فيروسات آكلة البكتيريا

تُصيب الفيروسات جميع الكائنات الحية والخلايا الحية بما في ذلك الخلية البكتيرية، وتسمى الفيروسات التي تُصيب البكتيريا باسم فيروسات آكلة البكتيريا أو العاثيات البكتيرية.

ما هي فيروسات آكلة البكتيريا

• فيروسات آكلة البكتيريا (Bacteriophages): هي فيروسات تُصيب البكتيريا، وتتكاثر في الخلية البكتيرية، وتؤدي إلى تحلل هذه الخلية، وتمتلك فيروسات آكلة البكتيريا شكلاً مميزاً يختلف عن باقي الفيروسات التي تُصيب الكائنات الحية الآخرى.

تركيب فيروسات آكلة البكتيريا

تتكون فيروسات آكلة البكتيريا من:

• تتكون فيروس آكل البكتيريا من  أربعة أقسام رئيسية هي الرأس والعنق والغمد والذيل.

• يكون رأس فيروسات آكلة البكتيريا على شكل متعدد الأضلاع متطاول، ومكون من كابسيد عشاري الوجوه، ويحيط الكابسيد بالمادة الوراثية المكون من الحمض النووي DNA أو RNA وقد يكون الحمض النووي آحادي أو ثنائي السلسلة.

• يتكون ذيل فيروسات آكلة البكتيريا من جزء داخلي أسطواني مكون من خيوط دقيقة ويدعى القناة المحورية، وجزء خارجي يحيط بالقناة المحورية وهو غمد قابل للتقلص، ويبلغ طول الذيل 100 نانومتر.

• توجد في النهاية القصوى للذيل لويحة سداسية الأضلاع تسمى اللويحة القاعدية، وتلتصق على اللويحة القاعدية شويكات وألياف ذيلية وهي تمثل الجزء الذي تتثبت به هذه الفيروسات على الخلية البكتيرية.

خصائص فيروسات آكلة البكتيريا

تمتلك فيروسات آكلة البكتيريا العديد من الخصائص، وهذه الخصائص:

• فيروسات آكلة البكتيريا هي فيروسات تُصيب البكتيريا، وكما تُصيب الخلايا بدائية النوى مثل الأثريات.

• يوجد ثلاثة أشكال بنائية لفيروسات آكلة البكتيريا وهي: رأس عشاري الوجوه فيه 20 جانباً مع ذيل، ورأس عشاري الوجوه بدون ذيل، وفيروس ذو شكل خيطي.

• تتكون فيروسات آكلة البكتيريا من بروتينات تغلف جينوم DNA أو RNA، وقد يكون لها هياكل إما بسيطة أو معقدة.

•  تشفر جينومات فيروسات آكلة البكتيريا ما لا يقل عن أربعة جينات  وما يصل إلى مئات الجينات.

• إن بعض فيروسات آكلة البكتيريا تمتلك ذيلاً لا يتقلص، وبعضها الآخر لا يملك ذيلاً على الإطلاق.

•  تتكاثر فيروسات آكلة البكتيريا داخل البكتيريا بعد حقن جينومها في السيتوبلازم.

•  تفتقر بعض فيروسات آكلة البكتيريا إلى غمد ذيل ممدود، لذلك تستخدم هذه الفيروسات ألياف ذيلهم الصغيرة، والتي تشبه الأسنان بشكل إنزيمي لتحطيم جزء من غشاء الخلية قبل إدخال مادتهم الجينية.

• يمكن أن تتكاثر فيروسات آكلة البكتيريا من خلال نوعين من دورات الحياة وهما: الدورة الحالة حيث يحدث تحلل للخلية البكتيرية، الدورة الاندماجية حيث يندمج الحمض النووي للفيروس مع المادة الوراثية للخلية البكتيرية.

• تعد فيروسات آكلة البكتيريا من أكثر الفيروسات انتشاراً؛ فأينما وجدت البكتيريا توجد هذه الفيروسات.

• يعبر جينوم فيروسات آكلة البكتيريا الذي يدخل إلى خلية بكتيرية عن المئات من البروتينات، والتي ستؤثر على التعبير عن العديد من جينات البكتيريا، أو التمثيل الغذائي للبكتيريا المصابة.

• على الرغم من أن فيروسات آكلة البكتيريا لا تصيب البشر، إلا أن هناك عدداً لا يحصى منها في جسم الإنسان.

• تُشير بعض الدراسات إلى أن فيروسات آكلة البكتيريا الشائعة توجد ​​في 62٪ من الأفراد الأصحاء، بينما ينخفض انتشارها بنسبة 42٪ و 54٪  ​​لدى مرضى التهاب القولون التقرحي، ومرض كرون (CD)، و كبار السن.

• من أهم فيروسات آكلة البكتيريا شيوعاً في الأمعاء البشرية هو crAssphage، حيث ينتقل من الأم إلى الطفل بعد الولادة بفترة وجيزة.

