3.1.3.2 BACTERIOFAGOS

Los bacteriófagos o fagos son virus que infectan y lisan bacterias de manera específica, consisten fundamentalmente de material genético y proteínas.

Su genoma puede componerse de DNA o de RNA el cual puede ser de cadena doble o de una sola cadena. El mencionado material genético es protegido por una cubierta de proteínas denominada cápside.

La estructura de los fagos, es determinada por sus proteínas de envoltura (o proteínas estructurales) cuya función principal es la de proteger al material genético fágico,éstas proteínas pueden además proveer al fago de: cuello, cola, fibras caudales,laminas básales y/o espículas. (Mathur M., Vidhani S., Mehndiratta, P., 2003. Bacteriophage Therapy: An alternative to convencional antibiotics. Journal API, 51:593-596. Clark J., March, J.)

                                            

Los bacteriófagos pueden ser: Elicoidales, Icosaedricos, Con envoltura y Complejos.

Los fagos como todos los virus son parásitos obligados intracelulares, es decir necesitan estar dentro de una bacteria para poder replicarse y en este sentido, los fagos han desarrollado dos ciclos replicativos los cuales han sido esquematizados por el Dr. Kameyma (Whitney, S., Cartmell, E., Avery, L., Stephenson, T., 2005, Bacteriophages potential for application in wasterwater process. Science of the Total Environment., 339:1-18.)

En el ciclo lítico: 

         Las células hospedadoras del fago son lisadas (destruidas) tras la replicación yencapsulación de las partículas virales, de forma que los nuevos virus quedan libres para llevar a cabo una nueva infección. 

En el ciclo lisogénico: No se produce la lisis inmediata de la célula. El genoma del fago puede integrase en el ADN cromosómico de la bacteria hospedadora, replicándose a la vez que lo hace la bacteria o bien puede mantenerse estable en forma de plásmido, replicándose de forma independiente a la replicación bacteriana. 

                                                

Replicación del Bacteriófago:

Acoplamiento:

Para entrar en una célula, los fagos se acoplan a receptores específicos en la superficie de la bacteria, que pueden ser lipopolisacáridos, ácidos teicoicos, proteínas o incluso flagelos. Por ello, cada fago solo podrá infectar ciertas bacterias según sus receptores. Puesto que los fagos no son móviles, dependen de encuentros al azar con los receptores adecuados en solución para poder infectar una bacteria.

Parece que los bacteriófagos presentan una especie de jeringa mediante la cual introducen su material genético en el interior de la célula. Tras el reconocimiento del receptor adecuado, la cola y cuello del fago se contraen, quedando así el fago acoplado a la superficie celular. El material genético puede ser ahora introducido a través de la membrana o bien simplemente depositado sobre la superficie. No se descarta que pueda haber fagos con otros métodos diferentes para introducir su material genético en la célula.

Síntesis de proteínas y ácidos nucleicos:

En un corto espacio de tiempo, que pueden llegar a ser minutos, los ribosomas bacterianos comienzan a traducir el ARNm viral a proteínas. En el caso de los fagos basados en ARN, una RNA-replicasa es sintetizada al inicio del proceso.

• Las proteínas producidas en la fase temprana y unas pocas proteínas que estaban presentes en el virión podrían modificar la RNA-polimerasa bacteriana de forma que transcriba preferentemente los ARNm virales. Todo el sistema de traducción y de replicación normal de la bacteria se ve interrumpido y es forzado a producir nuevas partículas virales.
• Posteriormente, las proteínas helper se encargarán de ensamblar las nuevas partículas virales.
• Finalmente, se sintetizan las proteínas de la fase tardía, involucradas en el proceso de la lisis celular.

• Ensamblaje:

  En el caso del fago T4, la construcción de nuevas partículas virales es un complejo proceso que requiere la ayuda de ciertas moléculas. La cola y la cabeza o cápside del fago son construidas por separado y se ensamblan posteriormente de forma espontánea. Después, el ADN es empaquetado en el interior de la cápside mediante un mecanismo no muy bien conocido aún. Todo el proceso puede durar unos 15 minutos.La cabeza tiene simetría icosaédrica (un icosaedro con un prisma hexagonal intercalado. La cola es de simetría helicoidal formada por un tubo central rígido y una vaina contráctil. De la placa basal salen seis espículas basales y seis fibras caudales. En la conexión de la cabeza y la cola existe un collar. Cada una de estas estructuras está formada por diferentes proteínas.

  Liberación de los fagos:

  Los fagos pueden ser liberados mediante lisis celular o por secreción celular. En el caso del fago T4, unos 20 minutos después de inyectar el material genético, más de 300 fagos son liberados vía lisis. La proteína que lleva a cabo la lisis es la endolisina, una enzima capaz de romper las moléculas de peptidoglicano de la pared bacteriana. Sin embargo, algunos fagos pueden quedarse en la célula como parásitos, de forma que la bacteria va secretando constantemente nuevas partículas virales. En estos casos, los viriones salen mediante procesos de exocitosis, en los que cada uno se queda con una pequeña porción de membrana bacteriana que los envuelve. Todos los nuevos fagos liberados quedan en disposición de infectar a una nueva bacteria.
  
  
  Bibliografía:
  Revista Mexicana de ciencias Farmaceutica. "Los bacteriófagos como una alternativa en el tratamiento de enfermedades infecciosas bacterianas (Fagoterapia)"
  Nallelyt Segundo A.1, Efrén Hernández B.1, Oliver López V.2, Oscar Torres A.