Bacteriófago

¿Qué es un bacteriófago?

Un bacteriófago, también conocido simplemente como fago, es un tipo de virus que infecta y se replica dentro de bacterias. Los bacteriófagos son considerados uno de los virus más abundantes y diversos en la naturaleza, y juegan un papel crucial en la regulación de las poblaciones bacterianas y la transferencia de material genético entre bacterias a través de un proceso llamado transducción.

Los bacteriófagos fueron descubiertos a principios del siglo XX por Frederick Twort y Félix d'Hérelle, quienes observaron que estos virus podían lisar o destruir las bacterias. Desde entonces, los fagos han sido objeto de intensiva investigación debido a su potencial en la biotecnología, la medicina y la ecología microbiana.

Estructuralmente, los bacteriófagos pueden ser muy diversos, pero generalmente consisten en una cápside proteica que contiene su material genético, que puede ser ADN o ARN. Algunos fagos también tienen una cola que les permite adherirse a las bacterias y inyectar su material genético en la célula huésped. Una vez dentro de la bacteria, el material genético del fago puede seguir uno de dos ciclos replicativos: el ciclo lítico o el ciclo lisogénico.

En el ciclo lítico, el fago se replica rápidamente dentro de la bacteria, produciendo nuevas partículas de fago. Estas nuevas partículas fagales se ensamblan y eventualmente causan la lisis de la célula bacteriana, liberando los nuevos fagos al entorno, donde pueden infectar nuevas células bacterianas. Este ciclo es responsable de la capacidad de los fagos de controlar las poblaciones bacterianas, y ha sido explotado en la terapia fagocítica para tratar infecciones bacterianas.

En el ciclo lisogénico, el material genético del fago se integra en el genoma de la bacteria huésped y se replica junto con él cada vez que la célula se divide. En este estado, el fago se llama profago y puede permanecer inactivo durante largos períodos de tiempo. Bajo ciertas condiciones, el profago puede entrar en el ciclo lítico y comenzar a producir nuevos fagos, lo que resulta en la lisis de la célula bacteriana.

La terapia con fagos, o fagoterapia, es un enfoque terapéutico que utiliza bacteriófagos para tratar infecciones bacterianas. Este método tiene varias ventajas sobre el uso de antibióticos tradicionales. Los fagos son específicos para ciertas cepas bacterianas, lo que significa que pueden atacar a las bacterias patógenas sin afectar a la microbiota beneficiosa del paciente. Además, los fagos pueden evolucionar junto con las bacterias, lo que les permite superar la resistencia bacteriana que puede surgir con el uso prolongado de antibióticos.

El uso de fagos en la medicina se ha explorado en varias áreas, incluyendo el tratamiento de infecciones resistentes a los antibióticos, la descontaminación de superficies y equipos médicos, y la terapia de enfermedades bacterianas crónicas como la fibrosis quística. Los estudios clínicos han demostrado la eficacia de los fagos en el tratamiento de infecciones bacterianas difíciles de tratar, y la investigación continua está centrada en optimizar la administración de fagos y superar los desafíos regulatorios.

Además de su uso en la terapia, los fagos tienen aplicaciones importantes en la biotecnología y la investigación. Los fagos se utilizan como herramientas para la ingeniería genética, donde sus mecanismos de transferencia de genes se aprovechan para insertar o eliminar genes en bacterias. También se emplean en la detección y diagnóstico de bacterias patógenas, ya que los fagos pueden ser diseñados para reconocer y lisar bacterias específicas, proporcionando una señal detectable.

En la ecología microbiana, los fagos desempeñan un papel fundamental en la regulación de las poblaciones bacterianas y la dinámica de las comunidades microbianas. Los fagos influyen en la evolución de las bacterias a través de la presión selectiva y la transferencia horizontal de genes, lo que puede incluir genes de resistencia a antibióticos y factores de virulencia. Este proceso contribuye a la diversidad genética y la adaptación de las bacterias a diferentes entornos.

La investigación sobre bacteriófagos también ha llevado al descubrimiento de sistemas de defensa bacterianos, como el sistema CRISPR-Cas, que las bacterias utilizan para defenderse contra la infección por fagos. El sistema CRISPR-Cas ha sido revolucionario en la biología molecular y la ingeniería genética, permitiendo la edición precisa del genoma en una variedad de organismos.

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