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UNIDAD IV | BIOLOGÍA Microorganismo es todo ser de tamaño microscópico. Seres acelulares → Virus, viroides, priones Reino Monera → eubacterias y micoplasmas Reino protista → protozoos Reino Fungi → Hongos parásitos Cuando un microorganismo genera enfermedad se le apoda "patógeno". VIRUS Un virus es un ser acelular constituido por una cápside proteínica que envuelve a un ácido nucleico. Algunos presentan además una envoltura lipoprotéica; a los que no la poseen se les llama virus desnudos. Existen 3 morfologías [HELICOIDALES o CILÍNDRICAS] Virus de la gripe Virus del mosaico del tabaco Cápside, Capsómero y ARN [POLIÉDRICOS] Hepatitis B Faringitis https://www.craft.do https://static.vecteezy.com/system/resources/previews/011/696/737/non_2x/structure-of-the-helical-virus-vector.jpg Gastroenteritis Conjuntivitis [COMPLEJOS] Virus de bacterias o "bacteriófagos" (también llamados FAGOS) Según su ácido nucleico, pueden ser. Con ADN. https://www.craft.do https://external-content.duckduckgo.com/iu/?u=https%3A%2F%2Fwww.mypathologyreport.ca%2Fwp-content%2Fuploads%2F2020%2F03%2FVirus-paritcle-detailed-scaled-e1584553307968.jpg&f=1&nofb=1&ipt=477858266edf29cef136a742923a027ccb5e0ff1a03f9bcc42e640e38cc51eb3&ipo=images https://res.craft.do/user/full/0a832573-2960-7ebf-a73c-92ddf0a7ad8f/doc/1f9ac9b8-81bf-4292-9ff4-f8dc0a768cb6/4dce9093-4394-4035-b630-a95f4bd5077b https://haygot.s3.amazonaws.com/questions/643756_241872b1cea74fd8bf87099660c13c36.png Bicatenario Monocatenario Con ARN Bicatenario Monocatenario (+) o (-) Monocatenario (+) por transcripción inversa pasa a ADN bicatenario por la transcriptasa inversa. Ejemplo clásico: VIH/SIDA Fisiología de los virus Son parásitos obligados. Carecen de metabolismo propio, por ello precisan de la maquinaria biosintética de una célula procariota o eucariota para reproducirse. EXISTEN DOS TIPOS DE CICLOS REPRODUCTIVOS EN LOS VIRUS Ciclo lítico El ciclo lítico es el proceso de replicación de los virus que infectan bacterias, también conocidos como bacteriófagos. El ciclo lítico se divide en varias etapas: Adsorción: El virus se adhiere a la superficie de la célula bacteriana y se une a un receptor específico en la membrana celular. Penetración: El virus inyecta su material genético en la célula bacteriana, ya sea su ADN o ARN, junto con proteínas virales. Síntesis temprana: El material genético viral se replica y se transcribe temprano en la infección. El virus utiliza la maquinaria celular de la célula huésped para producir proteínas virales tempranas. Síntesis tardía: La célula huésped se utiliza para producir copias del material genético del virus y proteínas virales tardías. Los nuevos virus se ensamblan dentro de la célula huésped. Lisis: Finalmente, la célula huésped se lisa o se rompe, liberando los nuevos virus para infectar otras células bacterianas. Va de 20-40min Ciclo lisogénico (bacteriófagos) El ciclo lisogénico es uno de los dos ciclos de replicación de los virus que infectan bacterias, conocidos como bacteriófagos. A diferencia del ciclo lítico, el ciclo lisogénico implica la integración del material genético viral en el genoma de la célula huésped. El ciclo lisogénico se divide en las siguientes etapas: Adsorción: El virus se adhiere a la superficie de la célula bacteriana y se une a un receptor específico en la membrana celular. Penetración: El material genético del virus se inyecta en la célula bacteriana, ya sea su ADN o ARN. Integración: El material genético del virus se integra en el cromosoma bacteriano, formando un profago. El profago se mantiene en un estado de latencia en el cromosoma de la célula huésped. https://www.craft.do División celular: La célula huésped se divide y la descendencia celular también contiene el profago en su cromosoma. Inducción: Bajo ciertas condiciones, el profago se puede reactivar y comenzar el ciclo lítico, lo que resulta en la producción de nuevas partículas virales y la lisis de la célula huésped. El ciclo lisogénico puede proporcionar una ventaja evolutiva al virus al permitir que el material genético viral se integre en el cromosoma de la célula huésped y se transmita a la descendencia celular . También puede proporcionar una forma de protección contra infecciones posteriores por el mismo virus Viroides Ser acelular constituido únicamente por una cadena circular y corta de ARN . Infectan únicamente a vegetales superiores. Priones Ser acelular patógeno. Son glucoproteínas que producen enfermedades en el sistema nervioso central (encefalopatías espongiformes) Bacterias Son un grupo heterogéneo de microorganismos unicelulares que se destacan por: Estructura de célula procariota Transmisión de material genético mediante mecanismos de transferencia genética. Elementos obligados Pared celular La tienen todas excepto las del género mycoplasma. Forma una cubierta rígida que protege a la célula de condiciones hipo e hipertónicas. El componente principal son glicoproteínas (peptidoglicanos o mureínas) → Tinción Tinción Gram + → capa gruesa de mureína Tinción Gram - → capa delgada de mureína https://www.craft.do https://res.craft.do/user/full/0a832573-2960-7ebf-a73c-92ddf0a7ad8f/doc/1f9ac9b8-81bf-4292-9ff4-f8dc0a768cb6/faeabb06-f6f5-4e40-a35a-0c469ca43cb3 Plasmalema Bicapa