BAKTERİYOFAJLAR

Bakteriyofajlar bakteri hücresi içine girerek yanlızca orada çoğalan ve çoğunlukla bakteriyi lize eden, mikroskopta görül-meyen bakteri viruslarıdır Bakteriyofajlar konakçıya spesi- fiktir Bakteriyofajlara kısaca faj da denilmektedir

Tarihçe ilk olarak; 1896 yılında İngiliz bilimadamı E. Hanbury Hankin, Vibrio cholerae bakterisinin Ganj Nehri suyunda öldüğünü gördü

Tarihçe Su kaynatıldığında, bu özelliğini yitiriyordu. Bu durum, bu olaya canlı bir varlığın neden olduğu düşüncesini doğurdu

Tarihçe 1915 de İngiltere Stafilokoklar 1917 Fransa basiller dizanteri Bakteriyofaj=bakteri yiyen

Tarihçe Fajların bakteri öldürme yetenekleriden dolayı proflaksi ve sağaltımda kullanma çalışmaları başlamış ancak büyük çoğunlukla olumlu sonuç vermemiştir Çünkü; Fajlar vücüdün savunma mekanizmaları tarafından inaktive edilmekte Bazı bakteriler fajlara direnç göstermektedirler

Bakteriyofajlar, aynen hayvan virusları gibi; iç kısımlarında DNA veya RNA’lardan birinin içeren nükleik asit (genetik materyal, genom) bunun etrafını çevreleyen protein karakterindeki kapsid’den oluşmaktadır

Fajların Klasifikasyonu

BRADLEY KLASİFİKASYONU Fajların elektron mikroskobuyla yapılan incemelerinde baş ve kuyruk kısımlarının olduğu saptanmıştır Bradley’in asid yapılarını da belirleyen baş ve kuyruk yapılarına göre yaptığı sınıflandırmada 6+1 değişik faj tipi bulunmaktadır

Tip A Bu tip fajların altıgen görünümünde baş kısmı ile uzun bir kuyruk kısmı vardır Kuyruğun ortasında boru şeklinde boşluk bulunur ve bunu kasılabilir özellikte kılıf çevreler Kuyruğun alt kısmında altıgen biçimli bir levha ve bu levhaya bağlı tel şeklinde çıkıntılar vardır

Tip A Fajın baş kısmında çift iplikçikli çizgisel bir DNA vardır ve bunu kapsid çevreler Kuyruk, fajın baş kısmında bulunan genetik maddenin bakteriye aktarılmasında aracılık yapar Kuyruktaki çıkıntılar fajın bakteriye tutunmasını sağlar E.coli’nin T-even (T2, T4, T6) fajları bu yapıdadır

Tip B Baş kısmının yapısı A tipi fajlara benzerlik gösterir ve içinde çift iplikçikli çizgisel bir DNA vardır Bu fajların kuyruk kısmı daha uzundur ancak çevresinde kasılabilir özellikte kılıf yoktur E.coli’nin T1, T5 ve λ fajı bu yapıdadır

Tip C Baş kısmı A ve B tipi fajlara benzer DNA yapısı da aynıdır Kuyruk çok kısadır E.coli’nin T3, T7 fajları bu yapıdadır

Tip D Baş kısımları ikosahedral yapıdadır Tek iplikçikli çembersel DNA içerir Kuyruksuzdur E.coli’nin Øx174 fajı bu yapıdadır (ikosahedral: yirmi yüzlü, herbir yüz eşkenar üçgen şeklinde olan ve bu üçgenlerin birbirlerinin kenarları ile birleşerek oluşturdukları 20 yüzlü 12 köşeli)

Tip E D tipine benzer görünümdedir Nükleik asidi tek iplikçikli çizgisel RNA yapısındadır Kuyruksuzdur E.coli’nin seks pilusuna yapışma özelliğinde olan f2, R17, fr, MS2 fajları bu yapıdadır

Tip F Tamamen flamentöz görünümde fajlardır Ortasında tek iplikçikli çizgisel DNA bulunur E.coli’nin seks pilusu fajlarından fd fajı bu yapıdadır

