Ciclo lisogeno dei batteriofagi

In contrasto con il ciclo litico, i fagi che infettano i batteri attraverso il ciclo lisogenico non uccidono immediatamente la loro cellula ospite. Invece, combinano il loro genoma con il genoma ospite, permettendo ai batteri di replicare il DNA dei faghi insieme al genoma batterico. La copia incorporata del genoma del fago è chiamata profago. Alcune proscioni possono riattivare ed entrare nel ciclo litico. Ciò si verifica spesso in risposta a una perturbazione, come il danno al DNA, ma può anche trasparire in assenza di spunti esterni.

Conversione lisogenica

In alcuni casi, i geni codificati dai profagi possono alterare il fenotipo del batterio infetto, un processo noto come conversione lisogenica. Alcuni fagi codificano proteine o tossine chiamate fattori di virulenza che possono facilitare le infezioni batteriche. Attraverso la conversione lisogenica, i batteri normalmente non patogeni possono diventare altamente virulenti tramite infezione da un fago che trasporta fattori di virulenza.

Ad esempio, tali fagi sono in gran parte responsabili della patogenicità delle specie batteriche che causano il botulismo (Clostridium botulinum), la diftheria (Corynebacterium diphtheriae) e il colera (Vibrio cholerae). Senza conversione lisogenica, questi batteri di solito non causano malattie.

Un esempio particolarmente studiato di conversione lisogenica è quello del ceppo Escherichia coli O157:H7. Diversi massicci richiami di cibo sono dovuti alla contaminazione da E. coli O157:H7. Questo ceppo di E. coli è stato infettato da un fago che codifica tossina simile a Shiga (Stx), che può causare sanguinamento intestinale e insufficienza renale. Nel ciclo lisogenico, Stx non è prodotto, ei batteri non causano malattie. Il fago deve rientrare nel ciclo litico per la produzione di Stx. Purtroppo, alcuni antibiotici possono innescare l’induzione del profago e la conseguente produzione di Stx, rendendo difficile il trattamento di queste infezioni. La ricerca attuale sta studiando nuove terapie che impediscono l’avvio della propagazione.