Bakteriofag – Pengertian, struktur dan siklus hidup

Bakteriofag – Pengertian, struktur dan siklus hidup

Bakteriofag, atau phage, adalah nama yang diberikan pada virus yang mampu menginfeksi bakteri, dan juga menghancurkannya. T phage, adalah contoh bakteriofag yang mempopulitisasi Escherichia coli, yang menyebabkan enteritis, infeksi saluran kemih, dan penyakit lainnya.

Dibentuk oleh kepala yang mengandung asam nukleat, ekor, dan serat kaudal – semua bakteriofag berasal dari protein – bakteriofag melekat pada dinding sel prokariota ini, dengan bantuan protein yang ada di ekornya. Bakteriofag menusuk wilayah ini dan kemudian menyuntikkan DNA-nya, meninggalkan kapsul yang sekarang kosong di luar.

DNA virus berlipat ganda dalam sel inang – dalam hal ini, bakteri – menyebabkan sintesis protein virus dan, akibatnya, pembentukan fag baru. Ini, setelah waktu tertentu dan dengan bantuan enzim spesifik, menghancurkan dinding bakteri, dan dapat menginfeksi individu lain. Langkah-langkah tersebut termasuk yang disebut siklus litik.

Bisa juga terjadi bahwa bakteriofag dimasukkan ke dalam kromosom bakteri, yang dikenal sebagai profago. Di sana, itu berkembang biak dan membelah bersama dengan organisme inang, menciptakan seluruh populasi bakteri yang terinfeksi oleh fag tidak aktif, atau marah. Ini adalah siklus lisogenik.

Fag yang tidak aktif juga dapat mengambil kendali metabolisme bakteri, dengan melepaskan diri dari kromosom bakteri, mengawali siklus litik.

Sedangkan bakteriofag menginfeksi bakteri, dan bakteri kita dapat tumbuh di laboratorium dengan mudah. Jadi seluruh organisme dapat tumbuh di piring, dan jika Anda menambahkan campuran bakteriofag dengan bakteri, Anda akan melihat di piring yang tidak memiliki bakteriofag itu akan menjadi halaman rumput bakteri, sedangkan di mana pun ada lubang di dalamnya sepiring bakteri, itu menunjukkan bahwa bakteriofag telah menginfeksi mereka dan telah membunuh semua bakteri di sekitarnya, yang secara efektif adalah apa yang dilakukan bakteriofag.

Bakteriofag masuk ke dalam sel, mereproduksi diri mereka sendiri dan kemudian menghancurkan sel itu terbuka, membunuh bakteri, dan kemudian pergi dan menemukan lebih banyak inang untuk menginfeksi.

Struktur bakteriofag dapat mencakup berbagai fitur untuk menginfeksi sel inang. Banyak bakteriofag memiliki poros sentral dan pelengkap mirip kaki. Kaki menempel pada bakteri, dan bahan genetik disuntikkan melalui poros ke sitoplasma sel inang, di mana ia bereplikasi dan berkumpul kembali menjadi keturunan.

Siklus hidup bakteriofag adalah litik atau lisogenik. Fag litik, seperti T4, melisis sel inang setelah replikasi virion. Progeni fag kemudian dilepaskan untuk menemukan inang baru.

Fag lisogenik tidak langsung melisis sel inang. Fag ini dikenal sebagai fag sedang. Genom bakteriofag berintegrasi dengan genom inang dan bereplikasi dengannya, tanpa merusak sel. Ketika kondisi memburuk untuk sel inang, seperti kekurangan nutrisi, fag memulai siklus reproduksi, menghasilkan lisis.

Pengertian Bakteriofag

Bakteriofag, atau fag, adalah virus yang menginfeksi bakteri, jadi ini tidak menginfeksi sel manusia – mereka sangat terspesialisasi dan hanya menginfeksi bakteri.

