Bacteriofagos
- 2. Introducción • Los bacteriófagos, también llamados fagos, son virus que infectan a las bacterias capaces de matar a las responsables de diversas enfermedades. Es por esto por lo que representan una alternativa posible para hacer frente al problema de la resistencia a los antibióticos. • Los bacteriófagos se unen a la bacteria patógena huésped, introducen su material genético, se replican en su interior y la destruyen. De esta manera, a partir de un fago se producen nuevas generaciones de virus listas para actuar sobre el resto de bacterias del mismo tipo, originando una reacción en cadena que elimina al patógeno. • Familias de bacteriófagos 1. Familia Corticoviridae 2. Familia Cystoviridae 3. Familia Inoviridae 4. Familia Leviviridae 5. Familia Microviridae 1. Familia Myoviridae 2. Familia Podoviridae 3. Familia Plasmaviridae 4. Familia Siphoviridae 5. Familia Tectiviridae
- 3. • 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).
- 4. 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. • Como ejemplo, un fago llamado lambda, que infecta a la bacteria E. coli y puede cambiar entre los ciclos lítico y lisogénico.
- 5. 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.
- 6. 1.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. 2.Penetración: el fago inyecta su genoma de ADN bicatenario dentro del citoplasma de la bacteria. 3.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. 4.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. 5.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.
- 7. 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, puede cambiar entre los dos ciclos. • 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.
- 9. • 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).
- 10. ¿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. • Una mayor cantidad de fagos que infectan conjuntamente, hace más probable que la infección utilice el ciclo lisogénico. Esta estrategia puede ayudar a evitar que los fagos extingan a sus anfitriones bacterianos (al atenuar el ataque si la proporción fago-anfitrión se vuelve demasiado alto). • ¿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.