Fagos

Lelani Chairez Rodríguez

“Lado Jakeli era el director científico del instituto Eliava, en Tbilisi, donde extraían bacteriófagos, del alcantarillado de la ciudad y el hospital cercano, de desechos agrícolas y de muestras obtenidas de todo el mundo.”
Greg Bear
en su novela «La Radio de Darwin»

Pero ….¿Que son los bacteriófagos? ¿Existen o son “Ciencia ficción”? Y si existen, ¿qué son? ¿Para qué nos sirven los fagos? Vamos a tratar de contestar estas preguntas.

Sí, efectivamente existen los bacteriófagos, también llamados llamado virus bacterianos o virus capaces de infectar a las bacterias. Para familiarizarnos con ellos simplemente los llamaremos fagos.

Los fagos están presentes en los desechos humanos, en el suelo y en las aguas residuales. Fueron descubiertos en el año de 1915 por el investigador inglés Frederick W. Twort y, de forma independiente, por el científico franco-canadiense Félix H. D’Hérelle en 1917.

Los fagos carecen de mecanismo de reproducción, y aprovechan los de la bacteria para poder reproducirse. Se pueden clasificar de acuerdo a su desarrollo en dos grupos: los fagos virulentos y los fagos temperados.

Los primeros inician infectando a la bacteria, posteriormente sus genes son copiados y traducidos para producir sus propias proteínas, las que se necesitan para repetir sus genes.

Los segundos se reproducen igual que los fagos virulentos, pero a diferencia de éstos, pueden convivir dentro de la bacteria. A la bacteria que posee un fago integrado se le denomina bacteria lisógena, y al fago integrado se le denomina profago.

El material genético de este tipo de virus puede ser tanto ARN (Ácido ribonucleico) como ADN (Ácido desoxiribonucleico). Muchos fagos presentan estructuras complejas con cabeza y cola. La infección de la bacteria se produce porque se agarran de las paredes celulares con unas fibras , a modo de patas, la cola es una vaina que se contrae para inyectar el contenido de la cabeza (el material genético, ADN), dentro del anfitrión. En 25 minutos, son capaces de utilizar con éxito los mecanismos reproductores de la bacteria. Entonces, la atestada bacteria estalla, liberándose unas 100 nuevas copias del bacteriófago.

Para el año de 1952, los biólogos estadounidenses Norton Zinder y Joshua Lederberg, de la Universidad de Wisconsin, gracias a sus investigaciones, descubrieron que los genes de una bacteria pueden ser traspasados a otra bacteria por medio de un fago, gracias a la integración de una región específica del ADN de la bacteria en el genoma (genes totales que se porta en un individuo) del virus.
Más tarde, otros investigadores descubrieron, que los fagos podían integrar sus genes dentro de los de la bacteria huésped y así, podían ser transmitidos de generación en generación como parte del propio cromosoma del huésped.

Una manera más fácil de entender cómo infecta el fago a la bacteria es con la Tabla 1.

Clasificación y tipos de bacteriófagos

Entre las características de mayor importancia para su clasificación se encuentran, la morfología, el rango de huésped que infectan y el ácido nucleico, aunque la mayoría de los fagos tienen DNA de doble cadena como material genético.

Existen más de 13 familias de fagos que se pueden agrupar en las siguientes categorías morfológicas (Fig. 2):
-Fagos icosaedritos sin cola
-Virus con colas contráctiles (los más complejos)
-Virus con colas no contráctiles
-Fagos filamentosos

Un poco más desglosado: (Fig. 2)

1. Fagos con RNA: estructura y ciclo biológico del fago MS2
2. Fagos con DNA monocatenario. (El fago M13 se usa como herramienta en biología molecular
3. Fagos con DNA de cadena doble. Ciclo lítico de infección: etapas
4. Enterobacteriofago T4:
5. Enterobacteriofago: Mu:
6. Fago P1:
7. Enterofago l (Lamda):
8. Enterobacteriofago T7

¿Para qué nos sirven los fagos?

Los fagos se emplean actualmente como vectores (anfintriones de la información genética) de clonación en el campo de la ingeniería genética y su estudio tiene implicaciones importantes en la medicina y la genética en general. concretamente, podemos utilizrlos en la comprensión de las infecciones virales, defectos genéticos, problemas de desarrollo, causas del cáncer y la resistencia de las bacterias a los antibióticos.

Pero además de lo antes mencionado, con estos pequeños fagos se pueden predecir los brotes de cólera; esto debido a que los fagos se encuentran presentes en el agua junto con las bacterias de esta enfermedad. Según estudios realizados por el equipo de John Mekalanos del Departamento de Microbiología y Genética Molecular de la Facultad de Medicina de Harvard, en Boston, los brotes del cólera decrecen cuando los fagos aumentan en el agua.