Бактеріофаги, або просто фаги, є вірусами, які інфікують та знищують бактерії. Їх назва походить від двох грецьких слів: "бактерія" (bacterion) і "поїдач" (phagein), що в перекладі означає "поїдач бактерій". Відкриття бактеріофагів стало важливим кроком у розумінні мікробіології та вірусології.
Бактеріофаги були відкриті на початку XX століття незалежно двома вченими: Фредеріком Твортом в 1915 році та Феліксом Д'Ерелем в 1917 році. Д'Ерель, зокрема, ввів термін "бактеріофаг" і виявив, що ці віруси можуть бути використані для лікування бактеріальних інфекцій.
Бактеріофаги мають різноманітні форми і розміри, але більшість з них складаються з головки та хвоста. Головка містить генетичний матеріал (ДНК або РНК), захищений білковою оболонкою. Хвіст допомагає фагу прикріплюватися до бактерії та вводити свій генетичний матеріал всередину клітини.
Процес інфікування бактерій бактеріофагом можна поділити на кілька етапів:
1. Прикріплення: Бактеріофаг прикріплюється до поверхні бактерії за допомогою своїх хвостових волокон.
2. Введення генетичного матеріалу: Фаг вводить свій генетичний матеріал у бактеріальну клітину.
3. Реплікація: Вірусний генетичний матеріал використовує ресурси бактерії для створення нових вірусних частинок.
4. Збірка: Нові фаги збираються всередині бактерії.
5. Лізис: Бактеріальна клітина розривається (лізується), випускаючи нові фаги, які можуть інфікувати та знешкоджувати інші бактерії.
Використання бактеріофагів
1. Фаготерапія
Бактеріофаги мають великий потенціал для лікування бактеріальних інфекцій, особливо тих, які викликані резистентними до антибіотиків бактеріями. Фаготерапія була популярною в першій половині XX століття, особливо в Радянському Союзі та Східній Європі. Останнім часом, у зв'язку з ростом антибіотикорезистентності, інтерес до фаготерапії знову зріс.
2. Біотехнологія
Фаги використовуються в різних біотехнологічних процесах, таких як фаговий дисплей для виявлення нових білків і ліків.
3. Агропромисловість
Бактеріофаги використовуються для боротьби з патогенними бактеріями в агропромисловості, наприклад, для захисту рослин та тварин від бактеріальних хвороб.
Переваги і недоліки використання бактеріофагів
Переваги:
- Висока специфічність до бактерій.
- Можливість використання проти антибіотикорезистентних бактерій.
- Мала токсичність для людини.
Недоліки:
- Можливість розвитку резистентності до фагів у бактерій.
- Обмежена стабільність і зберігання фагів.
- Необхідність індивідуального підбору фагів для кожного випадку.
Бактеріофаги є потужним інструментом у боротьбі з бактеріальними інфекціями та мають великий потенціал для використання в медицині, біотехнології та агропромисловості. Незважаючи на деякі виклики, їх використання може стати ключовим у вирішенні проблеми антибіотикорезистентності та інших сучасних медичних проблем.
