Bacteriófagos

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA PROFESIONAL DE ENFERMERÍA
Curso: Biofísica
Docente: Cortez Gutiérrez Hernán Oscar
Semestre: 2022 - A
Ciclo: II
Alumna: Elera Ríos Karen Alejandrina
Tema: Bacteriófagos

2. Virus que infectan bacterias. Los ciclos líticos y lisogénicos.

3.  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.
 ¡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).
 Diferentes ciclos que pueden utilizar los bacteriófagos para infectar a sus
hospederos bacterianos:

4. 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).

6. 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 (λ), que infecta a la bacteria E. coli y puede cambiar
entre los ciclos lítico y lisogénico.

7. 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.

9. LAS ETAPAS DEL CICLO LÍTICO SON:
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.

10. 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.

11. 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 (λ), puede cambiar entre los dos ciclos. [¿Todos los fagos
utilizan una de estas dos estrategias?]
 La mayoría de los fagos son puramente líticos (a veces llamados fagos
virulentos) o bien son capaces de cambiar entre los ciclos lítico y lisogénico (a
veces llamados fagos atemperados).
 Sin embargo, cuando se trata de virología, hay una excepción a casi cada regla,
y esto es cierto para los ciclos vitales de los fagos. Los fagos filamentosos
(largos y con forma de barra) se secretan de la célula en un proceso que no lisa
ni mata a la célula (aun cuando la célula está produciendo activamente nuevas
partículas de fagos)
 Este es un ciclo de vida “similar al lítico” que no implica realmente la lisis.

12.  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. [¿Esto es verdad para todo los fagos?]
 No todos los fagos integran su ADN en el genoma de su
hospedero durante el ciclo lisogénico. Algunos mantienen su
genoma en la célula como un pedazo circular aparte de ADN.
 Esto aún se considera un ciclo lisogénico porque el fago no
impulsa la producción de nuevas partículas del virus ni mata a la
célula. En cambio, permanece “silencioso” y se copia pasivamente
junto con el ADN de la célula.

14.  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).

16. ¿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)
 Cuando hay muchos fagos que infectan una sola bacteria, eso sugiere (desde el
punto de vista estadístico) que los fagos pueden estar en peligro de extinguir a sus
hospederos bacterianos.
 Es menos probable que los fagos que se cambian al modo lisogénico en respuesta a
una alta multiplicidad de infección se queden sin hospederos y “desaparezcan” como
población (porque pueden dejar de matar hospederos estratégicamente una vez que
ellos mismos se vuelven demasiado numerosos). Particularmente, una vez que una
célula tiene un profago en su genoma, es inmune a la infección por otro fago del
mismo tipo.
 Así, la tendencia codificada genéticamente a cambiar al modo lisogénico cuando hay
alta multiplicidad pudo haber sido favorecida por la selección natural (lo cual explica
por qué los fagos la tienen hoy en día).

17. ¿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

18. 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!