Tip G Orjinali Bradley klasifikasyonunda bulunmayan ve fakat bazı yazarlar tarafından ayrı bir grup, Tip G içine, mikoplazmalardan izole edilen, pleomorfik bir morfolojiye ve lipid içeren bir zarfa sahip olan fajlar konmaktadır Saptanabilen bir kapsidi bulunmayan bu fajlar, çift iplikçikli DNA karakterindedir

ACKERMAN KLASİFİKASYONU 4 temel gruba ayrılmaktadır I- Kuyruklu fajlar II-Kübik simetrili fajlar III-Flamentöz fajlar IV-Pleomorfik fajlar

Bakteriyofajların Üremesi Bir fajın bakteride üremesi 4 aşamada gerçekleşir

1- Adsorbsiyon: Fajların bakteriye bağlanması 2-Penetrasyon: Fajın genetik materyalinin bakteriye transferi 3- Latent (eklips) dönem: Fajların bakteri içinde üremesi ve olgunlaşması 4- Lizis ve dışarı çıkış: Olgun fajların lize olan bakteriden dışarı çıkışı

Faj İnfeksiyon Tipleri 3 tür infeksiyona neden olurlar

1- Litik İnfeksiyon Virülent (virulan) fajlar girdikleri bakteride çoğalarak bakteriyi eritirler (lizis)

2- Nonlitik İnfeksiyon Bu tür infeksiyonda fajlar hücre içinde üremesine ve dışarı çıkmasına karşın, konakçının beslenme ve çoğalmasında herhangi bir bozukluk gözlenmez (temperate=ılımlı fajlar)

Bir kısım fajlar konakçının sitoplazmasında bulunmasına karşın bağımsız bir replikasyon karakterinde değildir. Ancak konakçısının her bölünmesinde faj da replike olarak bir kopyası kardeş hücreye aktarılır (persiste infeksiyon)

3- Lizojenik (Latent) Form Bazı fajlarda konakçının içine girdikten sonra faj DNA’sı konakçı genomu ile birleşir ve onun bir devamı haline gelir (profaj) Genomun her rereplikasyonunda faj DNA’sı da replike olur ve kardeş hücreye transfer edilir Bu olaya lizojeni adı verilir Lizojenik formlar genelde temparete fajlardan kaynaklanırlar (latent infeksiyon)

Fajlardan Yararlanma Alanları 1- Bakterilerin identifikasyonu ve/veya tiplendirilmesi - B. anthracis gama fajı - Brucella cinsi bakterilerde Weybridge, Berkeley, Tibilisi fajları - L. monocytogenes, S. aureus vb. tiplendirme fajları 2- Rekombinant DNA teknolojisinde fajların vektör (aracı) olarak kullanılması

3- Besinlerin ömürlerini uzatmak amacıyla - Taze meyve ve sebze gibi besinleri zararlı maddelerden arındırmak - Kolay bozulan besinlerin raf ömrünü uzatmak Ağustos 2006'da ABD Gıda ve İlaç İdaresi bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteriyofaj kullanımını onaylamıştır

4- Faj Terapisi 1990’ların başlarında, Sovyet askerler, 5 bakteriye karşı faj içeren sprey kutuları taşıdılar: - Staphylococcus aureus, - Escherichia coli, - Pseudomonas aeruginosa, - Streptococcus pyogenes ve - Proteus vulgaris Faj preparatları pek çok eski Sovyet kentinde antibiyotiklerin yanı sıra temin edilebiliyordu

Günümüzde faj tedavilerini güçleştiren antikorların oluşumuna daha az neden olan fajlar geliştirilmesi üzerine araştırmalar devam ediliyor

Fajların Yol Açtığı Olumsuzluklar Fajın inaktivasyonu 90-95°C derecelerde gerçekleşir. Peynir başta olmak üzere süt ürünleri üretiminde, süte uygulanan pastörizasyon ısılarında tam olarak yok olmazlar. Bu nedenle süt ürünlerinde starter kültürlerin yok olmasına yol açarak üretime zarar verirler

Fajlar kendi DNA’larına kattıkları, antibiyotiklere direnç ya da toksin genlerini kendi bünyelerine alarak bunları başka konaklara da taşıyabilme endişesi