Defesa Bacteriana contra Fagos: Restrição-Modificação, CRISPR-Cas e Infecção Abortiva

As bactérias empregam defesas multicamadas sofisticadas contra bacteriófagos (fagos):

1. Sistemas de Restrição-Modificação (RM)

Imunidade inata. Endonucleases de restrição reconhecem e clivam sequências de DNA de fago não metiladas. O DNA do hospedeiro é protegido por metilação nos mesmos sítios. >3.000 sistemas RM conhecidos.

2. Sistemas CRISPR-Cas

Imunidade adaptativa. As bactérias integram fragmentos curtos de DNA de fago (espaçadores) em arranjos CRISPR. Na reinfecção, RNAs CRISPR guiam nucleases Cas para atacar e destruir o DNA de fago correspondente. Fornece memória específica de sequência.

3. Sistemas de Infecção Abortiva (Abi)

Suicídio altruísta. A célula infectada detecta componentes de fago e desencadeia morte prematura (parada metabólica, despolarização de membrana, ativação de toxina-antitoxina). Impede a replicação do fago e a disseminação para irmãos clonais.

Mecanismos Adicionais

• Modificação de receptor de superfície (previne adsorção)
• Exclusão de superinfecção (codificado por profago)
• Exclusão de bacteriófago (BREX), DISARM, Thoeris, etc. — sistemas recentemente descobertos

Essa corrida armamentista evolutiva impulsiona imensa diversidade tanto na ofensiva dos fagos quanto na defesa bacteriana.