Difese Batteriche Contro Fagi: Restrizione-Modificazione, CRISPR-Cas, Infezione Abortiva

I batteri impiegano difese sofisticate multi-strato contro i batteriofagi (fagi):

1. Sistemi Restrizione-Modificazione (RM)

Immunità innata. Endonucleasi di restrizione riconoscono e scindono specifiche sequenze DNA fago non metilate. DNA ospite protetto da metilazione negli stessi siti. >3.000 sistemi RM noti.

2. Sistemi CRISPR-Cas

Immunità adattativa. Batteri integrano brevi frammenti DNA fago (spacers) in array CRISPR. Alla reinfezione, RNA CRISPR guidano nucleasi Cas a bersagliare e distruggere DNA fago corrispondente. Fornisce memoria sequenza-specifica.

3. Sistemi Infezione Abortiva (Abi)

Suicidio altruistico. Cellula infetta rileva componenti fago e innesca morte prematura (arresto metabolico, depolarizzazione membrana, attivazione tossina-antitossina). Previene replicazione fago e diffusione a cloni fratelli.

Meccanismi Aggiuntivi

• Modifica recettori superficie (previene adsorbimento)
• Esclusione superinfezione (codificata da profago)
• Esclusione batteriofago (BREX), DISARM, Thoeris, ecc. — sistemi scoperti recentemente

Questa corsa agli armamenti evolutiva guida immensa diversità sia in offesa fago che difesa batterica.