Che cos’è un batteriofago?
- l’enciclopedia TRECCANI fornisce questa definizione:
batteriofago s. m. [comp. di batterio e -fago]. – In biologia, nome con cui sono indicati alcuni virus (detti anche semplicem. fagi) che infettano e distruggono cellule batteriche; si moltiplicano nel citoplasma batterico fino a provocare la lisi della cellula stessa. Sono noti molti tipi di batteriofagi, specifici per i diversi batterî, e sono usati anche in medicina per terapie antibatteriche (terapia fagica). I batteriofagi, detti anche fagi, sono virus che infettano i batteri. Sono considerati i predatori naturali dei batteri e svolgono un ruolo importante nel controllo della loro popolazione.
Il batteriofago ha una struttura relativamente semplice, composta da un genoma a DNA o RNA racchiuso in una proteina chiamata capside. Alcuni batteriofagi possiedono anche un involucro proteico che li protegge mentre attraversano la parete cellulare batterica.
I batteriofagi hanno una stretta relazione con il batterio ospite, poiché hanno bisogno di riprodursi al suo interno. Quando un batteriofago infetta un batterio, si attacca alla sua superficie e inietta il proprio materiale genetico nella cellula batterica. Una volta all’interno, il materiale genetico virale utilizza le risorse del batterio per riprodursi, producendo centinaia di copie del batteriofago. Infine, la cellula batterica viene distrutta e i nuovi fagi vengono liberati per infettare altre cellule.
Un batteriofago è quindi un virus che infetta i batteri. Ha una struttura semplice ed è molto specifico nella scelta dell’ospite. I batteriofagi sono i predatori naturali dei batteri e svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione della popolazione batterica. Scoperti oltre un secolo fa, il loro utilizzo nella terapia fagica sta vivendo un forte ritorno in campo medico.
Il ciclo litico e il ciclo lisogenico
Il ciclo litico inizia con l’ancoraggio del fago sulla superficie del batterio ospite. Questa fase è seguita dalla penetrazione del materiale genetico nella cellula. Una volta all’interno, il materiale genetico del fago sfrutta i componenti della cellula batterica per replicarsi rapidamente. I nuovi fagi, formati nella cellula ospite, si moltiplicano in grande quantità. Questo fa scoppiare la membrana della cellula. Il batterio viene quindi distrutto. Questa distruzione si chiama “lisi batterica”. Una volta che il batterio è aperto e distrutto, vengono rilasciati nuovi virus “fagi” che andranno a infettare altri batteri. Il ciclo lisogeno , invece, prevede che il materiale genetico del virus si unisca al DNA del batterio, formando un “profago”. Questo profago viene trasmesso alle cellule figlie senza distruggere il batterio.
Tuttavia, in caso di stress ambientale, il profago può riattivarsi, uscire dal DNA del batterio e avviare il ciclo litico, con la produzione e il rilascio di nuovi virus.
La scelta tra i due cicli dipende da diversi fattori: il tipo di fago, il tipo di batterio ospite, le condizioni ambientali e alcuni eventi genetici che possono far passare da un ciclo all’altro.
Riproduzione del batteriofago
La riproduzione dei batteriofagi è un processo fondamentale per la loro sopravvivenza e diffusione. Ogni fase di questo processo è importante per garantire il successo della replicazione del virus.
Fase 1 – Adsorbimento
a prima fase è l’adsorbimento. In questo momento, il batteriofago si lega alla superficie del batterio ospite riconoscendo dei recettori specifici.Ogni tipo di fago ha un’affinità diversa per i recettori presenti sulla superficie dei batteri. Questo determina quale tipo di batterio può essere infettato. È così che il fago “riconosce” il batterio giusto. Questo passaggio è molto importante perché permette al virus di attaccarsi in modo preciso al suo ospite.
Fase 2 – Riproduzione
La seconda fase della riproduzione del batteriofago è la penetrazione. Una volta che il fago si è attaccato alla superficie del batterio ospite, deve entrare al suo interno per potersi riprodurre. Per farlo, inserisce la sua coda attraverso la parete e la membrana della cellula. In questo modo riesce a iniettare il suo materiale genetico (DNA o RNA) dentro il batterio. Alcuni fagi possono anche entrare nel batterio venendo “inghiottiti”. Questa fase è fondamentale perché permette al materiale genetico del fago di entrare nella cellula ospite, dove potrà iniziare a replicarsi.
Fase 3 – Replicazione
La terza fase del processo di riproduzione del batteriofago è la replicazione. Quando il materiale genetico del fago entra nel batterio, prende il controllo dei suoi meccanismi interni. Il batterio è quindi sotto il suo comando. Il fago usa le risorse del batterio per produrre le sue proteine e il suo DNA. In questo modo, il batterio è costretto a costruire tutte le parti dei nuovi fagi. Questa fase può durare diverse ore e avviene in modo molto rapido. La replicazione è una tappa fondamentale per la produzione di nuovi fagi ed è essenziale per la diffusione del virus.
Fase 4 – Assemblaggio
Nel processo di riproduzione del batteriofago, la quarta fase è l’assemblaggio. Dopo aver copiato il proprio DNA all’interno del batterio, i fagi usano i nuovi componenti per costruire altri virus. Le proteine della testa del fago si uniscono attorno al DNA copiato per formare la struttura del fago maturo. In questa fase vengono anche create le code, le fibre e le altre parti che serviranno ad attaccarsi ad altri batteri. Quando l’assemblaggio è completo, i nuovi fagi sono pronti per essere rilasciati.
Fase 5 – Rilascio
L’ultimo passo nel processo di riproduzione dei batteriofagi è il rilascio. In questa fase, il batterio ospite viene distrutto per rilasciare i nuovi fagi. I fagi si replicano in gran numero dentro il batterio, causando la sua lisi, o distruzione della sua parete cellulare e membrana plasmatica. I nuovi fagi vengono poi rilasciati nell’ambiente. Possono quindi infettare nuovi batteri e ripetere il ciclo di riproduzione. Alcuni fagi possono anche uscire dalla cellula ospite senza distruggerla, usando il gemmazione. Questo passo è essenziale per la sopravvivenza e la propagazione dei batteriofagi. Distruggendo i batteri, i batteriofagi possono essere usati terapeuticamente per trattare batteri multi-resistenti: “cistite, osteite, infezioni polmonari, ecc.” Questa terapia si chiama fagoterapia. Per capire la sua funzione terapeutica, clicca sul seguente link: “Come funziona la fagoterapia” Per scoprire il funzionamento di un batteriofago in video, clicca sul seguente link: L’essere più letale del pianeta Terra: il batteriofago.