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Bacteriófagos
Virus que infectan bacterias. Los ciclos líticos y lisogénicos.
Introducción
¡Incluso las bacterias pueden infectarse con un virus! Los virus que infectan a las bacterias se llaman bacteriófagos y ciertos bacteriófagos se han estudiado detalladamente en el laboratorio (lo que los hace algunos de los virus que mejor entendemos).
En este artículo, echaremos un vistazo a dos diferentes ciclos que pueden utilizar los bacteriófagos para infectar a sus hospederos bacterianos:
- El ciclo lítico: el fago infecta a una bacteria, la secuestra para hacer un montón de fagos y luego mata a la célula al hacerla explotar (lisar).
- El ciclo lisogénico: el fago infecta una bacteria e inserta su ADN en el cromosoma bacteriano, lo que permite que el ADN del fago (ahora llamado profago) sea copiado y transmitido junto con el propio ADN de la célula.
Revisemos con más detalles cada uno de estos ciclos.
Un bacteriófago es un virus que infecta bacterias
Un bacteriófago, o de manera breve, fago, es un virus que infecta a las bacterias. Como otros tipos de virus, los bacteriófagos varían mucho en su forma y material genético.
- Los genomas de fagos pueden constar de ADN o ARN, y pueden contener tan solo cuatro genes o tantos como cientos
- La cápside de un bacteriófago puede ser icosaédrica, filamentosa o en forma cabeza-cola. La estructura cabeza-cola parece ser exclusiva de los fagos y sus parientes cercanos (y no se encuentra en los virus de eucariontes)
Infecciones por bacteriófagos
Los bacteriófagos, como otros virus, deben infectar a una célula anfitriona u hospedera para reproducirse. Los pasos que componen el proceso de la infección se llaman colectivamente el ciclo de vida del fago.
Algunos fagos solo pueden reproducirse por medio de un ciclo de vida lítico, en el cual hacen estallar y matan a sus células anfitrionas. Otros fagos pueden alternar entre un ciclo de vida lítico y un ciclo de vida lisogénico, donde no matan a la célula anfitriona, sino que se copian junto con el ADN del hospedero cada vez que se divide la célula.
Echemos un vistazo a estos dos ciclos. Como ejemplo, utilizaremos un fago llamado lambda (
Ciclo lítico
En el ciclo lítico, un fago actúa como un virus típico: secuestra a su célula anfitriona y utiliza los recursos de la célula para hacer muchos fagos nuevos, lo que causa que la célula lise (estalle) y muera en el proceso.
Las etapas del ciclo lítico son:
- Fijación: las proteínas en la cola del fago se unen a un receptor específico (en este caso, un transportador de azúcar) en la superficie de la célula bacteriana.
- Penetración: el fago inyecta su genoma de ADN bicatenario dentro del citoplasma de la bacteria.
- Copia del ADN y síntesis de proteínas: se copia el ADN del fago y los genes del fago se expresan para hacer proteínas, como las proteínas de la cápside.
- Ensamblaje del nuevo fago: las cápsides se ensamblan a partir de las proteínas de la cápside y se rellenan con ADN para hacer nuevas partículas de fago.
- Lisis: en las últimas etapas del ciclo lítico, el fago expresa los genes para las proteínas que hacen agujeros en la membrana plasmática y la pared celular. Los agujeros dejan que entre agua, y hacen que la célula se expanda y estalle como un globo con demasiada agua.
La célula que estalla, o se lisa, libera centenares de fagos nuevos, que pueden encontrar e infectar a otras células anfitrionas próximas. De esta manera, unos pocos ciclos de infección lítica pueden dejar que el fago se propague como fuego a través de una población bacteriana.
