Ciclo lítico y lisogénico en bacteriófagos: fases, mecanismos y consecuencias

Ciclo lítico y lisogénico en bacteriófagos

Introducción

El ciclo lítico de un virus consiste en la infección de una célula, produciendo su rotura (lisis) y muerte al final del ciclo. A continuación se describen las etapas principales: adsorción, penetración, eclipse, ensamblaje y liberación.

Ciclo lítico

Adsorción

La adsorción consiste en la unión entre el virus y la célula hospedadora. Esta unión tiene una gran especificidad, de tal manera que solo se puede unir el virus a uno o muy pocos hospedadores y, en muchos casos, solo puede unirse a un tipo celular concreto. El virus, por contacto accidental, alcanza la bacteria. Si la bacteria presenta los receptores adecuados, la reconoce como su hospedador habitual y se adhiere por esos puntos específicos. Las fibras caudales se fijan en la cubierta de la bacteria; luego las fibras se articulan y las espinas caudales se clavan o fijan en la pared bacteriana. Por último, una enzima hidrolítica, la lisozima, que se encuentra en la plataforma basal, actúa debilitando la pared.

Penetración

La penetración consiste en la entrada del material genético del virus. En los bacteriófagos la cápsida permanece fuera de la bacteria. Lo primero que ocurre es que la vaina se contrae y el tubo, que es rígido, se inserta en la bacteria atravesando la pared y la membrana. A continuación, el ácido nucleico del virus penetra en la célula a través del eje tubular hueco.

Eclipse

El eclipse es la fase durante la cual no se detectan virus completos, puesto que en el interior de la célula están los ácidos nucleicos y nuevas proteínas recién sintetizadas y en el exterior permanece la cápsida vacía. A partir del ADN vírico y utilizando la ARN polimerasa y otros componentes de la bacteria, se sintetiza gran cantidad de ARN mensajero viral (ARNm). Este ARNm se traduce y se producen numerosas proteínas, entre las que podemos distinguir:

• capsómeros
• endonucleasas
• endolisinas

Al destruirse el ADN bacteriano, se detiene el metabolismo celular y pasa a estar al servicio del virus, siendo el ADN vírico quien dirige el funcionamiento de la célula. Además, el ADN vírico comienza a replicarse, sintetizándose múltiples copias.

Ensamblaje

El ensamblaje consiste en la construcción de nuevos virus a partir de sus elementos constitutivos. Las proteínas de la cápsida se asocian entre sí y van englobando al ADN, formando numerosos virus nuevos. En los virus de estructura muy sencilla, el ensamblaje se produce de forma espontánea, simplemente por la afinidad entre las moléculas proteicas; sin embargo, en los más complejos existen genes morfogenéticos que codifican proteínas (enzimas) que controlan el proceso de ensamblaje.

Liberación

La liberación consiste en la salida al exterior de las nuevas partículas víricas. El número de virus producidos en una infección es variable y depende, fundamentalmente, de la especie de virus. Los bacteriófagos T-par producen unas enzimas llamadas endolisinas, que se encargan de degradar la pared bacteriana, rompiéndose la célula (lisis) y quedando libres en el medio los nuevos virus, que están en disposición de infectar nuevas células.

Ciclo lisogénico

A diferencia del ciclo lítico, en el lisogénico el ADN del virus se integra en el ADN de la célula y permanece en ese estado de vida latente, replicándose junto con el propio ADN bacteriano y siendo heredado por las generaciones descendientes. Este tipo de interrelación se denomina lisogenia. Al virus integrado se le llama provirus (o profago, si es bacteriófago) y a la célula que lo contiene se le denomina célula lisogénica.

Se produce una adsorción y penetración igual que en el ciclo lítico. Luego no se dan las etapas de eclipse, ensamblaje y liberación; en su lugar, el ADN del virus se inserta dentro de la molécula de ADN de la bacteria. Esto ocurre por el corte de ambas moléculas por una nucleasa, el apareamiento de los extremos cohesivos y la unión mediada por la ADN ligasa. Allí permanece, de manera que se replica cuando se replica el ADN bacteriano, y así todas las bacterias descendientes de la primera heredan no solo el ADN bacteriano sino también el vírico.

Mientras la bacteria tenga el ADN del profago integrado será inmune a la infección por fagos similares. En un momento dado, de forma espontánea o por inducción provocada por determinados agentes (por ejemplo, luz ultravioleta), el virus puede proseguir con un ciclo lítico, es decir, entrar en las fases de eclipse, ensamblaje y liberación.