دورات حياة فيروسات آكلة البكتيريا

تكون دورات حياة فيروسات آكلة البكتيريا على النحو الآتي:

• تكون الخلايا البكتيرية محمية بجدار خلوي مكون من السكريات، وحتى تدخل فيروسات آكلة البكتيريا هذه الخلية؛ فإنها ترتبط بمستقبلات محددة على سطح البكتيريا، بما في ذلك عديدات السكاريد الدهنية، وأحماض تيكويك  والبروتينات، أو حتى الأسواط.

• تستخدم فيروسات آكلة البكتيريا حركة تشبه حقنة تحت الجلد لحقن مادتها الجينية في الخلية.

• تنثني ألياف الذيل لفيروسات آكلة البكتيريا وذلك لتقريب لوحة القاعدة من سطح الخلية، ويُعرف هذا باسم الربط القابل للانعكاس.

• بمجرد التعلق تماماً يبدأ الارتباط غير القابل للانعكاس ويتقلص الذيل، ويتم الحقن  المادة الوراثية من خلال نوع من حركة الانحناء في العمود بالذهاب إلى الجانب، والتقلص بالقرب من الخلية والدفع للخلف.

•  تبدأ الريبوسومات البكتيرية في ترجمة mRNA الفيروسي إلى بروتين، خلال دقائق قليلة بعد الإصابة.

• فيروسات آكلة البكتيريا ذات الحمض النووي الريبي: يتم تصنيع RNA المتماثل في وقت مبكر من الترجمة، حيث تقوم البروتينات بتعديل بوليميراز الحمض النووي الريبي البكتيري بحيث يقوم بنسخ mRNA الفيروسي بشكل تفضيلي.

• إن تكوين جزيئات الفيروس الجديدة ينطوي على مساعدة البروتينات المساعدة التي تعمل بشكل تحفيزي أثناء تشكل هذه الفيروسات.

• يتم تجميع الصفائح القاعدية أولاً، مع بناء ذيول عليها، ثم يتم تجميع أغطية الرأس، التي تم إنشاؤها بشكل منفصل، تلقائياً مع ذيول.

• يتم إطلاق نسخ فيروسات آكلة البكتيريا عن طريق تحلل الخلايا أو عن طريق التبرعم.

• يتحقق تحلل الخلية البكتيرية عن طريق فيروسات آكلة البكتيريا الذيلية؛ وذلك عن طريق إنزيم يسمى إندوليزين، الذي يهاجم ويكسر جدار الخلية المكون من الببتيدوغليكان.

• تقوم فيروسات آكلة البكتيريا الخيطية بجعل الخلية البكتيرية تفرز باستمرار جزيئات فيروس جديدة.

• مراحل الدورة الحالة: ترتبط فيروسات آكلة البكتيريا بالمستقبلات البروتينية الموجودة على سطح الخلية البكتيرية بواسطة الخيوط الذيلية، ثم ينضغط الغمد ويحقن الفيروس مادته الوراثية داخل الخلية، وفور دخول المادة الوراثية للفيروس يحدث تفكك للحمض النوع الخاص بالخلية، ثم تتضاعف مكونات الفيروس، وتتجمع لتكون فيروسات كاملة، فتنتفخ الخلية البكتيرية وتنفجر محررة الفيروسات، ثم يقوم كل فيروس بمهاجمة خلية بكتيرية جديدة.

• مراحل الدورة الاندماجية: ترتبط فيروسات آكلة البكتيريا بالمستقبلات البروتينية الموجودة على سطح الخلية البكتيرية، ثم يتم حقن المادة الوراثية للفيروس داخل الخلية، ثم يأخذ الحمض النووي للفيروس شكلاً حلقياً، ويندمج مع المادة الوراثية الخاصة بخلية العائل، وعند انقسام الخلية البكتيرية، يتم إنتاج خلايا تحوي المادة الوراثية للبكتيريا والفيروس معاً، ثم ينفصل الحمض النووي للفيروس عن المادة الوراثية للخلية البكتيرية، ويبدأ الفيروس في دورة الحالة.

أهمية فيروسات آكلة البكتيريا

تكمن أهمية فيروسات آكلة البكتيريا في:

• ساعدت فيروسات آكلة البكتيريا العلماء على دراسة خصائص ودورة حياة الفيروسات بشكل عام.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا في صناعة الأغذية الجاهزة، وسلامة هذه المنتجات الغذائية، ومنع نمو البكتيريا، مثل منتجات اللحوم والأجبان الجاهزة للآكل.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا في تشخيص العديد من أنواع البكتيريا، مثل المكورات العقدية والمعروفة باسم MRSA، وذلك عن طريق اختبار يسمى  KeyPath MRSA / MSSA.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا في مكافحة الأسلحة البيولوجية والتسمم الغذائي.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا كمبيدات حيوية؛ حيث يتم رشها لحماية النباتات ومنتجات الخضروات من التعفن وانتشار الأمراض البكتيرية.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا كمطهرات ومعقمات للأسطح، وكعلاجات وقائية للقسطرة والأجهزة الطبية.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا في الطب البيطري لمعالجة الحيوانات من الأمراض البكتيرية، مثل معالجة الكلاب المصابة بالتهاب الأذن.

• يتم استخدام فيروسات آكلة البكتيريا في صناعة الأدوية المضادة للبكتيريا.