Sistemi di restrizione-modificazione:i batteri utilizzano enzimi di restrizione che riconoscono e scindono sequenze di DNA specifiche dei fagi invasori. Allo stesso tempo, il DNA dell'ospite viene protetto dalla metilazione di nucleotidi specifici, rendendolo immune alla scissione.
Sistemi CRISPR-Cas:i batteri possono acquisire l’immunità contro specifici fagi attraverso il sistema immunitario adattivo CRISPR-Cas. Gli array CRISPR contengono brevi sequenze derivate da precedenti infezioni da fagi, che guidano le proteine Cas a riconoscere e scindere il DNA dei fagi invasori.
Infezione abortiva:alcuni batteri impiegano meccanismi di infezione abortiva che arrestano la replicazione virale in una fase iniziale, portando alla morte della cellula infetta e impedendo il rilascio di fagi della progenie.
Riarrangiamenti del genoma:i genomi batterici possono subire estesi riarrangiamenti, come inversioni o delezioni, alterando i siti critici di attacco dei fagi o i geni essenziali richiesti per la replicazione virale.
Proteine anti-CRISPR:i batteriofagi stessi possono produrre proteine anti-CRISPR che inibiscono la funzione dei sistemi CRISPR-Cas, consentendo loro di infettare con successo l’ospite.
Mutazioni indotte dall'ospite:i batteri possono acquisire rapidamente mutazioni che alterano i siti dei recettori dei fagi sulla loro superficie cellulare, rendendoli resistenti all'infezione da parte di fagi specifici.
Formazione di biofilm:alcuni batteri possono formare biofilm protettivi che racchiudono le cellule batteriche in una matrice di materiale extracellulare, proteggendole dall'infezione dei fagi.
Integrazione dei profagi:i batteriofagi possono integrare i loro genomi nel cromosoma dell'ospite come profagi. In questo stato diventano dormienti e non si replicano più, evitando la distruzione da parte di altri fagi.
L'efficacia di questi meccanismi di difesa varia tra le specie batteriche e dipende dalle specifiche interazioni fago-ospite. Inoltre, i batteriofagi sono in continua evoluzione e possono superare le difese dell’ospite, portando ad una continua corsa agli armamenti tra i batteri e i loro predatori virali.
