Immagine da Technology Networks, Immunology and Microbiology
Progetto iGEM 2023 | Parte 4
Abbiamo accennato al dibattito che si sta ancora svolgendo riguardo l’inclusione o meno dei batteriofagi e più in generale i virus tra i “viventi”. Il motivo della discussione è presto detto, questi organismi dipendono per la loro replicazione da una cellula ospite: di per sé, un virus non si può replicare e più in generale non può fare nulla se non infettare nuove cellule, ma lo sa fare benissimo. Un virus dopo essere entrato nella cellula ne riesce a prendere il totale controllo e in pochi minuti sono state prodotte milioni di copie del virus stesso, tante da far scoppiare, letteralmente, la cellula ospite.
Mentre per i virus animali e vegetali il ciclo dell’infezione è molto complesso e assai vario da specie a specie, per i batteriofagi possiamo incontrare due meccanismi alternativi che prendono il nome di ciclo litico e ciclo lisogeno. Il primo, più semplice e diretto consiste in quello che ho scritto poco fa, il fago entra nella cellula, prende il controllo sui macchinari cellulari facendo sintetizzare le sue proteine, quelle del capside, e duplicando il suo genoma per produrre nuove particelle virali. Queste si accumulano all’interno della cellula fino a farla esplodere, si dice lisare, causandone la morte e al tempo stesso la liberazione dei nuovi virioni.
Immagine da Nature Review Genetics, The future of bacteriophage biology
Il ciclo lisogeno è più complesso (c’è sempre una cosa facile e una difficile), ma il suo studio è stato cruciale per comprendere alcuni meccanismi molecolari di base delle cellule batteriche. In questo caso, infatti, una volta che il virus entra nella cellula, non ne prende il controllo, ma, se si instaurano le giuste condizioni, integra il proprio genoma all’interno di quello batterico, ovvero inserisce il suo DNA all’interno di quello dei batterio. Qui le informazioni vengono conservate, silenti, anche per generazioni di cellule, fino a quando le condizioni non cambiano e grazie ad alcuni segnali il genoma fagico viene escisso, tagliato, da quello batterico e ha inizio il ciclo litico. Attualmente in moltissimo genomi batterici troviamo tracce di DNA virale che sono rimaste stabilmente integrate, a causa di tagli imprecisi ed altri fenomeni più complessi.
