Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias fotosintéticas y multiplicar en el proceso. Para cada bacteria, también hay un bacteriófago específico. Los bacteriófagos se utilizan en medicina y ingeniería genética.
¿Qué son los bacteriófagos?
Los bacteriófagos representan un grupo de virus que infectan bacterias fotosintéticas y arqueas (bacterias primordiales). Al hacerlo, continúan replicándose mientras destruyen la bacteria. Para cada bacteria hay un bacteriófago específico según el principio de cerradura y llave. Los bacteriófagos, según la definición tradicional, como todos virus, no son organismos vivos. Dependen de un anfitrión para su reproducción. No se producen procesos bioquímicos fuera del huésped. Los fagos usan el enzimas CRISPR-Cas de su anfitrión para este propósito. Los bacteriófagos consisten solo en ADN o ARN, que están rodeados por una capa de proteína. Sin embargo, la gran mayoría de los fagos poseen ADN como material genético. Los fagos fueron descritos por primera vez en 1917 por el biólogo canadiense Félix Hubert d'Hérelle. La estructura de los distintos fagos es diferente. Básicamente, los bacteriófagos constan de varios componentes. Principalmente se investigó la estructura de los denominados fagos T, que entre otras cosas también infectan a la bacteria Escherichia coli. Los fagos T consisten en un poliédrico cabeza, que está conectado a través de un cuello a un canal de inyección alargado (aparato de inyección). Debajo del aparato de inyección se encuentra la placa base con fibra de cola y picos. La cabeza es una cápside, que contiene ácido nucleico. La cápside, el canal de inyección y la placa base están hechos de proteína. La fibra de la cola y los picos sirven para anclar el fago a la pared celular de la bacteria.
Ocurrencia, distribución y características
Los bacteriófagos se distribuyen universalmente. Aproximadamente 10 elevado a 30 bacteriófagos están presentes en agua de mar. Para cada bacteria, también hay un fago correspondiente. La propagación de bacteriófagos se puede dividir en cinco fases. Primero, el fago se absorbe en un receptor específico de la pared celular. Los extremos de los filamentos de la cola se adhieren a la superficie celular. En el siguiente paso, el fago inyecta su ADN o ARN en la bacteria. Esto deja las envolturas de proteínas vacías en la superficie bacteriana. La tercera fase se denomina fase de latencia, durante la cual no se pueden detectar fagos. Durante la fase de latencia, que dura varias horas, comienza la traducción al ARNm viral y la replicación al ácido nucleico viral. En la llamada fase de producción, el virus proteínas son producidos. Luego, en la siguiente fase de maduración, se ensamblan los componentes virales individuales. Una vez completada la producción viral, lisozima producido por la célula bacteriana remodelada disuelve la bacteria y libera los fagos producidos.
Importancia y función
Hoy en día, los bacteriófagos ya se utilizan ampliamente en muchos campos. Se están abriendo áreas de aplicación particulares en la medicina, la biología o la ingeniería agrícola. En medicina, los bacteriófagos se utilizan para detectar cepas bacterianas debido a su especificidad para ciertos bacterias fotosintéticas. Este campo de aplicación se denomina lisotipia. Actualmente, se están llevando a cabo investigaciones intensivas para combatir las bacterias que utilizan bacteriófagos en las infecciones. Especialmente bajo la impresión del número cada vez mayor de antibiótico cepas bacterianas resistentes, esta área de investigación está adquiriendo una importancia cada vez mayor. Sin embargo, la baja estabilidad de los fagos en el cuerpo es problemática. Son eliminados inmediatamente por los propios fagocitos del cuerpo. En principio, esta posible aplicación ya fue considerada por Félix Hubert d'Hérelle. Sin embargo, después del descubrimiento y la introducción de antibióticos, los resultados de la investigación sobre esta posible aplicación fueron completamente olvidados. Sin embargo, el Instituto Eliava para la Investigación de Fagos, fundado por D'Hérelle en 1934, todavía existe hoy en Tbilisi, Georgia. Junto con el Instituto Ludwik Hirszfeld de Inmunología y Experimental Terapia En Wroclaw, Polonia, se están llevando a cabo investigaciones allí en la actualidad sobre formas alternativas de combatir antibiótico-bacterias resistentes que utilizan fagos. Los fagos también se utilizan de diversas formas en la industria alimentaria. Por ejemplo, se utilizan varios aerosoles de fagos en el envasado de queso o salchichas para protegerlos de las bacterias. Ingeniería genética también es un área de aplicación importante. Hoy, por ejemplo, los fagos se utilizan como vectores de ciertos genes y se introducen en bacterias. Con la ayuda de este método, insulina-podrían generarse cepas bacterianas productoras de Escherichia coli. Estos vectores también son cada vez más importantes para la producción de otras sustancias activas. Además, pueden usarse en parte para combatir defectos genéticos.
Enfermedades y trastornos
Sin embargo, los bacteriófagos no solo muestran efectos positivos. Algunos serios enfermedades infecciosas estallar solo con la participación de fagos. Por ejemplo, difteria es causada por la bacteria Corynebacterium diphtheriae. Sin embargo, la enfermedad solo puede estallar si Corynebacterium diphtheriae también se infecta simultáneamente con bacteriófagos. Después de la infección con fagos, estas bacterias producen la toxina característica que causa síntomas graves, a veces potencialmente mortales. La enfermedad comienza con signos como dificultad para tragar, lasitud, náusea y dolor abdominal. Aparece una capa blanca en las amígdalas, que tiene un olor dulce y fétido. Complicaciones como neumonía or miocarditis son comunes y pueden ser fatales. Otra enfermedad causada por bacteriófagos es escarlata fiebre. Escarlata fiebre es causado por estreptococos infectado con bacteriófagos. A través de esta infección, las bacterias producen una toxina particularmente insidiosa. Los signos graves de enfermedad se presentan con escalofríos, fiebre, vómitos y faringitis. Inicialmente, el lengua tiene una capa blanca, pero se vuelve roja frambuesa después de unos días. A erupciones en la piel también ocurre. Si la bacteria no estuviera infectada con bacteriófagos, solo Lead a un inofensivo amigdalitis. Cholera también es causada por una bacteria infectada con bacteriófagos llamada Vibrio cholerae.
