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16.4: Ciclo Lisogénico de los Bacteriófagos
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Lysogenic Cycle of Bacteriophages
 
TRANSCRIPCIÓN

16.4: Lysogenic Cycle of Bacteriophages

16.4: Ciclo Lisogénico de los Bacteriófagos

In contrast to the lytic cycle, phages infecting bacteria via the lysogenic cycle do not immediately kill their host cell. Instead, they combine their genome with the host genome, allowing the bacteria to replicate the phage DNA along with the bacterial genome. The incorporated copy of the phage genome is called the prophage. Some prophages can re-activate and enter the lytic cycle. This often occurs in response to a perturbation, such as DNA damage, but can also transpire in the absence of external cues.

Lysogenic Conversion

In some cases, the genes encoded by prophages can alter the phenotype of the infected bacterium, a process known as lysogenic conversion. Some phages encode proteins or toxins called virulence factors that can facilitate bacterial infections. Through lysogenic conversion, normally non-pathogenic bacteria can become highly virulent via infection by a phage carrying virulence factors.

For example, such phages are largely responsible for the pathogenicity of the bacterial species that cause botulism (Clostridium botulinum), diphtheria (Corynebacterium diphtheriae), and cholera (Vibrio cholerae). Without lysogenic conversion, these bacteria do not usually cause disease.

A particularly well-studied example of lysogenic conversion is that of the Escherichia coli strain O157:H7. Several massive food recalls have stemmed from contamination by E. coli O157:H7. This strain of E. coli has been infected by a phage that encodes Shiga-like toxin (Stx), which can cause intestinal bleeding and kidney failure. In the lysogenic cycle, Stx is not produced, and the bacteria do not cause disease. The phage must re-enter the lytic cycle for Stx to be produced. Unfortunately, certain antibiotics can trigger the induction of the prophage and consequent Stx production, making treatment of these infections difficult. Current research is investigating novel therapies that prevent initiation of the prophage.

A diferencia del ciclo lítico, los fagos que infectan bacterias a través del ciclo lisogénico no matan inmediatamente a su célula huésped. En su lugar, combinan su genoma con el genoma del huésped, permitiendo a las bacterias replicar el ADN del fago junto con el genoma bacteriano. La copia incorporada del genoma del fago se denomina profago. Algunos profagos pueden reactivar e introducir el ciclo lítico. Esto a menudo ocurre en respuesta a una perturbación, como daño en el ADN, pero también puede transpirar en ausencia de señales externas.

Conversión lisogénica

En algunos casos, los genes codificados por prophages pueden alterar el fenotipo de la bacteria infectada, un proceso conocido como conversión lisogénica. Algunos fagos codifican proteínas o toxinas llamadas factores de virulencia que pueden facilitar infecciones bacterianas. A través de la conversión lisogénica, normalmente las bacterias no patógenas pueden llegar a ser altamente virulentas a través de la infección por un fago portador de factores de virulencia.

Por ejemplo, estos fagos son en gran parte responsables de la patogenicidad de las especies bacterianas que causan botulismo (Clostridium botulinum), difteria (Corynebacterium diphtheriae), y el cólera (Vibrio cholerae). Sin la conversión lisogénica, estas bacterias no suelen causar enfermedades.

Un ejemplo particularmente bien estudiado de conversión lisogénica es el de la cepa Escherichia coli O157:H7. Varios retiros masivos de alimentos han provenido de la contaminación por E. coli O157:H7. Esta cepa de E. coli ha sido infectada por un fago que codifica la toxina similar a Shiga (Stx), que puede causar sangrado intestinal e insuficiencia renal. En el ciclo lisogénico, Stx no se produce, y las bacterias no causan enfermedad. El fago debe volver a entrar en el ciclo lítico para que Stx sea producido. Desafortunadamente, ciertos antibióticos pueden desencadenar la inducción del profago y la consiguiente producción de Stx, dificultando el tratamiento de estas infecciones. La investigación actual está investigando nuevas terapias que impiden el inicio del profago.


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