Profagos

Como Profago el ADN del fago de los bacteriófagos templados se denomina cuando está presente en la célula huésped bacteriana. Los bacteriófagos fueron descubiertos por Félix Hubert d'Hérelle en 1917. Son virus que se han adaptado a bacterias específicas. En el curso posterior de la investigación, se hizo una distinción entre fagos líticos con alta virulencia y fagos templados con profago silencioso y ciclo lisogénico.

¿Qué son los profagos?

El profago del bacteriófago templado puede estar presente como un plásmido en la célula huésped o integrarse en el ADN bacteriano. Para ello, el fago templado debe adoptar el ciclo lisogénico cuando se inyecta el ADN del fago. Se hace una distinción entre el ciclo lítico y el ciclo lisogénico. Mientras que el ciclo lítico provoca una rápida replicación y posterior lisis de la célula huésped después de la inyección del material genético, en el ciclo lisogénico se inyectan genes represores del fago en la célula huésped para suprimir el ciclo lítico, es decir, la rápida disolución de la célula.

El fago templado puede cambiar entre ciclo lítico y lisogénico dependiendo de las condiciones ambientales predominantes. El ciclo lítico se refiere a la forma convencional en que operan los genes del fago dentro de la célula huésped. La replicación rápida dentro de la célula huésped tiene lugar después de la inyección del ADN viral. Una vez que la cápside y las proteínas de la fibra de la cola se han replicado además del ADN viral y se han ensamblado numerosas partículas virales nuevas a partir de las partes individuales, la lisozima descompone la pared celular de la célula huésped. Cuando la pared celular se disuelve, se liberan los nuevos fagos y su ADN ahora se puede inyectar en otras células bacterianas. Este proceso se completa en aproximadamente una hora.

Debido al alto número de nuevas partículas virales, este enfoque se denomina "forma virulenta". Dado que la pared celular del hospedador se destruye mediante lisozima, se utiliza el término "ciclo lítico". En el caso de los fagos templados, la replicación rápida y la subsiguiente lisis de la célula huésped no necesariamente tienen que entrar en vigor. Dependiendo de los factores ambientales existentes, el fago templado puede cambiar entre el ciclo lítico y lisogénico. El ciclo lítico se puede suprimir inyectando genes represores y el ciclo lisogénico puede comenzar de forma indefinida.

En el ciclo lisogénico, el material genético del fago se inserta en el material genético del germen y puede sobrevivir aquí por un período de tiempo indefinido. El material genético inyectado se denomina "inmóvil" y se define como "profago". El profago puede residir como plásmido en el citoplasma de la célula huésped o integrarse en el material genético de la bacteria.

La integración del material genético viral requiere un alto grado de especialización. El genoma de los fagos templados solo puede unirse a ciertas posiciones en el ADN bacteriano. Por el contrario, el material genético de las cepas de fagos templados individuales siempre se puede identificar en las mismas ubicaciones en el genoma bacteriano.

La adaptación exitosa convierte a los profagos en beneficiarios de la división celular bacteriana. Cuando la célula huésped se divide en la mitosis, se transmite el material genético viral. La transmisión adicional a otras bacterias puede tener lugar a través de la conjugación. Por lo tanto, los profagos pueden propagarse a través de diferentes rutas de transmisión en cepas bacterianas completas. Debido a influencias ambientales como la luz ultravioleta o ciertos químicos, el profago puede volver al ciclo lítico y luchar por una replicación agresiva.

El profago también hace uso de los procesos de transcripción de la célula huésped: los genes represores inyectados del fago son reconocidos como daño del ADN por ciertas enzimas de la bacteria y se descomponen. La degradación de los genes represores es autodestructiva dentro de la célula huésped. El ciclo lítico ya no puede ser suprimido y el profago cambia del estado lisogénico a la replicación agresiva, que termina con la posterior disolución de la pared celular bacteriana.

Ocurrencia, distribución y propiedades

Los fagos son virus altamente especializados que se han adaptado a cepas individuales de bacterias. Por tanto, no todos los bacteriófagos pueden acceder a todas las bacterias. La multiplicación sin la célula huésped específica no es posible para el bacteriófago. El alto nivel de especialización significa que los bacteriófagos se pueden encontrar en el mismo terreno que sus células huésped.

Lo mismo es cierto en un grado aún mayor para los profagos. Dado que los profagos no son virus convencionales y solo se presentan como material genético viral dentro del organismo huésped, no se pueden encontrar fuera de las células asignadas debido solo a la definición.

Además, hay que mencionar que los bacteriófagos solos en el agua de mar tienen un número de (10 elevado a 30) y, por tanto, hay más fagos que seres vivos presentes en todo el planeta. Por el contrario, hay un número muy pequeño de diecinueve bacteriófagos investigados oficialmente, lo que dificulta hacer una declaración precisa sobre la aparición.

Significado y función

La terapia con fagos se desarrolló en la década de 1920 y se utiliza con éxito en Europa del Este para combatir diversas enfermedades infecciosas hasta el día de hoy. Las ventajas de la terapia con fagos son obvias: los bacteriófagos solo dañan cepas bacterianas individuales, mientras que los antibióticos tienen un efecto generalmente dañino sobre las bacterias en el cuerpo.

El descubrimiento de la penicilina en la década de 1940 condujo al uso masivo de antibióticos en Occidente y, como resultado, al final de la investigación de fagos. La posterior acumulación de numerosas resistencias a los antibióticos provocó un mayor interés por los bacteriófagos en la década de 1990.

La terapia con fagos se enfoca en bacteriófagos con virulencia agresiva y un ciclo exclusivamente lítico, mientras que los bacteriófagos y profagos templados hasta ahora solo han jugado un papel secundario.

Enfermedades y dolencias

Algunos patógenos solo pueden aumentar su virulencia mediante la simbiosis con los profagos. Clostridium botulinum solo puede producir la temida toxina botulínica con la ayuda del ADN del fago integrado. Streptococcus pyogenes solo puede desencadenar la escarlatina en combinación con el ADN del profago.

Vibrio cholerae produce cólera solo a través de profagos especiales. Esto también muestra la importancia de los fagos para la medicina humana. Cepas bacterianas enteras podrían perder su potencial patógeno si los profagos responsables pudieran desactivarse específicamente.