Bacterifago
Gamma-fago a travs de un microscopio electrnico.Los bacterifagos
(tambin llamados fagos -del griego (phagtn), alimento, ingestin)
son virus que infectan exclusivamente a las bacterias.Al igual que
los virus que infectan clulas eucariotas, los fagos estn
constituidos por una cubierta proteica o cpside en cuyo interior
est contenido su material gentico, que puede ser ADN , de 5.000 a
500.000 pares de bases. El tamao de los fagos oscila entre 20 y 200
nm aproximadamente.Los fagos son ubicuos y pueden ser encontrados
en diversas poblaciones de bacterias, tanto en el suelo como en la
flora intestinal de los animales. Uno de los ambientes ms poblados
por fagos y otros virus es el agua de mar, donde se estima que
puede haber en torno a 109 partculas virales por mililitro,
pudiendo estar infectadas por fagos el 70% de las bacterias
marinas.ndice 1 Historia 2 Replicacin 2.1 Conversin lisognica 2.2
Acoplamiento 2.3 Sntesis de protenas y cidos nucleicos 2.4
Ensamblaje 2.5 Liberacin de los fagos 3 Biologa molecular 4 Terapia
fgica 5 Bacterifagos modelo 6 Familias de bacterifagos 7 Vase
tambin 8 Referencias 9 Enlaces externosHistoriaLa historia del
descubrimiento de los bacteriofagos ha sido objeto de muchos
debates, los cuales incluyen una controversia sobre quin fue su
descubridor. En 1913, el bacterilogo britnico Frederick Twort
descubri un agente bacterioltico que infectaba y mataba a las
bacterias, pero, no fue capaz de saber qu era exactamente dicho
agente, sealando en una de sus hiptesis que, entre otras
posibilidades, podra tratarse de un virus. No fue sino hasta 1917,
cuando el microbilogo canadiense Flix d'Herelle anunci el
descubrimiento de "un invisible antagonista microbiano del bacilo
de la disentera", al cual afirm que se trataba de un virus al cual
llam bacterifago. Los trabajos de d'Herelle iniciaron desde 1910 y
en contraste con Twort y algunos otros cientficos que haban
reportado fenmenos similares, tuvo pocas dudas sobre la naturaleza
del fenmeno que estaba observando y afirm que se trataba de un
virus que parasitaba a la bacteria. El nombre bacterifago lo form
de la palabra "bacteria" y "phagein" (comer o devorar, en griego),
implicando que los fagos "comen" o "devoran" a las
bacterias.Replicacin
Estructura de un fago.Los fagos pueden generar el ciclo ltico o
el ciclo lisognico, aunque muy pocos son capaces de llevar a cabo
ambos. si se lleva a cabo la lisis, no puede llevarse a cabo la
lisogenia y viceversa. En el ciclo ltico, las clulas hospedadoras
del fago son lisadas (destruidas) tras la replicacin y encapsulacin
de las partculas virales, de forma que los nuevos virus quedan
libres para llevar a cabo una nueva infeccin.Por el contrario, en
el ciclo lisognico no se produce la lisis inmediata de la clula. El
genoma del fago puede integrase en el ADN cromosmico de la bacteria
hospedadora, replicndose a la vez que lo hace la bacteria o bien
puede mantenerse estable en forma de plsmido, replicndose de forma
independiente a la replicacin bacteriana. En cualquier caso, el
genoma del fago se transmitir a toda la progenie de la bacteria
originalmente infectada. El fago queda as en estado de latencia
hasta que las condiciones del medio se vean deterioradas:
disminucin de nutrientes, aumento de agentes mutagnicos, etc. En
este momento, los fagos endgenos o profagos se activan y dan lugar
al ciclo ltico que termina con la lisis celular.Conversin
lisognicaEn ocasiones, los profagos otorgan beneficios a la
bacteria husped mientras permanecen en estado letrgico al
incorporarle nuevas funciones a su genoma; ste fenmeno se conoce
las condiciones de vida de la bacteria.AcoplamientoLos fagos se
acoplan a receptores especficos en la superficie de la bacteria,
que pueden ser lipopolisacridos, cidos teicoicos, protenas o
incluso flagelos. Por ello, cada fago solo podr infectar ciertas
bacterias segn sus receptores. Puesto que los fagos no son mviles,
dependen de encuentros al azar con los receptores adecuados en
solucin para poder infectar una bacteria.Parece que los
bacterifagos presentan una especie de jeringa mediante la cual
introducen su material gentico en el interior de la clula. Tras el
reconocimiento del receptor adecuado, la cola y cuello del fago se
contraen, quedando as el fago acoplado a la superficie celular. El
material gentico puede ser ahora introducido a travs de la membrana
o bien simplemente depositado sobre la superficie. No se descarta
que pueda haber fagos con otros mtodos diferentes para introducir
su material gentico en la clula.Sntesis de protenas y cidos
nucleicosEn un corto espacio de tiempo, que pueden llegar a ser
minutos, los ribosomas bacterianos comienzan a traducir el ARNm
viral a protenas. En el caso de los fagos basados en ARN, una
RNA-replicasa es sintetizada al inicio del proceso. Las protenas
producidas en la fase temprana y unas pocas protenas que estaban
presentes en el virin podran modificar la RNA-polimerasa bacteriana
de forma que transcriba preferentemente los ARNm virales. Todo el
sistema de traduccin y de replicacin normal de la bacteria se ve
interrumpido y es forzado a producir nuevas partculas virales.