Jadi setiap bakteri diserang oleh berbagai virus yang menggunakan mereka sebagai inang yang mereka tiru. Bakteriofag berbeda dengan virus eukariotik karena, untuk mendeteksi virus yang menginfeksi mata Anda, idealnya Anda perlu menginfeksi ke dalam mata Anda, atau garis kultur jaringan sel manusia, yang tidak persis sama dengan mata Anda.

Bakteriofage merupakan virus yang menginfeksi bakteri, Walaupun spektrum bakteri yang dapat diinfeksi satu bakteriofage itu terbatas, banyaknya bakteriofage yang ada tak terhitung jumlahnya itu maka sangat mungkin bahwa paling sedikit terdapat satu bakteriofage untuk setiap tipe bakteri (Utomo, 2009).

Jenis-jenis virus yaitu virus pada tumbuhan, virus pada hewan, virus pada manusia, dan virus pada bakteri yang dikenal sebagai Bakteriofage. Bakteriofage atau sering disebut fage adalah kesatuan biologis paling sederhana yang diketahui mampu mereplikasi dirinya (mampu menggandakan dirinya sendiri menjadi lebih banyak).

Bakteriofage mula-mula ditemukan secara terpisah Frederich W.Twort di Inggris pada tahun 1915 dan oleh ilmuwan Prancis, D’Herelle pada tahun 1917, merupakan virus yang menginfeksi atau menyerang bakteri.

Fage pada hakekatnya terdiri dari sebuah inti asam nukleat yang terkemas di dalam selubung protein pelindung.

Siklus Hidup Bakteriofag

Bakteriofag dapat menghasilkan siklus litik atau siklus lisogenik, meskipun sangat sedikit yang mampu melakukan keduanya. Jika lisis dilakukan, lisogenesis tidak dapat dilakukan dan sebaliknya. Dalam siklus litik, sel inang fag dilisis (dihancurkan) setelah replikasi dan enkapsulasi partikel virus, sehingga virus baru bebas untuk melakukan infeksi baru.

Sebaliknya, dalam siklus lisogenik, lisis sel langsung tidak terjadi. Genom fag dapat diintegrasikan ke dalam DNA kromosom bakteri inang, bereplikasi pada saat yang sama dengan bakteri, atau dapat tetap stabil dalam bentuk plasmid, mereplikasi secara independen dari replikasi bakteri. Dalam kedua kasus, genom fag akan diteruskan ke semua keturunan dari bakteri yang awalnya terinfeksi. Fag dibiarkan tidak aktif sampai kondisi lingkungan memburuk: penurunan nutrisi, peningkatan agen mutagenik, dll. Pada saat ini, fag atau fag endogen diaktifkan dan menimbulkan siklus litik yang berakhir dengan lisis sel.

Bakteriofag Siklus hidup bakteriofag terdiri dari beberapa langkah:

  • Penempelan dan penetrasi
  • sintesis protein dan asam nukleat
  • perakitan virion
  • pelepasan virion

Perlekatan dan penetrasi: Bakteriofag menempel pada reseptor pada permukaan luar bakteri. Itu termasuk lipopolisalarida, asam teichoic, protein, atau flagella. Banyak bakteriofag menggunakan mekanisme agak seperti jarum suntik hipodermik untuk menyuntikkan bahan genetik ke dalam sel melalui struktur seperti ekor.

Sintesis protein dan asam nukleat: Ribosom bakteri menerjemahkan mRNA virus menjadi protein. Jika bakteriofag memiliki genom RNA, RNA replikase disintesis awal dalam proses ini. RNA polimerase Inang direkrut untuk secara istimewa menyalin mRNA virus, mengganggu sintesis normal protein inang. Protein dirangkai menjadi virion baru.

Perakitan Virion: Protein pembantu sering digunakan untuk merakit partikel virus. Mereka disatukan sepotong demi sepotong, pelat dasar, ekor dan kapsid kepala, dengan DNA yang dikemas di dalamnya.

