los virus infectan a las bacterias

¿sabía que las bacterias pueden enfermarse, al igual que usted? Si alguna vez ha contraído un resfriado o ha tenido gripe, sabe que no es divertido infectarse con un virus., Bueno, resulta que la mayoría de los virus en el mundo infectan bacterias en lugar de personas. Los científicos llaman a estos virus bacteriófagos (que literalmente significa «comedores de bacterias»). Hay alrededor de 1030 virus en el océano (que es uno con 30 ceros detrás de él!). ¡Eso es más virus que estrellas en el universo! La mayoría de estos virus oceánicos infectan bacterias .

tal vez todo esto es nuevo para usted, pero las bacterias y los virus han existido durante mucho tiempo. Las bacterias han estado evolucionando junto con los virus desde el origen de la vida., Han estado encerrados en una batalla constante durante más de 3 mil millones de años . Después de todo ese tiempo, las bacterias han desarrollado algunos trucos para defenderse.

las bacterias se defienden a sí mismas, al igual que nosotros

Su cuerpo tiene muchas maneras de evitar que se enferme o de ayudarlo a mejorar más rápidamente cuando se enferma. Su primera línea de defensa es su piel y las membranas dentro de su cuerpo. Estos mantienen a las bacterias y virus desagradables alejados como una pared. Cuando te haces un corte, ¿por qué tienes que tener cuidado de mantenerlo limpio? Para que no contraiga una infección.,

a veces, sin embargo, su piel no es suficiente y se enferma. Cuando usted tiene fiebre, eso es una señal de que su cuerpo está tratando de luchar contra lo que está causando que usted esté enfermo. Hay algunas formas inteligentes en que su cuerpo puede combatir las infecciones . Después de que su cuerpo combate una infección por un virus por primera vez, puede formar un recuerdo de cómo se ve ese virus. De esa manera, no volverías a enfermarte de ese virus. Reconocerás al «malo» y te defenderás. Llamamos a esta memoria «inmunidad adaptativa», y es por eso que las personas generalmente solo contraen la varicela una vez, y también es por eso que las vacunas funcionan., Una vacuna muestra a su cuerpo un poco como un virus muerto o debilitado, para que su cuerpo pueda recordar el virus y luchar contra la versión viva más adelante. Sin embargo, algunos virus cambian con el tiempo, por lo que estos recuerdos no funcionan para siempre. ¿Te has resfriado o te has resfriado más de una vez? Esto se debe a que estos virus cambian rápidamente. Cada vez que se enferma, en realidad es una versión ligeramente diferente del resfriado o la gripe.

Las bacterias parecen mucho más simples que nosotros. Después de todo, son muy pequeños y solo están formados por una sola célula. Las bacterias no tienen cerebro ni otros órganos., Incluso su única célula parece mucho más simple que una de nuestras propias células. Aun así, las bacterias pueden defenderse de los virus como nosotros.

En primer lugar, cada bacteria está rodeada por una «membrana celular» y una «pared celular».»Estas estructuras son como escudos que protegen a las bacterias del mundo, de manera similar a la forma en que tu piel te protege. Los virus necesitan adherirse al exterior de una célula y penetrar para entrar. Si las bacterias cambian la forma de sus paredes celulares, esto puede evitar que los virus se peguen a ellas. Entonces las bacterias están protegidas de la infección.,

¿Qué sucede si un virus pasa a través de la pared celular de una bacteria? Bueno, algunas bacterias también tienen inmunidad adaptativa, ¡igual que nosotros! Eso significa que pueden almacenar un recuerdo de un virus para ayudarlos a protegerse más adelante. Los científicos solo descubrieron esto relativamente recientemente . Antes, nadie pensaba que las bacterias eran lo suficientemente complejas como para tener algo como la inmunidad adaptativa. La naturaleza continúa sorprendiendo a los científicos con cosas nuevas y extrañas. Llamamos al sistema que proporciona inmunidad adaptativa en bacterias el sistema «CRISPR».,

