Aulas

O que é Bacteriófago

Virus bacteriófagos: estrutura, ciclo de vida, características

Um bacteriófago, também chamado de fago, é um vírus que infecta bactérias. A palavra “fago” significa comer, então o significado literal da palavra bacteriófago é comedor de bactérias.

Pode parecer estranho que criaturas tão pequenas quanto bactérias possam ser infectadas com um vírus, mas os bacteriófagos são cerca de 40 vezes menores que as bactérias e aparentemente existem há tanto tempo quanto as bactérias.

Este artigo fornecerá um esboço de como os bacteriófagos funcionam e seus possíveis benefícios.

Veja a animação abaixo para entender como funciona o ataque de bacteriófagos a bactérias.

Bacteriófago – Estrutura e Função

Os bacteriófagos foram comparados com “naves espaciais capazes de transportar o genoma viral entre células suscetíveis e depois se reproduzirem nessas células”.

Os bacteriófagos é, de fato, um organismo muito simples que consistem em um ácido nucleico (DNA ou RNA) cercado por uma camada proteica, uma cauda proteica oca e fibras da cauda.

A estrutura geral de um bacteriófago é mostrada na imagem abaixo.

estrutura geral de um bacteriófago

As principais estruturas virais encontradas em um fago são:

  • genoma viral
  • capsômero
  • capsídeo
  • nucleocapsídeo
  • envelope viral
  • bainha contrátil
  • fibras de proteína da cauda

Os bacteriófagos não podem se reproduzir sem uma célula bacteriana. A partícula viral do bacteriófago se liga a uma bactéria e se liga à célula.

A partícula injeta material genético na célula. O material genético assume o controle da célula, fazendo com que ela produza material genético bacteriófago adicional.

O vídeo abaixo abaixo descreve o ciclo de vida do bacteriófago.

Além disso, o material genético do bacteriófago força a célula a produzir camadas proteicas, caudas de proteínas ocas e fibras da cauda, ​​que são então montadas em novas partículas de bacteriófagos.

Finalmente, quando não for possível produzir mais partículas de bacteriófagos, a célula se abre, liberando as novas partículas de bacteriófagos no ambiente para repetir o processo com outras células bacterianas.

Esse processo de infecção, replicação e liberação de novas partículas de bacteriófagos continua até que não haja mais células a infectar.

No entanto, a descrição do ciclo de vida dos bacteriófagos pode gerar perguntas. Se esse processo ocorre com células bacterianas, o que impede que isso aconteça com células vegetais, animais ou humanas?

Como um fago reconhece uma bactéria

A superfície de cada célula contém uma mistura única de proteínas, carboidratos, gorduras e outros compostos orgânicos.

Esses compostos orgânicos na superfície das células bacterianas permitem que os bacteriófagos reconheçam e fixem apenas certas células bacterianas.

Se os bacteriófagos não reconhecerem a mistura característica de proteínas, carboidratos e gorduras, eles não se ligam à célula. Isso significa que os bacteriófagos não se ligam às células, a menos que sejam bactérias.

Os compostos orgânicos na superfície das membranas celulares de vegetais e animais  não são reconhecidos por bacteriófagos e não se ligam.

Além disso, o material genético injetado nas células por um bacteriófago é capaz apenas de atuar sobre o conteúdo interno bacteriano.

Como o conteúdo interno das células vegetais e animais é diferente das células bacterianas, o material genético do bacteriófago não pode assumir o controle da célula.

Isso significa que, mesmo que um bacteriófago prenda e injete material genético em uma célula, o material não poderá assumir o controle da maquinaria interna dessas células.

Devido à especificidade dos bacteriófagos, eles são considerados seguros e, de fato, não foram relatados bacteriófagos para infectar células vegetais, animais ou humanas.

De fato, os bacteriófagos tendem a ser muito específicos nas bactérias que infectam. Por exemplo, um bacteriófago T4, que infectou uma E. coli não infectaria uma Salmonella. Essa especificidade pode ser uma vantagem e uma desvantagem.

Especificidade pode significar que organismos patogênicos específicos são eliminados, enquanto organismos benéficos são deixados ilesos.

No entanto, quando vários organismos são responsáveis ​​por um problema ou infecção dentro de um animal, os bacteriófagos devem ser direcionados a cada organismo.

Os bacteriófagos podem ser benéficos no tratamento de doenças humanas, animais e até vegetais.

