Bakterie versus viry

Četné bakterie jsou známé svou schopností podlamovat lidské zdraví. Zároveň ale všechny bakterie trpí i vlastními zdravotními problémy. Jejich hlavními nepřáteli jsou různé viry (bakteriofágy či krátce fágy), které jsou mimochodem považovány za vůbec nejpočetnější mikroorganismy na Zemi.

Jako každý vir je i bakteriofág pouhý uzlíček proteinů a nukleových kyselin. Pod elektronovým mikroskopem sice vypadají některé fágy jako mrňavé přistávací moduly vesmírných korábů, bez hostitelské bakterie ale neprojevují žádné známky života. Teprve při kontaktu s určitými místy (antigeny) na bakteriální membráně fágové ožívají. Přitisknou se k bakterii a vstřelí do ní svou DNA nebo RNA¹⁾. S pomocí hostitelského replikačního a proteosyntetického aparátu pak v cytoplazmě vznikají nové virové částice. Když se jich nashromáždí dostatek, nešťastná bakterie praskne a uvolní do okolí novou várku nebezpečných virů. (V lepším případě fág nějakou dobu počká a množení zahájí až s jistým časovým odstupem.)

Fágy budí značnou pozornost biologické veřejnosti (viz také Hana Španielová, Vesmír 85, 750, 2006/12 a Vesmír 89, 180, 2010/3). Pro svou schopnost vnášet do bakterií cizorodou nukleovou kyselinu se časem staly užitečnými modely molekulární biologie a genového inženýrství. Dlouho také probíhají pokusy o jejich využití v boji s infekčními chorobami. Tzv. fágová terapie však vždy narážela na naše limitované znalosti biologie virů a uplatnila se proto dosud pouze okrajově. Bakteriofágy jsou ovšem důležitým tématem i pro biotechnology, kteří se před nimi naopak snaží ochránit své kvasné bakteriální kultury. Jak vidno, porozumět vzájemnému působení bakterií a jejich parazitů je z mnoha důvodů vysoce žádoucí. Povšimněme si nyní jen několika zajímavých aspektů tohoto snažení.

Evoluce ve zkumavce

Bakterie si pochopitelně virové útoky nechtějí nechat jen tak líbit – jako každý napadený se všemožně brání. A protože se bakterie velice rychle množí a snadno mutují, často se jim podaří přijít s nějakou novinkou, kterou na viry vyzrají. Jenže bakteriofágy se množí a mutují ještě rychleji, takže mohou simultánně vyvíjet účinná protiopatření. Vztah bakterií a jejich virů je tak krásným příkladem evolučních principů Červené královny přímo v praxi: Ač bakterie i jejich viry mutují o sto šest a neustále přicházejí s nějakými evolučními novinkami, nikdy nemohou získat dlouhodobější výhodu, protože jejich rival vzápětí přijde s protiopatřením.