Posteriormente, las protenas helper se encargarn de ensamblar las
nuevas partculas virales. Finalmente, se sintetizan las protenas de
la fase tarda, involucradas en el proceso de la lisis
celular.EnsamblajeEn el caso del fago T4, la construccin de nuevas
partculas virales es un complejo proceso que requiere la ayuda de
ciertas molculas. La cola y la cabeza o cpside del fago son
construidas por separado y se ensamblan posteriormente de forma
espontnea solamente en la lisis completa. Despus, el ADN es
empaquetado en el interior de la cpside mediante un mecanismo no
muy bien conocido an. Todo el proceso puede durar unos 15
minutos.La cabeza tiene simetra icosadrica (un icosaedro con un
prisma hexagonal intercalado. La cola es de simetra helicoidal
formada por un tubo central rgido y una vaina contrctil. De la
placa basal salen seis espculas basales y seis fibras caudales. En
la conexin de la cabeza y la cola existe un collar. Cada una de
estas estructuras est formada por diferentes protenas.Liberacin de
los fagosLos fagos pueden ser liberados mediante lisis celular o
por secrecin celular. En el caso del fago T4, unos 20 minutos
despus de inyectar el material gentico, ms de 300 fagos son
liberados va lisis. La protena que lleva a cabo la lisis es la
endolisina, una enzima capaz de romper las molculas de
peptidoglicano de la pared bacteriana. Sin embargo, algunos fagos
pueden quedarse en la clula como parsitos, de forma que la bacteria
va secretando constantemente nuevas partculas virales. En estos
casos, los viriones salen mediante procesos de exocitosis, en los
que cada uno se queda con una pequea porcin de membrana bacteriana
que los envuelve. Todos los nuevos fagos liberados quedan en
disposicin de infectar a una nueva bacteria.Biologa molecularLos
fagos cumplen un papel de gran importancia en la biologa molecular
al ser utilizados como vectores de clonacin para insertar ADN
dentro de las bacterias y obtener como resultado bibliotecas
genmicas. Uno de los fagos ms utilizados con este fin es el Fago
.Terapia fgicaLa terapia fgica ha sido utilizada desde la dcada de
1940 en la ex Unin Sovitica como una alternativa a los antibiticos
para tratar infecciones bacterianas, ya que eliminar bacterias es
lo que los fagos hacen mejor. El desarrollo de cepas bacterianas
resistentes a mltiples drogas ha conducido a investigadores en
medicina a reconsiderar a los fagos como una alternativa al uso de
antibiticos. Hay una biblioteca de bsqueda de fagos especficos y
sus usos teraputicos en el Instituto Tbilisi, en la Repblica de
Georgia.En agosto de 2006, la FDA (Food and Drug Administration) de
Estados Unidos aprob el uso de bacterifagos en ciertas carnes con
el fin de acabar con la bacteria Listeria monocytogenes. En el otoo
de 2011 la Fundacin Bill y Melinda Gates anuncia que financiar la
investigacin, llevada a cabo por el Centro Nacional de Biotecnologa
(Espaa), dependiente del CSIC, del uso de bacterifagos como
sustituto de los antibiticos ante las infecciones del tracto
digestivo producidas por bacterias.Bacterifagos modeloA continuacin
se presenta una lista de los bacterifagos ms ampliamente
estudiados: Fago - Lisgeno Fago T4 (169 a 170 kpb, 200 nm de tamao)
Fago T7 Fago R17 Fago M13 - Fagmido Fago MS2 (23-25 nm de tamao)
Fago G4 Fago P1 Fago P2 Fago N4 Fago 6 Fago P22 Fago 29 Fago
X174Familias de bacterifagosFamilia CorticoviridaeFamilia
CystoviridaeFamilia InoviridaeFamilia LeviviridaeFamilia
MicroviridaeFamilia MyoviridaeFamilia PodoviridaeFamilia
PlasmaviridaeFamilia SiphoviridaeFamilia TectiviridaeVase tambin
Virfago BactericidaReferencias Husler, T. (2006) "Viruses vs.
Superbugs", Macmillan (en ingls) Evergreen State College material
on bacteriophages (en ingls) Phage.org general information on
bacteriophages (en ingls) Pittsburgh Bacteriophage Institute (en
ingls) El CNB recibe financiacin de los Grand Challenges
ExplorationsEnlaces externos FDA rules that spraying phage on meat
is safe (en ingls) Vital Virus En La Batalla Contra Bacterias
Animacin de Hybrid Animation Medical de un Bacteriofago T4
infectando bacteria E. coli
