Naturaleza e importancia de los bacteriófagos
Los bacteriófagos representan una categoría única de virus cuya única diana son las células procariotas. A diferencia de los virus que causan enfermedades en organismos superiores, los fagos no son capaces de penetrar en las células de plantas, hongos o animales. Su hábitat natural está estrechamente relacionado con lugares donde se acumulan bacterias. En particular, una enorme cantidad de bacteriófagos habita constantemente en el intestino humano y de diversos animales.
Desde el punto de vista biológico y médico, estos virus se consideran extremadamente útiles. Su función principal consiste en la destrucción de bacterias patógenas. Precisamente esta característica sirvió de base para la fagoterapia, una rama de la medicina que utiliza bacteriófagos para el tratamiento dirigido de infecciones bacterianas graves. Hoy en día, los preparados a base de fagos se utilizan activamente para combatir los agentes causantes de la disentería, la fiebre tifoidea y el cólera.
Estructura compleja del virión
La arquitectura del bacteriófago se distingue por su alta complejidad y presenta el denominado tipo de simetría mixta. La partícula viral se asemeja visualmente a una jeringa microscópica y consta de dos partes principales: la cabeza y el aparato caudal.
- La cabeza tiene una simetría icosaédrica (en forma de poliedro). Es una especie de caja fuerte dentro de la cual se empaqueta densamente el material genético del virus (ácido nucleico).
- La cola posee una simetría helicoidal y constituye un aparato complejo para la fijación e introducción del genoma. Incluye varios elementos estructurales:
- El collar, que conecta la cabeza con la región caudal.
- El proceso cilíndrico hueco, que sirve como canal para el paso del material genético.
- La vaina, compuesta de proteínas contráctiles. Rodea densamente el proceso cilíndrico y es capaz de contraerse.
- La placa basal, situada en el extremo mismo de la cola.
- Las fibras caudales, que se extienden desde la placa basal y son necesarias para el reconocimiento de los receptores en la superficie de la bacteria.
Etapas de replicación en la célula huésped
El proceso de multiplicación (replicación) del bacteriófago está estrictamente ordenado y conduce a la muerte inevitable de la bacteria infectada. El ciclo vital comprende las siguientes etapas secuenciales:
- I. Adsorción. La partícula viral, mediante las fibras caudales, reconoce receptores específicos y se fija firmemente a la superficie de la célula diana.
- II. Inyección. La vaina de proteínas contráctiles se contrae y el proceso cilíndrico hueco perfora la cubierta celular. El ácido nucleico viral se inyecta directamente en el citoplasma de la bacteria (evitando la pared celular y el espacio periplásmico).
- III. Replicación. Una vez dentro, el material genético del fago toma el control de los sistemas de la célula, desencadenando la producción múltiple de moléculas de ácido nucleico viral.
- IV. Síntesis. En los ribosomas de la célula huésped comienza la formación activa de proteínas virales específicas y enzimas necesarias para la construcción de nuevas partículas.
- V–VI. Ensamblaje y lisis. A partir de las proteínas sintetizadas y los ácidos nucleicos se forman nuevos bacteriófagos completos. El ciclo concluye con la salida de múltiples partículas virales nuevas, lo que se acompaña de la destrucción (lisis) y la muerte definitiva de la célula bacteriana.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué tipos de ácidos nucleicos (ADN, ARN) pueden componer el genoma de un bacteriófago?
El genoma de los bacteriófagos puede estar representado tanto por ADN como por ARN. Los ácidos nucleicos se diferencian en su estructura y forma:
- ADN: puede ser monocatenario (por ejemplo, en las familias Microviridae, Inoviridae) o bicatenario (la mayoría de los fagos, por ejemplo, las familias Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae). El ADN bicatenario suele estar cerrado en un anillo.
- ARN: puede ser bicatenario segmentado (Cystoviridae) o de sentido positivo (Leviviridae).
¿En qué se diferencia el ciclo vital de los bacteriófagos virulentos de los temperados?
El ciclo vital de los bacteriófagos virulentos y temperados se diferencia en el tipo de interacción con la célula huésped.
| Tipo de bacteriófago | Posible ciclo/vía | Características |
|---|---|---|
| Virulentos | Lítico (productivo) | Causan una infección productiva: se forma una nueva generación de fagos y luego se produce la lisis (muerte) de la bacteria. |
| Temperados | Lisogénico (integrativo) o productivo (lítico) | En la lisogenia, el ADN del fago se integra en el cromosoma de la bacteria como profago, se replica sincrónicamente con el genoma de la bacteria, no se produce descendencia de fagos y no ocurre la lisis. Los fagos temperados también pueden seguir la vía productiva, que concluye con la lisis. |
¿Mediante qué enzima destruye el bacteriófago la pared celular de la bacteria?
El bacteriófago destruye la pared celular de la bacteria con la ayuda de la enzima lisozima. Esta enzima se encuentra en la parte distal del proceso caudal y efectúa la disolución enzimática de una sección de la pared celular para la penetración del ácido nucleico hacia el interior de la célula.
¿Cómo se llaman los receptores específicos en la superficie de las bacterias con los que se unen las fibras caudales del fago?
Los receptores específicos (dianas de recepción) en la pared celular de las bacterias pueden ser lipopolisacáridos (LPS), lipoproteínas, ácidos teicoicos, proteínas de superficie y pili. Algunos fagos (en particular, los cúbicos pequeños) se adsorben en los pili sexuales (pili F).
Para recordar la estructura de la cola del bacteriófago, ayuda la frase: «Vorona Pila Čaj Bez Hleba» (Collar, Proceso cilíndrico hueco, Vaina, Placa basal, Fibras caudales). [Nota: regla mnemotécnica en ruso adaptada al contexto]
Preguntas de clases y exámenes
¿Son capaces los bacteriófagos de infectar células humanas o animales?
No, los bacteriófagos son absolutamente específicos. Infectan exclusivamente a las bacterias y no representan una amenaza para las células de animales, plantas o hongos.
¿En qué parte de la célula bacteriana se inyecta el material genético del fago?
Durante la etapa de inyección, el ácido nucleico viral llega directamente al citoplasma de la célula bacteriana diana.
¿Dónde ocurre la síntesis de proteínas virales?
La síntesis de proteínas y enzimas virales se lleva a cabo en los ribosomas de la célula huésped infectada, cuyo funcionamiento el virus subordina por completo.
¿Qué simetría tiene la cabeza del bacteriófago?
La cabeza, que contiene el material genético, posee simetría icosaédrica, mientras que la región caudal tiene simetría helicoidal.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de reconocimiento de receptores por las fibras caudales
- Proceso bioquímico de contracción de la vaina proteica
- Características de las enzimas sintetizadas en los ribosomas de la célula huésped
- Diferencias entre los ciclos vitales lítico y lisogénico
Estudia el tema completo en el curso de «Biología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Bacteriófagos» y otras 3793 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 130 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «La célula: unidad elemental de la vida»
Videotutoriales gratuitos: biologíaLecciones cortas con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.