CRISPR significa «repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas», que es una forma complicada de describir cómo se ve CRISPR. Cuando los científicos secuenciaron el código genético de algunas bacterias (su ADN), encontraron un patrón en el que la misma secuencia corta se repetía una y otra vez con algunas brechas entre ellas (regularmente intercaladas). Estos bits cortos repetidos eran palíndromos, lo que significa que se veían igual hacia adelante o hacia atrás (como las palabras «kayak» y «coche de carreras»). Finalmente, todas las repeticiones se encontraron agrupadas cerca unas de otras en el ADN bacteriano., Por lo tanto, a los científicos se les ocurrió el nombre CRISPR. Admitimos que el nombre es bastante confuso, pero no me preocuparía si fuera tú. Los científicos hacen un buen trabajo al averiguar cómo funciona el mundo, pero no somos buenos para idear nombres simples para las cosas.

¿cómo funciona CRISPR?

¿Qué queremos decir cuando decimos que CRISPR ayuda a las bacterias a «recordar» un virus? Bueno, para entender eso, primero tienes que entender qué es un virus. A diferencia de los humanos, y a diferencia de las bacterias, los virus no están hechos de células., En cambio, un virus es un montón de ADN o ARN (una molécula relacionada con el ADN) empaquetados estrechamente en una cápsula hecha de proteínas. Puedes pensar en el ADN como un libro largo que describe cómo se supone que es un ser vivo. Por ejemplo, tu ADN describe cómo debería funcionar tu cuerpo, y este «código», junto con el mundo que te rodea, da forma a cómo creces. Todos los seres vivos almacenan su código genético como ADN, pero algunos virus tienen ARN en su lugar., El ARN hace más o menos lo mismo que el ADN para los virus, pero está construido un poco diferente (piense en el código para esos virus que se escribe en tabletas de piedra en lugar de papel).

al comienzo de una infección, el ADN o ARN del virus se inyecta en una célula (una célula humana, si el virus infecta a los seres humanos, o una célula bacteriana, si el virus infecta a las bacterias). Después, el virus reprograma la célula para hacer muchas copias del virus. Finalmente, estas copias se empaquetan en nuevas cápsulas. Finalmente, la célula se rompe y muchos virus recién nacidos salen al mundo para infectar nuevas células., Puede ver cómo funciona esto en la Figura 1.

CRISPR en células bacterianas funciona en dos pasos. Primero, cuando una bacteria tiene un sistema CRISPR, puede almacenar pequeños trozos de ADN viral. Cada una de estas piezas puede ser pensada como un «recuerdo» diferente.»Ahora la bacteria conoce parte del «Código» del virus y puede reconocerlo como un «chico malo» más adelante., Si un virus se inyecta a sí mismo en una célula, y ese virus coincide con uno de los recuerdos almacenados de la bacteria, entonces la bacteria sabe que hay algo mal. Una vez que la bacteria sabe que está siendo infectada, comienza el segundo paso de la inmunidad CRISPR. La bacteria utiliza su sistema CRISPR para cortar el virus antes de que el virus tenga la oportunidad de hacer copias de sí mismo. ¡Voila, no hay infección! Mostramos cómo funciona esto en la Figura 2. Por supuesto, las bacterias no» piensan «o» saben » cosas como nosotros, porque no tienen cerebro., Todos los pasos en la inmunidad CRISPR ocurren automáticamente, pero es útil pensar en ellos como «memoria» cuando se trata de entender cómo funcionan.

¿por qué nos preocupamos tanto por CRISPR?

recientemente, CRISPR ha estado en las noticias mucho. ¡La gente está muy entusiasmada con este extraño sistema que las bacterias usan para combatir los virus! ¿Por qué tanto entusiasmo preguntas?, Bueno, resulta que los humanos somos bastante buenos robando las herramientas que las bacterias han evolucionado durante miles de millones de años y usándolas para nuestros propios propósitos. Los científicos han sido capaces de convertir CRISPR en una forma de» edición de ADN». Las bacterias utilizan CRISPR para cortar el ADN de los virus de una manera muy específica. ¡Los científicos han descubierto cómo usar CRISPR para cortar cualquier ADN con mucha precisión de la manera que queramos!