Ciclo lisogénico
El ciclo lisogénico permite que un fago se reproduzca sin matar a su anfitrión. Algunos fagos solo pueden utilizar el ciclo lítico, pero el fago que estamos analizando, lambda (
En el ciclo lisogénico, los primeros dos pasos (fijación e inyección del ADN) ocurren tal como sucede en el ciclo lítico. Sin embargo, una vez que el ADN del fago está dentro de la célula, no se copia ni se expresa inmediatamente para hacer las proteínas. En cambio, se recombina con una región particular del cromosoma bacteriano. Esto hace que el ADN del fago se integre al cromosoma.
El fago con el ADN integrado, llamado profago, no es activo: sus genes no se expresan y promueve la producción de fagos nuevos. Sin embargo, cada vez que una célula anfitriona se divide, el profago se copia junto con el ADN anfitrión, sin hacer esfuerzo alguno. El ciclo lisogénico es menos llamativo (y menos violento) que el ciclo lítico, pero al final del día, es solo otra manera para que el fago se reproduzca.
En las condiciones apropiadas, el profago puede volverse activo y salirse del cromosoma bacteriano, lo que acciona los pasos restantes del ciclo lítico (copiado del ADN y síntesis de proteínas, ensamblado del fago y lisis).
¿Lisar o no lisar?
¿Cómo “decide” un fago entrar al ciclo lítico o lisogénico cuando infecta a una bacteria? Un factor importante es el número de fagos que infectan a la célula al mismo tiempo
¿Qué detona que un profago salga del cromosoma y se incorpore al ciclo lítico? Por lo menos en el laboratorio, los agentes que dañan el ADN (como la radiación UV y los productos químicos) provocan que la mayoría de los profagos en una población se reactiven. Sin embargo, una pequeña fracción de los profagos en una población “se vuelve lítica” espontáneamente, incluso sin estas señales externas
Bacteriófagos frente a antibióticos
Antes de que los antibióticos fueran descubiertos, había investigación considerable sobre los bacteriófagos como tratamiento para las enfermedades bacterianas humanas. Los bacteriófagos atacan solamente a sus bacterias anfitrionas, no a las células humanas, así que potencialmente son buenos candidatos para tratar enfermedades bacterianas en seres humanos.
Después del descubrimiento de los antibióticos, la estrategia de los fagos fue en gran parte abandonada en muchos lugares del mundo (particularmente países de habla inglesa). Sin embargo, los fagos se siguieron usando para propósitos médicos en varios países, que incluyen Rusia, Georgia y Polonia, en donde siguen en uso actualmente
Está aumentando el interés para regresar a la “estrategia de los fagos” en otras partes, a medida que las bacterias resistentes a los antibióticos se vuelven un problema cada vez mayor. Todavía se necesita investigación para saber qué tan seguros y efectivos son los fagos, pero ¿quién sabe? Un día, ¡tu doctor podría recetarte fagos en lugar de penicilina!
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Los bacteriófagos atacan solamente a sus bacterias anfitrionas, no a las células humanas, así que potencialmente son buenos candidatos para tratar enfermedades bacterianas en seres humanos.(10 votos)
¿Por qué los bacteriófagos no afectan a las células humanas?(3 votos)- Me imagino que carecen de receptores compatibles.(3 votos)
- cuanto demora el bacteriofago en infectar la bacteria?(3 votos)
Que significa profago?(3 votos)- • ¿Las bacterias infectadas por fagos templados pueden mostrar nuevas propiedades?(2 votos)
Puede ser que muchos virus se puedan acumular y crear uno solo?(2 votos)- Acumular, no. En ese caso sería una infección simultanea de varios virus. Lo que podría ocurrir es que llegue a haber una hibridación donde se de paso a un nuevo tipo de virus a partir de dos especies existentes, no es imposible pero es un poco raro (si hablamos de virus de diferentes "familias"), lo más probable y que se actualmente son las mutaciones que diferencian a las cepas.(2 votos)
mu buena informacion gracias por ayudar(1 voto)
Informacion que como estudiantes ayuda mucho excelente(2 votos)
si el bacteriófago infecta a los virus que pasa con el virus infectados por estos bacteriófago(1 voto)