden i utforskaren visar en fag formad som T4, ett virus som infekterar bakterien Escherichia coli. T4 är cirka 260 nanometer långt från toppen av huvudet till svansens nedre ände. En nanometer är en miljarddel av en meter.

Storlek

Virus har flera olika former, och fager som T4 har vad biologer kallar en komplex form. De har ett huvud som rymmer virusets DNA, en svans och fibrer som fäster vid en bakterie. T4 har länge använts som modell för att studera hur virus och celler fungerar, och det har mätts upp i detalj.

T4:s huvud har en utsträckt tjugosidig form och är 120 nanometer långt och 86 nanometer brett. Det rymmer en DNA-molekyl på cirka 171 000 baspar, där ett baspar är en pinne i DNA-stegen. Svansen under huvudet är cirka 140 nanometer lång. Svansens yttre hylsa är 92,5 nanometer lång och 24 nanometer bred, och svansen slutar i en sexsidig basplatta som är cirka 52 nanometer tvärs över.

Sex långa svansfibrer, var och en böjd vid en led, sprider sig ut från basplattan som ben. Varje fiber är cirka 144–160 nanometer lång, något längre än själva svansen.

Storleksjämförelser

Bakterien E. coli, som T4 infekterar, är cirka 2 mikrometer lång och 1 mikrometer bred, så den är ungefär åtta gånger så lång som T4. En mikrometer är en tusendel av en millimeter.
Om T4 förstorades till längden av en person som är 1,7 meter lång, skulle en E. coli-cell vara cirka 13 meter lång och 6,5 meter bred.
Cirka 300–400 T4-fager, lagda ände mot ände, skulle sträcka sig över bredden av ett människohår, som är 80–100 mikrometer brett.
T4:s huvud är mindre än hälften så brett som den finaste detalj som ett vanligt ljusmikroskop kan visa, cirka 200 nanometer, gränsen för optiska mikroskop. Fager fotograferas i stället med elektronmikroskop.
T4 är cirka 1,8 gånger så långt som en HIV-partikel är bred. En partikel av Mimivirus, cirka 750 nanometer i diameter, är nästan tre gånger T4:s längd.

Hur en fag infekterar en bakterie

En fag fäster först vid särskilda molekyler på en bakteries yta. De flesta fager kan bara infektera en art av bakterier, eller till och med en enda stam. T4:s svanshylsa dras sedan ihop och fungerar som en injektionsnål och sprutar in virusets DNA genom cellväggen. Huvudet och resten av fagen stannar utanför.

Där inne tar fagens gener över cellen, som börjar tillverka delarna till nya fager. De nya fagerna sätts ihop, och cellen spricker och släpper ut dem så att de infekterar andra celler. En infekterad cell släpper ut cirka 100–300 fager som T4.

Fager som läkemedel

Eftersom varje fag bara angriper vissa bakterier kan läkare använda fager för att behandla bakterieinfektioner. Detta kallas fagterapi. Fager upptäcktes i början av 1900-talet. Den senare upptäckten av penicillin och andra antibiotika ledde till att de flesta länder övergav fagterapi, men det forna Sovjetunionen och några länder i Östeuropa fortsatte att använda den.

Fager har en fördel framför antibiotika: de dödar bara de bakterier de riktar sig mot, medan antibiotika också dödar nyttiga bakterier i kroppen. En lärobok i mikrobiologi från 2016 beskriver hur intresset för fagterapi vaknar på nytt, eftersom allt fler bakterier är resistenta mot antibiotika.