Los bacteriófagos son "comedores de bacterias" en el sentido de que son virus que infectan y destruyen las bacterias . A veces llamados fagos, estos organismos microscópicos son de naturaleza ubicua. Además de infectar bacterias, los bacteriófagos también infectan a otros procariotas microscópicos conocidos como arqueas . Esta infección es específica de una especie específica de bacteria o arquea. Un fago que infecta a E. coli, por ejemplo, no infectará la bacteria del ántrax. Dado que los bacteriófagos no infectan las células humanas , se han utilizado en terapias médicas para tratar enfermedades bacterianas .
Los bacteriófagos tienen tres tipos de estructuras principales.
Dado que los bacteriófagos son virus, consisten en un ácido nucleico ( ADN o ARN ) encerrado dentro de una capa o cápside de proteína . Un bacteriófago también puede tener una cola de proteína unida a la cápside con fibras de la cola que se extienden desde la cola. Las fibras de la cola ayudan al fago a unirse a su anfitrión y la cola ayuda a inyectar los genes virales en el anfitrión. Un bacteriófago puede existir como:
- genes virales en una cabeza de cápside sin cola
- genes virales en una cabeza de cápside con cola
- una cápside filamentosa o en forma de varilla con ADN monocatenario circular.
Los bacteriófagos empacan su genoma
¿Cómo encajan los virus su voluminoso material genético en sus cápsides? Los bacteriófagos de ARN, los virus vegetales y los virus animales tienen un mecanismo de auto-plegado que permite que el genoma viral encaje dentro del contenedor de la cápside. Parece que solo el genoma del ARN viral tiene este mecanismo de auto-plegado. Los virus de ADN encajan su genoma en la cápside con la ayuda de enzimas especiales conocidas como enzimas de empaque.
Los bacteriófagos tienen dos ciclos de vida.
Los bacteriófagos son capaces de reproducirse mediante ciclos de vida lisogénicos o líticos. El ciclo lisogénico también se conoce como ciclo templado porque el huésped no muere. El virus inyecta sus genes en la bacteria y los genes virales se insertan en el cromosoma bacteriano . En el ciclo lítico del bacteriófago , el virus se replica dentro del huésped. El huésped muere cuando los virus recién replicados se abren o lisan la célula huésped y se liberan.
Los bacteriófagos transfieren genes entre bacterias
Los bacteriófagos ayudan a transferir genes entre bacterias mediante recombinación genética . Este tipo de transferencia de genes se conoce como transducción. La transducción se puede realizar mediante el ciclo lítico o lisogénico. En el ciclo lítico, por ejemplo, el fago inyecta su ADN en una bacteria y las enzimas separan el ADN bacteriano en pedazos. Los genes del fago dirigen a la bacteria a producir más genes virales y componentes virales (cápsides, cola, etc.). Como los nuevos viruscomienzan a ensamblarse, el ADN bacteriano puede quedar inadvertidamente encerrado dentro de una cápside viral. En este caso, el fago posee ADN bacteriano en lugar de ADN viral. Cuando este fago infecta a otra bacteria, inyecta el ADN de la bacteria anterior en la célula huésped. Luego, el ADN bacteriano del donante puede insertarse en el genoma de la bacteria recién infectada mediante recombinación. Como resultado, los genes de una bacteria se transfieren a otra.
Los bacteriófagos pueden hacer que las bacterias sean dañinas para los humanos
Los bacteriófagos juegan un papel en las enfermedades humanas al convertir algunas bacterias inofensivas en agentes de enfermedades. Algunas especies de bacterias, incluidas E. coli , Streptococcus pyogenes (causa la enfermedad carnívora), Vibrio cholerae (causa cólera) y Shigella (causa disentería) se vuelven dañinas cuando los genes que producen sustancias tóxicas se les transfieren a través de bacteriófagos. Estas bacterias pueden infectar a los humanos y causar intoxicación alimentaria y otras enfermedades mortales.
Los bacteriófagos se utilizan para atacar a las superbacterias
Los científicos han aislado bacteriófagos que destruyen la superbacteria Clostridium difficile (C. diff) . C. diff generalmente afecta el sistema digestivo y causa diarrea y colitis. El tratamiento de este tipo de infección con bacteriófagos proporciona una manera de preservar las bacterias intestinales buenas mientras se destruyen solo los gérmenes de C. diff . Los bacteriófagos se consideran una buena alternativa a los antibióticos . Debido al uso excesivo de antibióticos, las cepas de bacterias resistentes son cada vez más comunes. Los bacteriófagos también se están utilizando para destruir otras superbacterias, incluidas E. coli resistente a los medicamentos y MRSA .
Los bacteriófagos juegan un papel importante en el ciclo del carbono mundial
Los bacteriófagos son el virus más abundante en el océano. Los fagos conocidos como pelagífagos infectan y destruyen la bacteria SAR11. Estas bacterias convierten las moléculas de carbono disueltas en dióxido de carbono e influyen en la cantidad de carbono atmosférico disponible. Los pelagífagos juegan un papel importante en el ciclo del carbono al destruir las bacterias SAR11, que proliferan a un ritmo elevado y son muy buenas para adaptarse para evitar infecciones. Los pelagífagos mantienen bajo control el número de bacterias SAR11, lo que garantiza que no haya una sobreabundancia de producción mundial de dióxido de carbono.
Fuentes:
- Encyclopædia Britannica Online, sv "bacteriophage", consultado el 7 de octubre de 2015, #.
- Escuela Noruega de Ciencias Veterinarias. "Los virus pueden convertir a la E. coli inofensiva en peligrosa". Ciencia diaria. ScienceDaily, 22 de abril de 2009. #.
- Universidad de Leicester. "Las balas mágicas de los virus que comen bacterias en la guerra contra las superbacterias". Ciencia diaria. ScienceDaily, 16 de octubre de 2013. #.
- La Universidad Estatal de Oregon. "Una guerra sin fin, con el ciclo del carbono de la Tierra en equilibrio". Ciencia diaria. ScienceDaily, 13 de febrero de 2013. #.