Pelepasan virion: Bakteriofag yang baru terbentuk dilepaskan oleh lisis, ekstrusi, atau tunas.

Terapi Bakteriofag

Menjadi predator alami bakteri, bakteriofag telah lama dianggap sebagai agen terapi potensial. Ada banyak laporan terapi fage yang digunakan pada manusia. Dalam sebuah penelitian terhadap 550 pasien dengan septikemia bakteri, fag diberikan secara oral, topikal, atau ke mata, telinga, atau hidung. Tingkat keberhasilan untuk perawatan berkisar antara 75 hingga 100 persen. Kemanjurannya bahkan lebih tinggi di antara pasien yang tidak menanggapi terapi antibiotik.

Fag juga berguna untuk:

  • meningitis serebrospinal pada infeksi kulit bayi baru lahir karena Pseudomonas,
  • Staphylococcus, Klebsiella, Proteus, dan E. coli.
  • abses subphrenic dan subhepatik berulang
  • penyakit bakteri kronis

Terapi fag juga telah ditemukan untuk menormalkan kadar alpha necrosis factor tumor (TNF-α) dalam serum.

Keamanan Terapi Bakteriofage

Bakteriofag tampaknya tidak berbahaya jika digunakan secara klinis. Di AS phage phi X174 digunakan untuk memonitor fungsi kekebalan humoral pada pasien yang kekurangan adenosine deaminase, dan untuk mempelajari respon imun manusia. Fag sangat umum di lingkungan dan makanan, dan berhubungan dengan penyakit atau cedera.

Pertimbangan keamanan dalam agen terapeutik adalah bahwa mereka tidak boleh memicu transduksi umum atau memiliki urutan gen dengan homologi yang signifikan untuk gen resistensi antibiotik utama yang diketahui, gen toksin yang dikodekan fag, dan gen untuk faktor virulensi bakteri.

Ciri Umum Bakteriofag

  • Seperti virus yang menginfeksi sel eukariotik, bakteriofag terdiri dari mantel protein atau kapsid yang mengandung 5.000 hingga 500.000 pasangan basa bahan genetik, yang mungkin berupa DNA.
  • Ukuran bakteriofag berkisar antara sekitar 20 hingga 200 nm.
  • Sebagian besar bakteriofag (khususnya 96% dari yang saat ini diidentifikasi) diklasifikasikan dalam urutan Caudovirales, yang berekor DNA, memiliki untai ganda, dan selanjutnya diklasifikasikan ke dalam keluarga Siphoviridae, Myoviridae, dan Podoviridae.
  • Bakteriofag ada di mana-mana dan dapat ditemukan di berbagai jenis bakteri, baik di tanah maupun di populasi mikroorganisme di usus hewan. Salah satu lingkungan yang paling banyak dihuni oleh fag dan virus lainnya adalah air laut, di mana diperkirakan ada sekitar 109 partikel virus per mililiter, dan 70% bakteri laut dapat terinfeksi oleh fag.

Ciri lain Bakteriofage sama seperti virus pada umumnya yang dapat hidup luas di alam. Bentuknya juga hampir sama, yaitu terdiri atas sebuah inti asam nukleat yang dikelilingi olehselubung protein. Virus ini mempunyai ekor yang digunakan untuk melewatkan asam nukleatnya ketika menginokulasi sel inang.

Bakteriofag adalah virus ada di mana-mana, terbukti sering terjadi mewabahnya suatu penyakit yang tidak mengenal daerah tertentu. Dengan demikian, virus ini sama seperti virus pada umumnya yang dapat hidup luas di alam.

Bakteriofag dapat dibagi menjadi ganas dan sedang tergantung pada siklus hidupnya. Bakteriofag virulen menghasilkan siklus litik, dalam siklus ini mereka mengikat inang bakteri mereka, menyuntikkan genom mereka, mereproduksi berkat mesin molekuler inang, dan akhirnya melisis sel inang, secara bersamaan melepaskan keturunannya. Jenis Bakteriofag kedua, temperat, memiliki gaya hidup yang berbeda dan menginfeksi inangnya dengan memulai siklus lisogenik, di mana genom bakteriofag tetap tidak aktif sebagai profag, bereplikasi bersama dengan inangnya, dan kadang-kadang itu pecah dalam siklus litik di bawah pemicu spesifik.

