Biología · Ciclo lítico · País Vasco · 2023

Ejercicio resuelto de Ciclo lítico · Biología · País Vasco · 2023

Opción 4A (2.5 puntos)
En la OSI de Araba se está pensando implantar una nueva estrategia para luchar contra el agente patógeno Staphylococcus, responsable de muchas de las infecciones hospitalarias, es decir, aquellas que el paciente adquiere en el propio centro sanitario. Dicha estrategia consistiría en utilizar bacteriófagos para limpiar las superficies de los baños y habitaciones de los pacientes.

a) Los fagos que se utilizarán tendrán un ciclo lítico. Explique y nombre cada una de las fases de este ciclo. (1,5 p)
b) ¿Por qué no se eligen fagos con un ciclo lisogénico? Razone brevemente la respuesta, indicando la diferencia principal entre ambos ciclos. (0,5 p)
c) En un comunicado sobre la nueva estrategia se afirma que “los microorganismos que se utilizarán en esta prueba para limpiar las superficies son seguros para los humanos”. Razone la respuesta. (0,5 p)

Solución

a) Los fagos que se utilizaraˊn tendraˊn un ciclo lıˊtico. Explique y nombre cada una de las fases de este ciclo. (1,5 p)\textbf{a) Los fagos que se utilizarán tendrán un ciclo lítico. Explique y nombre cada una de las fases de este ciclo. (1,5 p)}

El ciclo lítico es la forma de multiplicación en la que el bacteriófago aprovecha la maquinaria de la bacteria para fabricar copias de sí mismo y acaba destruyéndola. Consta de cinco fases.

i) Fijación o adsorción. El virus reconoce mediante las fibras de su cola un receptor específico de la pared de la bacteria y se ancla a él. Esta especificidad es la que determina qué bacterias puede infectar cada fago.

ii) Penetración o inyección. El fago perfora la pared con la ayuda de una lisozima y contrae su vaina, inyectando su ácido nucleico en el interior de la bacteria. La cápsida vacía queda fuera, adherida a la superficie.

iii) Eclipse o replicación. Es la fase en que no se observan virus completos. El ácido nucleico vírico desvía la maquinaria bacteriana a su servicio: se degrada el ADN de la bacteria, se replica muchas veces el genoma vírico y se transcriben y traducen sus genes, con lo que se fabrican las proteínas de la cápsida y de la cola.

iv) Ensamblaje o maduración. Las piezas sintetizadas se ensamblan: se forman las cabezas, se empaqueta en ellas el ácido nucleico y se acoplan las colas, hasta obtener cientos de viriones completos.

v) Lisis o liberación. Una lisozima vírica rompe la pared bacteriana, la célula estalla y los nuevos fagos salen al medio, listos para infectar otras bacterias.

b) ¿Por queˊ no se eligen fagos con un ciclo lisogeˊnico? Razone brevemente la respuesta, indicando la diferencia principal entre ambos ciclos. (0,5 p)\textbf{b) ¿Por qué no se eligen fagos con un ciclo lisogénico? Razone brevemente la respuesta, indicando la diferencia principal entre ambos ciclos. (0,5 p)}

La diferencia principal es que en el ciclo lisogénico el fago no destruye a la bacteria. Tras inyectar su ácido nucleico, este se integra en el cromosoma bacteriano y queda en estado latente como profago, replicándose pasivamente cada vez que la bacteria se divide y transmitiéndose así a toda su descendencia. Solo mucho después, si algún factor lo induce, el profago se escinde y entra en ciclo lítico.

Para el objetivo que se persigue —eliminar el Staphylococcus de las superficies del hospital— ese comportamiento es inútil e incluso contraproducente. Un fago lisogénico dejaría la bacteria viva y multiplicándose, de modo que la superficie no quedaría desinfectada. Además, la lisogenia puede aportar a la bacteria genes nuevos procedentes del profago —el fenómeno de la conversión lisogénica—, que en ocasiones son genes de toxinas o de resistencia, con lo que la bacteria podría volverse más peligrosa en lugar de desaparecer.

Solo el ciclo lítico garantiza la destrucción efectiva e inmediata de la población bacteriana.

c) En un comunicado sobre la nueva estrategia se afirma que los microorganismos que se utilizaraˊn en esta prueba para limpiar las superficies son seguros para los humanos. Razone la respuesta. (0,5 p)\textbf{c) En un comunicado sobre la nueva estrategia se afirma que los microorganismos que se utilizarán en esta prueba para limpiar las superficies son seguros para los humanos. Razone la respuesta. (0,5 p)}

La afirmación es correcta, y la razón es la especificidad de hospedador de los virus.

Un virus solo puede infectar aquellas células cuyos receptores de superficie reconocen sus proteínas de anclaje. Los bacteriófagos están adaptados a reconocer estructuras de la pared bacteriana —peptidoglucano, lipopolisacáridos, proteínas propias de las bacterias— que las células humanas sencillamente no poseen, porque carecen de pared celular.

Sin ese reconocimiento inicial el fago no puede fijarse, y sin fijación no hay inyección ni infección posible. Por eso un bacteriófago que destruye Staphylococcus resulta inocuo para las células del paciente y del personal sanitario.

Cabe añadir que en esto reside la principal ventaja de la fagoterapia frente a los antibióticos de amplio espectro: el fago ataca solo a la especie bacteriana diana y respeta la microbiota beneficiosa.

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