Bacteriófagos y los antibióticos
En un principio los bacteriófagos se visualizaron como agentes para combatir enfermedades infecciosas las cuales eran causadas por bacterias pero esto se vio afectado por el descubrimiento de los antibióticos.
Los bacteriófagos no causan daños al huésped que contiene la bacteria blanca esto es debido porque a diferencia de las bacterias los bacteriófagos no infectan células humanas, por lo tanto son buenos aspirantes para tratar enfermedades bacterianas en los seres humanos.
Los bacteriófagos en la biología molecular
La era de estudios de fagos en la biología molecular comenzó en 1938 con los trabajos de Max Delbruck. El trabajo realizado en los fagos permitió conocer los tipos de mutaciones genéticas también permitió determinar que los genes son porciones de DNA y la transferencia de genes entre células.
A pesar de que los bacteriófagos son virus simples han sido muy importantes para el estudio de varios fenómenos moleculares, pues los descubrimientos realizados con bacteriófagos construyeron la base del desarrollo de la biología molecular.
A partir de los 60´s algunos de los resultados de las investigaciones con bacteriófagos fueron: la descripción del RNA, la naturaleza del código genético, la descripción del DNA ligasa entre otros.
¿Qué son los bacteriófagos?
La palabra bacteriófago proviene de "bacteria" y "fagein" que en griego significa comer o devorar.
Los bacteriófagos (fagos) son virus los cuales infectan y lisan (ruptura de membrana celular ya sea de células o bacterias, el cual produce la salida de material celular el cual es provocado por lisinas) a las bacterias. Estos están constituidos de material genético y de proteínas.
El genoma de los bacteriófagos puede contener tanto DNA como RNA y este puede ser tanto de doble cadena como de una cadena.
Su material genético está protegido por una cubierta de proteínas y esta es llamada cápside.
¿Cómo es la estructura de los bacteriófagos?
Su estructura está determinada por una envoltura de proteínas (proteínas estructurales). la función principal de este consiste en proteger el material genético fágico, a demás de darle protección también puede proveer al fago de:
1.-Cuello.
2.-Cola.
3.-Fibras caudales.
4.-Láminas basales.
5.-Espículas.
La forma en que las proteínas se pegan al material genético del virus define que tan complejo será su estructura y su forma, existen los fagos icosaédricos (es un virus que posee un aspecto esférico y su cápside tiene la forma de un icosaedro), helicoidales y filamentosos.
Ciclo de los bacteriófagos
Los fagos cuentan con 2 ciclos replicativos los cuales son:
1.-Ciclo lítico
Este ciclo consiste en la replicación inmediata de los genes del virus. Una vez que ya se han multiplicado dentro del citoplasma, el genoma viral es envuelto dentro de las cápsides, y cuando ya se hayan echo demasiadas replicas (copias) la célula muere y explota.
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| Imagen modificada de "Conjugación," por Adenosine (CC BY-SA 3.0). La imagen modificada esta registrada bajo una licencia CC BY-SA 3.0. Basada en una imagen similar en Alberts et al.6 |
Este ciclo consta de varias etapas, que son las siguientes:
1.-Fijación: las proteínas se fijan a un receptor en la superficie de la célula bacteriana.
2.-Penetración: dentro del citoplasma de la bacteria el fago inyecta su genoma de ADN
3.-Copia de ADN y síntesis de proteínas: se copia el ADN del fago y los genes se expresan para la síntesis de proteínas.
4.-Ensamblaje del nuevo fago: las cápsides se unen a partir de las proteínas y se rellenan con ADN para crear nuevas partículas de fagos.
5.-Lissis: cuando el fago expresa los genes para las proteínas y estas hacen agujeros en la membrana plasmática y en la pared celular.
2.-Ciclo lisogénico
Este ciclo consiste en la réplica tardía de los genes, estos se acopla al ADN de la célula huésped y se mantiene en un estado latente (sin replicarse). Después de esto los genes se nutren de las enzimas de la célula huésped, el cual ayuda a la multiplicación y este asegura su presencia cada vez que la célula se divide. De vez en cuando algunos factores como el estrés provoca que sean expresados lo que lugar a la producción de proteínas y al genoma viral lo que produce partículas infecciosas y esto lleva a que las células mueran por medio de la lissis (se expulsa su contenido del espacio extracelular y esto puede provocar que otras células se infecten) si esto ocurre el virus puede producir más de 100 copias en cada infección.
En otras palabras, este ciclo permite que el fago se pueda reproducir sin "matar" a su anfitrión. En este ciclo las dos primeras etapas son iguales a las del ciclo lítico anteriormente mencionado.
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Imagen modificada de "Conjugación," por Adenosine (CC BY-SA 3.0). La imagen modificada esta registrada bajo una licencia CC BY-SA 3.0. Basada en una imagen similar en Alberts et al.
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El proceso de replicación tiene un orden, como numero 1 tenemos al gen:
1.-Tempranos (sintetizan copias del material genético).
Después tenemos al gen:
2.-Medios (casi-tardíos) son los encargados de sintetizar las lisinas las cuales rompen la pared celular y liberan progenie viral
Infecciones por bacteriófagos
Los fagos como cualquier otro virus debe infectar a una célula "anfitriona " para poder reproducirse. Los pasos que componen ese proceso de infección se llaman ciclo de vida del fago.
Existen fagos que pueden reproducirse por medio del ciclo litico (en el que en el que hacen estallar y matan a su célula hospedera). Otros fagos pueden hacerlo por medio de su ciclo lisogénico (aquí no se mata a la célula hospedera si no que se copian junto con el ADN del hospedero cada vez que esta se divide.
Fagoterapia
Los fagos se empezaron ha utilizar como agentes terapéuticos en humanos en 1919 cuando estos fueron descubiertos.
La terapia con fagos se a utilizado tanto en animales como en plantas e incluso en los seres humanos aunque cabe decir que cada uno de estos tuvo diferentes grados de éxito.
Pero ¿en qué consiste la fagoterapia? consiste en la aplicación de bacteriófagos para tratar o prevenir enfermedades infecciosas causadas por bacterias.
Los bacteriófagos al encontrarse con una bacteria especifica pueden infectarla y acabar con ella (matarla). Los fagos reconocen la superficie de la célula cuya especificidad es alta e inyectan su ADN y ARN en ella, estas se multiplican y ensamblan dentro de la bacteria para finalmente romper la célula y liberar la progenie y como consecuencia se infectará a otras células, el número de fagos crece notablemente por lo tanto su efecto es mayor.
REFERENCIAS
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