Biologia de los microorganismos (407)

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286 G E N Ó M I C A , G E N É T I C A Y V I R O L O G Í A
9.4 Bacteriófagos con DNA 
bicatenario: T7 y Mu
Los bacteriófagos de DNA bicatenario (dsDNA) están entre los 
mejores estudiados de todos los virus y en el Capítulo 8 ya se 
han descrito dos de los más importantes, T4 y lambda. Dada su 
importancia en biología molecular, regulación génica y genó-
mica, consideraremos en esta sección dos virus más, el T7 y el 
Mu. 
El bacteriófago T7
El bacteriófago T7 es un virus de DNA relativamente pequeño 
que infecta Escherichia coli y algunas enterobacterias emparen-
tadas con ella. El virión tiene una cabeza icosaédrica y una cola 
muy corta, y su genoma es una molécula de DNA lineal bicate-
nario de unos 40 kbp. 
Cuando un virión T7 se une a una célula hospedadora y se 
inyecta el DNA, los genes tempranos son rápidamente trans-
critos por la RNA polimerasa celular y luego son traducidos. 
Una de estas proteínas tempranas inhibe el sistema de restric-
ción de la célula hospedadora, un mecanismo que protege la 
célula de la entrada de DNA ajeno (  Sección 8.6). Esto tiene 
lugar de inmediato, ya que la proteína anti-restricción del T7 se 
sintetiza y activa antes de que todo el genoma haya entrado en 
la célula. Otras proteínas tempranas son la RNA polimerasa de 
T7 y proteínas que inhiben la actividad de la RNA polimerasa 
celular. La RNA polimerasa de fago T7 reconoce únicamente 
promotores de T7 que se encuentran distribuidos a lo largo del 
genoma de T7. Esta estrategia de transcripción es diferente a la 
del fago T4, ya que este último utiliza la RNA polimerasa de la 
célula durante su ciclo de replicación, pero la modifica de tal 
modo que solo reconozca los genes del fago (  Sección 8.7).
La replicación del genoma de T7 se inicia en un origen de 
replicación dentro de la molécula y se desplaza bidireccional-
mente a partir de ese punto (Figura 9.8a). El fago T7 utiliza su 
propia DNA polimerasa, que es una proteína compuesta que 
incluye un polipéptido codificado por el fago y otro codificado 
por el hospedador. Como en el fago T4, el DNA de T7 tiene 
una repetición terminal en ambos extremos de la molécula y 
estas repeticiones son empleadas finalmente para formar con-
catémeros (Figura 9.8b). La recombinación y replicación con-
tinuadas dan lugar a concatémeros considerablemente largos, 
pero al final una endonucleasa codificada por el fago corta cada 
concatémero en un sitio específico dando lugar a la formación 
de moléculas lineales de DNA con repeticiones terminales que 
son empaquetadas dentro de la cabeza del fago (Figura 9.8c). Sin 
embargo, dado que la endonucleasa de T7 corta el concatémero 
en secuencias específicas, las secuencias de DNA de cada virión 
de T7 son idénticas. Esto es diferente a lo que ocurre en el fago 
T4, cuyo concatémero de DNA se procesa mediante un meca-
nismo de «llenado de cabezas» (head full) que genera genomas 
con permutación circular (  Sección 8.6).
El bacteriófago Mu
El bacteriófago Mu es un fago atemperado, como lambda (  Sec-
ción 8.8), pero tiene la propiedad poco frecuente de replicarse 
por transposición. Los elementos transponibles son secuen-
cias de DNA que pueden moverse de un punto a otro dentro 
del genoma hospedador como unidades genéticas discretas 
(Figura 9.7). Por tanto, con el M13 no hay acumulación intrace-
lular de viriones como ocurre con los típicos bacteriófagos líti-
cos. Varios aspectos del fago M13 lo hacen útil como vehículo 
de clonación y secuenciación de DNA. Por ejemplo, muchos 
aspectos de la replicación del DNA en M13 son muy parecidos 
a los del fago fX714 y el genoma es muy pequeño, lo que facilita 
la secuenciación. En segundo lugar, cuando el M13 adquiere su 
forma replicativa se produce de manera natural DNA bicatena-
rio-bicatenario, que es esencial para la clonación. En tercer lugar, 
dado que las células infectadas siguen creciendo, pueden mante-
nerse de manera indefinida, por lo que tenemos una fuente con-
tinua del DNA clonado. Y finalmente, como ocurre con el fago 
lambda (  Sección 8.8), el genoma de M13 contiene una región 
que no codifica proteínas y puede ser reemplazada por fragmen-
tos de DNA ajeno. Por estas y otras razones, M13 es una herra-
mienta importante de la biotecnología.
MINIRREVISIÓN
 ¿Por qué la formación de la forma replicativa de fX714 es 
necesaria para producir moléculas de mRNA específicas del 
fago?
 En el genoma de fX714 ¿cuál es la diferencia entre la síntesis 
de las proteínas codificadas por el gen B y las del gen A*. 
 ¿Cómo pueden ser liberados los viriones de M13 sin que se 
produzca la muerte de la célula infectada?
+ +
P3 y P6P3 y P6
P7 y P9
Genoma vírico (ssDNA)
Membrana
citoplasmática
Membrana
externa
Proteínas
del canal
D
ir
e
c
c
ió
n
 d
e
l 
d
e
s
p
la
z
a
m
ie
n
to
P8 en la
membrana
P8
P8
(a) (b)
Figura 9.7 Liberación del fago M13. Los viriones del fago M13 salen
de la célula infectada sin lisis. (a) Gemación. El DNA del virus atraviesa 
la envoltura celular a través de un canal construido a partir de proteínas 
víricas. Mientras tanto el DNA es cubierto por proteínas del fago que han 
sido embebidas en la membrana citoplasmática. (b) Virión completo. Los dos 
extremos del virión están cubiertos por un pequeño número de las proteínas 
minoritarias de recubrimiento P3 y P6 (extremo anterior) o P7 y P9 (extremo 
posterior).
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