Bacteriofagen

Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën vernietigen. Vlak na de Eerste Wereldoorlog ontdekte een groep Franse onderzoekers onder leiding van d’Herelle, dat in bepaalde gevallen in kweekplaten van bacteriën vreemde heldere vlekken optraden. Op deze plekken waren bacteriën kennelijk vernietigd door nog kleinere organismen die door d’Herelle bacteriofagen (letterlijk bacteriën-eters) werden genoemd. Het is een bijzonder soort virussen die bacteriën aantasten, geheel vernietigen, of er tot wederzijds voordeel mee samenleven (symbiose). Het blijkt dat iedere bacteriesoort en vaak zelfs iedere afzonderlijke stam zijn eigen, specifieke faag heeft. Zo’n bacteriofaag bestaat uit een kop en een staart, samen totaal in lengte variërend van 4 tot 250 mn (één millimicron is één miljoenste deel van een millimeter).

De kop heeft een veelhoekige of kogelronde vorm en bestaat uit een kernzuur (dna, of soms rna) dat is omgeven door een eiwitkapsel. De staart is hol en bestaat eveneens uit eiwit. Behalve naar vorm en grootte worden bacteriofagen onderscheiden naar het type eiwit en de reactie van het menselijk bloedserum daarop. Daarnaast worden bacteriofagen ingedeeld in kwaadaardige (virulente) en gematigde vormen. Bij de kwaadaardige soorten treedt de vermeerdering van de faag steeds op binnen de bacterie en deze wordt ten slotte opgelost (vernietigd, lysis), terwijl de gematigde soorten een vorm van samenleven aangaan met het erfelijkheids-materiaal van de bacterie. De hoeveelheid bacteriofagen die in korte tijd gevormd wordt is enorm. Een enkele milliliter kweekvloeistof met bacteriën kan in korte tijd vele honderden miljoenen bacteriofagen bevatten.

De aanval van kwaadaardige bacteriofagen is te vergelijken met een injectie, waarbij de staart als injectienaald door de celwand van de bacterie in het plasma doordringt en het kernzuur van de faag inspuit (zie de afbeeldingen). Dit zuur schakelt de aanmaak van het kernzuur van de bacterie zelf uit en ‘dwingt’ de bacterie verder faag-kernzuur aan te maken. Gekoppeld hieraan wordt ten slotte ook overgeschakeld op de aanmaak van faag-eiwitten, zodat uiteindelijk de bacterie ‘gevuld’ is met ‘jonge’ fagen en openbarst, waarna de jonge fagen bij honderden vrijkomen.

Wat de bacteriofagen voor het erfelijkheidsonderzoek zo interessant maakt is de waarneming dat een aantal van deze micro-organismen in staat is erfelijke eigenschappen over te brengen. In theorie zou het zelfs mogelijk zijn dat ziekten veroorzaakt door bacteriën bestreden worden door bacteriofagen die, zonder dat de mens hierdoor zelf ziek wordt, de bacteriën zouden vernietigen.