Mereka dapat bermanfaat bagi bakteri, karena mereka dapat menyandikan gen untuk resistensi terhadap antibiotik atau faktor virulensi lainnya

Struktur Tubuh Bakteriofage.

Tubuh Bakteriofage tersusun atas kepala, ekor,dan serabut ekor. Kepala berbentuk polyhedral (segi banyak) yang di dalamnya mengandung DNA atau RNA saja. Dari kepala muncul tubus atau selubung memanjang yang disebut sebagai ekor virus. Ekor ini bertugas sebagai alat penginfeksi. Bagian antara kepala dan ekor memiliki selubung yang disebut kapsid. Kapsid tersusun atas molekul-molekul protein sehingga disebut selubung protein atau pembungkus protein dan berfungsi sebagai pelindung asam nukleat (DNA dan RNA), dapat membantu menginfeksi virus ke sel inangnya dan menentukan macam sel yang akan dilekati.

Pada bagian ujung ekornya ditumbuhi serabut-serabut ekor yang dapat berfungsi sebagai penerima rangsang atau reseptor. Sejumlah subunit molekul protein yang menyusun kapsid dan identik satu dengan yang lain disebut kapsomer.

Dibandingkan dengan kebanyakan virus, bakteriofage sangat kompleks dan mempunyai beberapa bagian berbeda yang diatur secara cermat. Semua virus memiliki asam nukleat, pembawa gen yang diperlukan untuk menghimpun salinan-salinan virus di dalam sel hidup. Pada virus T4 asam nukleatnya adalah DNA, tetapi pada banyak virus lain, termasuk virus penyebab AIDS, polio, dan flu, asam nukleatnya adalah RNA.

Peranan bakteriofag

Dalam rekayasa genetika untuk penyembuhan atau pencegahan penyakit infeksi tertentu, pemetaan kromosom, menjinakkan bakteri patogen dengan menginfeksikan profage ke dalam sel nya dan banyak yang digunakan untuk bidang bioteknologi.

Peranan lain bakteriofage dalam kehidupan :

  • Untuk membuat antitoksin.
  • Untuk melemahkan bakteri.
  • Untuk reproduksi vaksin.

Manfaat Bakteriofag

  • Virus melumpuhkan bakteri
  • Lebih kuat dari antibiotik
  • Menghancurkan sel tumor

Sejarah

Sejarah penemuan bakteriofag telah menjadi bahan perdebatan, termasuk kontroversi mengenai siapa penemunya. Pada tahun 1913, ahli bakteriologi Inggris Frederick Twort menemukan agen bakteriolitik yang menginfeksi dan membunuh bakteri, tetapi ia tidak dapat mengetahui apa sebenarnya agen itu, menunjukkan dalam salah satu hipotesisnya bahwa, di antara kemungkinan lain, itu bisa berupa virus. . Tidak sampai 1917, ketika ahli mikrobiologi Kanada Félix d’Herelle mengumumkan penemuan “antagonis mikroba tak terlihat dari basil disentri,” yang ia klaim sebagai virus yang disebut bakteriofag. Karya D’Herelle dimulai dari tahun 1910 dan berbeda dengan Twort dan beberapa ilmuwan lain yang telah melaporkan fenomena serupa, ia tidak banyak meragukan sifat dari fenomena yang ia amati dan mengklaim bahwa itu adalah virus yang mem parasit bakteri. Nama bacteriophage dibentuk dari kata “bakteri” dan “phagein” (makan atau melahap, dalam bahasa Yunani), menyiratkan bahwa fag “memakan” atau “melahap” bakteri.

Tinggalkan Balasan