Бактеріофаги, або просто фаги — це віруси, що інфікують бактерії. Їх використання у біології та медицині має велике значення, особливо у зв'язку з проблемою антибіотикорезистентності. Фаги можуть бути ефективним інструментом для боротьби з бактеріальними інфекціями, оскільки вони мають унікальний механізм дії. Розглянемо принцип дії бактеріофагів та їхню роль у сучасній науці.
Бактеріофаги складаються з двох основних частин: білкової оболонки та генетичного матеріалу. Білкова оболонка захищає генетичний матеріал і допомагає фагу прикріплятися до бактеріальної клітини. Генетичний матеріал, який може бути ДНК або РНК, містить інструкції для розмноження фагу всередині бактерії.
Перший етап фагоінфекції починається з прикріплення фагу до поверхні бактеріальної клітини. Фаг розпізнає специфічні рецептори на поверхні бактерії, що дозволяє йому вибірково інфікувати певні види або штами бактерій. Після прикріплення фаг вводить свій генетичний матеріал у клітину-господаря через білкову оболонку.
Після проникнення генетичного матеріалу фага в клітину-господаря починається фаза реплікації. Генетичний матеріал фага використовує ресурси бактерії для синтезу нових вірусних часток. На цьому етапі бактерія виробляє білки фага та копії його генетичного матеріалу, необхідні для створення нових фагових часток.
Новостворені вірусні частки збираються у нові фаги всередині бактеріальної клітини. Після завершення процесу збору, бактеріальна клітина руйнується (лізується), випускаючи нові фаги у навколишнє середовище. Кожен новий фаг готовий інфікувати інші бактерії, розпочинаючи цикл знову.
Бактеріофаги можуть проходити два основні життєві цикли: літичний та лізогенний.
Літичний цикл: У цьому циклі фаг швидко реплікується всередині бактерії, що призводить до руйнування клітини та вивільнення нових фагів.
Лізогенний цикл: У цьому циклі фагова ДНК інтегрується в геном бактерії та залишається в латентному стані. Бактерія продовжує ділитися, передаючи фагову ДНК своїм нащадкам. За певних умов лізогенний цикл може перейти у літичний, і фаги знову почнуть активно розмножуватися.
Принцип дії бактеріофагів полягає в їх здатності специфічно інфікувати бактерії, використовуючи їхні клітини для свого розмноження. Завдяки своїй специфічності та ефективності, фаги мають великий потенціал у медичній та біотехнологічній сферах. Розуміння механізму дії фагів дозволяє розробляти нові методи лікування бактеріальних інфекцій та подолання проблеми антибіотикорезистентності.
