Los bacteriófagos , también conocidos como fagos , son virus que infectan a las bacterias. Estos fagos también requieren un huésped bacteriano para reproducirse. Los virus bacterianos, como a menudo se los denomina, están formados por proteínas que recubren un núcleo interno de ácido nucleico, ya sea ADN (ácido desoxirribonucleico) o ARN (ácido ribonucleico). Los fagos también varían en su estructura, que van desde lo simple a lo más elaborado y complejo.
Los virus bacterianos son específicos para una o una cantidad limitada de bacterias; por lo tanto, reciben su nombre del grupo de bacterias, cepa o especie que infectan. Por ejemplo, los fagos que infectan a la bacteria Escherichia coli se llaman colifagos .
Historia
Antes de que se descubrieran oficialmente los bacteriófagos, varios bacteriólogos en la década de 1890 ya habían observado una sustancia no identificada que parecía ser responsable de limitar la actividad bacteriana. Aunque habían notado tal fenómeno, ninguno de ellos exploró estos hallazgos. Por lo tanto, no fue hasta 1915 cuando Frederick Twort , un bacteriólogo de Inglaterra, observó el mismo fenómeno (la muerte de bacterias por un agente desconocido) y propuso la hipótesis de que podría ser un virus. Desafortunadamente, la falta de fondos y el comienzo de la Primera Guerra Mundial interrumpieron el trabajo de Twort. Dos años después, un microbiólogo francocanadiense llamado Felix d’Herelle hizo una observación similar y logró descubrir lo que llamó “un microbio invisible y antagónico del bacilo de la disentería”. A diferencia de los investigadores anteriores, d’Herelle estaba segura de que la sustancia desconocida que había descubierto era un virus que podía parasitar a las bacterias. Lo llamó un ” comedor de bacterias ” o ” bacteriófago “, de la palabra bacterias y la palabra griega ” phagein ” que significa comer o devorar.
Estructura
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Bacteriófagos
Los bacteriófagos vienen en diferentes tamaños y formas, pero la mayoría de ellos tienen las mismas características básicas: una cabeza o cápside y una cola. La estructura de la cabeza de un bacteriófago, independientemente de su tamaño o forma, está compuesta por una o más proteínas que protegen el ácido nucleico. Aunque hay algunos fagos que no tienen cola, la mayoría de ellos tienen uno adherido a la estructura de su cabeza. Es un tubo hueco a través del cual pasa el ácido nucleico cuando el bacteriófago infecta una célula huésped. Algunos de los fagos más complejos como el T4 tienen una cola con una placa base, así como una o más fibras de la cola que ayudan al fago a unirse a una célula bacteriana.
Cómo funcionan los bacteriófagos
Para infectar una célula huésped, el bacteriófago se adhiere a la pared celular de la bacteria, específicamente a un receptor que se encuentra en la superficie de la bacteria. Una vez que se une fuertemente a la célula, el virus bacteriano inyecta su material genético (su ácido nucleico) en la célula huésped. Dependiendo del tipo de fago, ocurrirá uno de dos ciclos: el lítico o el ciclo lisogénico. Durante un ciclo lítico, el fago utilizará la energía química de la célula huésped así como su maquinaria biosintética para producir ácidos nucleicos fágicos (ADN del fago y ARNm del fago) y proteínas del fago. Una vez que finaliza la fase de producción, los ácidos nucleicos del fago y las proteínas estructurales se ensamblan. Después de un tiempo, ciertas proteínas producidas dentro de la célula harán que la pared celular se lise, permitiendo que los fagos ensamblados se liberen e infecten otras células bacterianas.
La reproducción viral también puede ocurrir a través del ciclo lisogénico. La principal diferencia entre los dos tipos de ciclos es que durante la lisogenia, la célula huésped no se destruye o no se somete a lisis. Una vez que la célula huésped está infectada, el ADN del fago se integra o se combina con el cromosoma bacteriano, creando el profago. Cuando la bacteria se reproduce, el profago se replica junto con los cromosomas del huésped. Por lo tanto, las células hijas también contienen el profago que tiene el potencial de producir fagos. El ciclo lisogénico puede continuar indefinidamente (las células hijas con progenitores presentes continúan su replicación) a menos que estén expuestas a condiciones adversas que pueden desencadenar la terminación del estado lisogénico y causar la expresión del ADN del fago y el inicio del ciclo lítico. Estas condiciones adversas incluyen la exposición a productos químicos UV o mutagénicos y la desecación.
Aplicaciones
Los bacteriófagos tienen varias aplicaciones. En algunos países, como las naciones de Europa del Este, los fagos se utilizan terapéuticamente para el tratamiento de infecciones bacterianas patógenas que son resistentes a los antibióticos. También conocido como terapia de fagos, este método implica el uso de un fago para destruir las bacterias infecciosas como E. coli o salmonella . El bacteriófago también se usa para identificar bacterias patógenas (también llamadas tipaje de fagos) en laboratorios de diagnóstico. Otro uso para los bacteriófagos es para matar bacterias específicas que se encuentran en los alimentos. Por ejemplo, LISTEX by Micreos está formado por bacteriófagos que pueden matar al L. bacterias monocytogenes en el queso.
Otro ejemplo es por qué el agua de Ganga (río en India) es tan pura. La respuesta se debe a la presencia de bacteriófagos y engullen todas las bacterias presentes en el agua para que pueda volverse potable.
