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Curso: Ciências e saúde > Unidade 2
Lição 7: BactériasBacteriófagos
Vírus que infectam bactérias. Os ciclos lítico e lisogênico.
Introdução
Até uma bactéria pode pegar um vírus! Os vírus que infectam bactérias são chamados de bacteriófagos e determinados bacteriófagos têm sido estudados detalhadamente em laboratório (fazendo deles alguns dos vírus que conhecemos melhor).
Neste artigo, daremos uma olhada em dois ciclos diferentes que esses bacteriófagos podem utilizar para infectar seus hospedeiros bacterianos:
- O ciclo lítico: O fago infecta a bactéria, apodera-se dela para sintetizar inúmeros fagos, e então mata a célula por explosão (Lise).
- O ciclo lisogênico: O fago infecta uma bactéria e insere seu DNA no cromossomo bacteriano, permitindo que o DNA do fago (agora chamado de profago) seja copiado e transmitido pelo próprio DNA da célula.
Vamos olhar mais de perto cada um desses ciclos.
Um bacteriófago é um vírus que infecta bactérias
Um bacteriófago, ou fago abreviadamente, é um vírus que infecta bactérias. Como outros tipos de vírus, bacteriófagos variam muito em formato e material genético.
- Genomas de fagos podem consistir tanto de DNA quanto RNA, e podem conter de quatro genes até várias centenas
- O capsídeo de um bacteriófago pode ser icosaedral, filamentoso, ou de forma cabeça-cauda. A estrutura cabeça-cauda parece ser exclusiva de fagos e seus parentes próximos (e não é encontrada em vírus cujos hospedeiros são eucarióticos)
Infecções de bacteriófagos
Bacteriófagos, assim como os outros vírus, devem infectar uma célula hospedeira para se reproduzir. As etapas que compõem o processo de infecção são chamadas coletivamente de ciclo de vida do fago.
Alguns fagos podem apenas se reproduzir pelo ciclo de vida lítico, no qual eles explodem e matam as células hospedeiras. Outros fagos podem alternar entre o ciclo de vida lítico e o lisogênico, no qual eles não matam a célula hospedeira (em vez disso, eles são copiados junto com o DNA do hospedeiro a cada divisão celular).
Vamos olhar mais de perto esses dois ciclos. Como exemplo, usaremos um fago chamado lambda (
Ciclo lítico
No ciclo lítico, o fago age como um vírus típico: Ele apodera-se da célula hospedeira e utiliza de seus recursos para fazer inúmeros fagos novos fazendo com que a célula lise (estoure) e morra nesse processo.
Os estágios do ciclo lítico são:
- Adsorção: Proteínas na "cauda" do fago se ligam à receptores específicos (nesse caso, um transportador de açúcar) na superfície da célula bacteriana.
- Entrada: O fago injeta seu genoma de DNA dupla fita no citoplasma da bactéria.
- Replicação do DNA e síntese de proteínas: O DNA do fago é copiado, e os genes do fago são expressos para que haja síntese das proteínas, como as que compõem o capsídeo.
- Montagem do novo fago: Os capsídeos são montados com suas proteínas e são preenchidos com o DNA para fazer inúmeras novas partículas do fago.
- Lise: Ao final do ciclo lítico, o fago expressa genes para proteínas que furam a membrana plasmática e a parede celular. Os furos permitem que água entre na célula, fazendo-a expandir e romper como um balão de água cheio demais.
A ruptura celular, ou lise, libera centenas de novos fagos, os quais podem achar e infectar outras células hospedeiras próximas. Dessa forma, alguns ciclos de infecção lítica podem permitir que fagos se espalhem rapidamente por uma população bacteriana,
Ciclo lisogênico
O ciclo lisogênico permite que um fago se reproduza sem matar a célula hospedeira. Alguns fagos só podem utilizar o ciclo lítico, mas o fago que estamos utilizando como exemplo, lambda (
No ciclo lisogênico, as duas primeiras etapas (adsorção e injeção do DNA) ocorrem exatamente como no ciclo lítico. Entretanto, uma vez que o DNA do fago está dentro da célula, ele não é imediatamente copiado ou expresso para sintetizar proteínas. Ao invés disso, ele se recombina com uma região particular do cromossomo bacteriano. Isso faz com que o DNA do fago seja integrado no cromossomo.
O DNA fágico integrado, chamado de profago, não é ativo: Seus genes não são expressos e, portanto, não levam à produção de novos fagos. Entretanto, cada vez que a célula hospedeira se divide, o profago é copiado junto com o DNA do hospedeiro, ganhando uma "carona". O ciclo lisogênico é menos chamativo (e menos agressivo) que o ciclo lítico, mas no fim das contas, é apenas outra forma de reprodução do fago.
Sob as certas condições, o profago pode se tornar ativo e sair do cromossomo bacteriano, desencadeando as etapas restantes do ciclo lítico (replicação do DNA e síntese protéica, montagem do fago e lise).
Lisar ou não lisar?
Como um fago "decide" entrar no ciclo lítico ou lisogênico quando infecta uma bactéria? Um fator importante é a quantidade de fagos infectando a célula simultaneamente
O que estimula um profago a sair do cromossomo e entrar no ciclo lítico? Ao menos em laboratório, agentes danificadores de DNA (como radiação UV e químicos) desencadeiam a reativação da maioria dos profagos. Entretanto, uma pequena fração de profagos decidem pelo ciclo lítico espontaneamente, mesmo sem estímulos externos
Bacteriófagos vs. antibióticos
Antes da descoberta dos antibióticos, haviam investigações consideráveis sobre bacteriófagos como tratamento para doenças bacterianas humanas. Bacteriófagos atacam apenas seus hospedeiros bacterianos, não células humanas, portanto, eles são potencialmente bons candidatos para tratar doenças em humanos.
Depois que os antibióticos foram descobertos, essa abordagem dos fagos foi amplamente abandonada em inúmeras partes do mundo (particularmente em países anglofónos). Entretanto, fagos continuam sendo utilizados para fins médicos em vários países, incluindo Rússia, Geórgia e Polônia, onde permanecem em uso até hoje
Há um crescente interesse em trazer de volta a "abordagem dos fagos", uma vez que bactérias antibiótico-resistentes tornam-se cada vez mais um problema. Pesquisas são necessárias para avaliar quão seguro e efetivo são os fagos, mas quem sabe? Um dia, seu médico pode prescrever fagos, ao invés de penicilina, para você.
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Por que só falamos de ciclo lisogênico e lítico em bacteriófagos? Tais ciclos não ocorrem nos demais vírus?(4 votos)
Ocorre sim, esses são os ciclos de reprodução dos vírus, eles são apresentados juntos com os bacteriófagos apenas para fins didáticos.(3 votos)
- Por favor, Traduzam esses textos para português. Vai ajudar bastante.(2 votos)
Assunto maravilhoso.
Ótimo para revisar.
Boa leitura!(1 voto)