Fagos e sua classificação

A classificação do vírus é baseada em características como morfologia, tipo de ácido nucleico, modo de replicação, organismo hospedeiro e tipo de doença.

O Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV) produziu um sistema ordenado para classificar vírus.

Lembre-se, que fago e bacteriófago são sinônimos.

Os fagos são encontrados em uma variedade de morfologias: fagos filamentosos, fagos com envelope viral contendo lipídios e fagos com lipídios no invólucro das partículas.

fagos filamentosos, fagos com envelope viral contendo lipídios e fagos com lipídios no invólucro das partículas

Eles têm um genoma, DNA ou RNA, que pode ser de fita simples ou dupla, e contêm informações sobre as proteínas que constituem as partículas, proteínas adicionais responsáveis ​​pela mudança do metabolismo molecular das células em favor de vírus e, portanto, informações sobre o processo de auto-montagem.

O genoma pode ser um ou multipartido e está localizado dentro do capsídeo do fago.

Quase 5500 vírus bacterianos foram caracterizados por microscopia eletrônica. A forma dos vírus está intimamente relacionada ao seu genoma, e um genoma grande indica um capsídeo grande e, portanto, uma organização mais complexa.

O grupo de fagos mais estudado são os fagos de cauda (ordem Caudovirales ), que são classificados pelo tipo de cauda,

Os Siphoviridae têm uma cauda longa não contrátil, os Podoviridae têm uma cauda curta não contrátil e os Myoviridae têm uma cauda contrátil complexa.

Uma Breve História dos Bacteriófagos

Em 1896, um pesquisador relatou que quando as águas dos rios Ganges e Jumna, na Índia, foram filtradas para remover as bactérias, algo nas águas era antibacteriano.

Cerca de 20 anos depois, outros pesquisadores demonstraram que um vírus estava envolvido e denominaram o vírus “bacteriófago”.

Em vista do fato de que, na época, ainda não foram descobertos medicamentos com sulfa e antibióticos, os bacteriófagos eram explorados como tratamentos de doenças causadas por bactérias.

Uso dos bacteriófagos no tratamento de doenças bacterianas

O primeiro uso relatado de bacteriófago para tratar uma doença bacteriana veio da França em 1921. Os bacteriófagos foram utilizados para tratar uma variedade de doenças.

Eles foram tomados por via oral, aplicados em feridas, aplicados como aerossóis, administrados como injeções e usados ​​em colírios.

As taxas de sucesso da terapia com bacteriófagos foram relatadas em 75 a 100%, dependendo do patógeno envolvido.

No entanto, na década de 1940, novos medicamentos “milagrosos”, os antibióticos, tornaram-se amplamente disponíveis e o bacteriófago, ou terapia com fagos, foi amplamente abandonado pelo mundo ocidental.

No entanto, as dificuldades atuais com bactérias resistentes a antibióticos levaram os pesquisadores a reexaminar os bacteriófagos.

No Brasil existem algumas linhas de pesquisas que usam os bacteriófagos no tratamento de doenças bacterianas.

As possibilidades não se restringem a tratamento em humanos, pois os fagos podem ser usados no tratamento da água e até de alimentos.

Sumário

Bacteriófagos são vírus que infectam apenas células bacterianas. Devido à especificidade dos bacteriófagos, eles são considerados seguros e não foram relatados para infectar células vegetais, animais ou humanas.

Os bacteriófagos, ou fagos, são utilizados no tratamento de doenças bacterianas há mais de 80 anos na Europa Oriental.

As dificuldades atuais com bactérias resistentes a antibióticos levaram os pesquisadores a reexaminar bacteriófagos.

Leitura sugerida

Referências bibliográficas

DE COSTA LUNA, Luciana et al. Eficiência de Wetlands construídos com dez dias de detenção hidráulica na remoção de colífagos e bacteriófagos. Revista de biologia e ciências da terra, v. 3, n. 1, p. 0, 2003. – ISSN: 1519-5228

ROSSI, Lívia Píccolo Ramos; ALMEIDA, Rogeria Comastri de Castro. Bacteriófagos para controle de bactérias patogênicas em alimentos. Revista do Instituto Adolfo Lutz (Impresso), v. 69, n. 2, p. 151-156, 2010. – ISSN 0073-9855

Traduzido de:

Daniel Pereira

Daniel Pereira é biólogo graduado pela Unesp e atualmente faz especialização em ensino de ciências e matemática. Professor de ciências e biologia é também o fundador do site Planeta Biologia

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