¿Por qué los científicos quieren editar el ADN de todos modos? Algunas enfermedades humanas son muy difíciles de curar porque están codificadas en nuestro ADN. Estas enfermedades no son causadas por virus o bacterias., Algunos ejemplos son la anemia de células falciformes y la fibrosis quística. Estas enfermedades son causadas por pequeños cambios en el código genético. Estos cambios hacen que el cuerpo funcione de manera ligeramente diferente de la forma en que lo haría de otra manera. Con CRISPR, podemos editar el ADN, y tal vez arreglar estos pequeños cambios. Esto significa que CRISPR podría usarse para ayudar a curar algunas de estas enfermedades genéticas. Pero eso no es todo. Los científicos están usando CRISPR para diseñar cultivos más resistentes para que podamos comer, para tratar de deshacernos de los mosquitos portadores de enfermedades, y mucho más.

todavía estamos aprendiendo cómo utilizar mejor CRISPR como herramienta., Es importante que nos aseguremos de usar CRISPR por buenas razones. Recientemente, un científico informó que había utilizado CRISPR para editar el ADN de dos niños. Estaba tratando de hacerlos resistentes a ciertas enfermedades. La comunidad científica mundial estaba muy preocupada cuando se enteraron de esto. Muchos científicos estaban preocupados por los procedimientos científicos utilizados. Otros dudaron si el investigador había actuado éticamente. Muchos científicos pensaron que el beneficio no superaba los riesgos. Las enfermedades que las ediciones habrían prevenido son fácilmente prevenibles con otros métodos., La tecnología CRISPR aún no es perfecta y podría ser perjudicial. A menudo, CRISPR puede introducir cambios en el ADN donde no queremos. Usar la tecnología en humanos puede ser arriesgado. Es importante recordar que, solo porque un científico puede hacer algo, no significa que deba hacerlo. Los científicos de todo el mundo con frecuencia celebran grandes reuniones para discutir estos temas y la mejor manera de avanzar. En esas reuniones, se preguntan unos a otros, y a los miembros del público, preguntas como: «¿está bien editar el ADN de un humano?»y» si es así, ¿cuándo estaría bien?»¿ Qué piensas?, ¿Y si usamos CRISPR para curar enfermedades? ¿Qué pasa si lo usamos para otros propósitos, como hacer personas más inteligentes o más fuertes? ¿Y si solo algunas familias pueden permitírselo? Es importante que nos hagamos estas preguntas y que incluyamos a personas preocupadas de todo el mundo. De esa manera podemos elegir un camino que tenga mejor en cuenta las necesidades y preocupaciones de todos los involucrados.

Glosario

Virus: un virus es una pequeña cantidad de ADN o ARN rodeado por una cáscara de proteína. Básicamente, un virus es solo un manual de instrucciones para construir más virus., Cuando el virus entra en una célula viva (una célula humana, si el virus infecta a los seres humanos, o una célula bacteriana, si el virus infecta a las bacterias) reprograma esa célula y convierte la célula en una fábrica de virus.

inmunidad adaptativa: todos los organismos tienen diferentes tipos de inmunidad para protegerse contra la infección. Los sistemas inmunológicos adaptativos permiten a los organismos recordar infecciones del pasado para luchar mejor contra esas mismas infecciones en el futuro.

Bacteria: una bacteria es un organismo microscópico formado por una sola célula. Sus células también son mucho más simples que las de un humano., Algunas bacterias pueden enfermarlo, pero la mayoría no. De hecho, usted confía en las bacterias en su intestino para mantenerse saludable!

CRISPR: CRISPR es un sistema inmunitario adaptativo que las bacterias utilizan para combatir las infecciones virales. CRISPR permite a las bacterias recordar los virus que han visto en el pasado, y reconocer y combatir estos virus en el futuro.

edición de ADN: los científicos han descubierto cómo usar CRISPR para editar ADN. Eso significa que potencialmente pueden reescribir el «manual de instrucciones» que le dice a cada organismo cómo vivir y crecer. A esto lo llamamos «edición de ADN».,»

Declaración de conflicto de intereses

los autores declaran que la investigación se realizó en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un potencial conflicto de intereses.

Suttle, C. A. 2005. Virus en el mar. Nature 437:356. doi: 10.1038/nature04160

Chaplin, D. D. 2010. Resumen de la respuesta inmune. J. Allergy Clin. Immunol. 125: S3–23. doi: 10.1016 / j. jaci.2009.12.980