fosfolipídica con ausencia de colesterol (excepto en las mycoplasma) con diversos componentes como peptidoglucanos. Barrera osmótica Fosforilación oxidativa Síntesis de la pared celular Diana de agente antimicrobianos y antisépticos (detergentes) Citoplasma Es un sistema coloidal formado por agua y contiene el ADN bacteriano, ribosomas e inclusiones de naturaleza diversa Ribosomas Son estructuras fundamentales en la síntesis de proteínas y órgano diana de numerosos antibióticos (aminoglucósidos, tetraciclinas, macrólidos…). Tienen un coeficiente de sedimentación diferente al de los ribosomas de las células eucariotas Nucleoide A diferencia del de las células eucariotas, se trata simplemente del genoma celular, que equivaldría al cromosoma bacteriano y que no está limitado por una membrana. También existe un ADN extracromosómico (o plásmido) Elementos facultativos Cápsula Capa de polímeros orgánicos sintetizada por la propia bacteria. Protección frente a fagocitosis Capacidad antigénica Identificación en colonias Protege ante antibióticos Glucocálix Sustancia sintetizada por determinadas bacterias, constituida por homopolímeros que facilitan la fijación de la bacteria. Flagelo Son los responsables de la movilidad. Están formados por un filamento de flagelina, responsable de la inmunidad específica de tipo (antígeno H). La movilidad por flagelos es excepcional en los cocos Fimbria Son visibles al microscopio electrónico y carecen de movilidad. Entre sus funciones están la capacidad de adherencia, propiedades antigénicas y la conjugación bacteriana Esporo https://www.craft.do Presente en algunas especies, puede permanecer de forma libre o dentro de la bacteria. Constituye una forma de resistencia bacteriana ante determinado estrés para el microorganismo. Se compone de una parte central o core, con todos los elementos necesarios para convertirse en la forma vegetativa, y una parte externa, que consiste en una especie de peptidoglucano recubierto por capas ricas en queratina (intina y exina). [FISIOLOGÍA BACTERIANA] Según la fuente de obtención de energía: Fotótrofas. A partir de la luz solar. Quimiotrofas. A partir de reacciones químicas. Paratrofas. A partir del huésped que parasitan. Según su capacidad de síntesis: Autótrofas. Tienen una elevada dotación enzimática. Aprovechan el carbono y el nitrógeno obtenidos a partir de compuestos inorgánicos. Heterótrofas. Poseen una menor capacidad de síntesis. Sólo aprovechan carbono y nitrógeno de compuestos orgánicos. Hipotrofas. Tienen una casi nula dotación enzimática. Viven a expensas de la célula huésped. Según su relacióncon el oxígeno: Bacterias aerobias. Sólo se multiplican en presencia de oxígeno. Si se colocan en un medio de cultivo con poca superficie expuesta al aire (tubo), crecen en la superficie. Bacterias anaerobias. Solamente crecen en ausencia de oxígeno. En el ejemplo anterior crecerían en el fondo del tubo. Suelen estar presentes en abscesos y en infecciones del tracto genital femenino, colon y cavidad oral. Bacterias aerobias y anaerobias facultativas. Crecen en ambos medios. Bacterias microaerófilas. Únicamente crecen a bajas tensiones de oxígeno. En el ejemplo del tubo crecerían debajo de la superficie [MORFOLOGÍA DE LAS EUBACTERIAS] COCOS → Esféricas Diplococos → Dos cocos Neisseria meningitidis Estafilococo → racimo de uva Estafilococo aureus Estreptococo → cadena Streptococcus Pneumoniae BACILOS → Alargada, bastón https://www.craft.do Clostridium tetani (Tétano) Mycobacterium leprae (lepra) VIBRIOS → forma de coma "," Cólera → Vibrio Cholerae ESPIROQUETAS → Sacacorchos Sífilis [REPRODUCCIÓN BACTERIANA] Principalmente se da por BIPARTICIÓN SIMPLE Durante la bipartición simple, una célula madre se divide en dos células hijas idénticas, cada una con una copia completa del material genético y los orgánulos celulares necesarios para sobrevivir. Esporulación Algunas bacterias forman células hijas que se protegen con envolturas resistentes a la deshidratación y el calor, llamadas esporas. Tipos de reproducción parasexual Transformación Captación directa de ADN procedente de la bacteria donante (muerta). Conjugación La bacteria donante construye una porción de ADN (plásmido) que cede a una bacteria receptora por medio de pilis. Transducción Transferencia de ADN de una célula donante a una receptora por medio de un bacteriófago. Microorganismos y Medicina Infección Acción competitiva y antagonista entre dos seres vivos, el hospedador y el parásito. Si el parásito causa una enfermedad se conoce como agente patógeno Infestación Cuando el parásito no es un microorganismo si no un parásito animal (pulgas, piojos…) Patogenicidad Capacidad que tienen los microorganismo parásitos para penetrar en el hospedador y producir cambios fisiológicos y anatómicos (la enfermedad) Virulencia https://www.craft.do Grado de intensidad del poder patógeno de un microorganismo parásito. Su virulencia depende de: Las toxinas que produce el patógeno (la toxina botulínica por ejemplo) Su capacidad invasiva. Toxinas bacterianas Existen bacterias parásitas, cuyo poder patógeno se debe a su capacidad para producir toxinas. Exotoxinas: de naturaleza proteica y que son excretadas por la bacteria. De este tipo son la toxina botulínica y el Anthrax Endotoxinas: de naturaleza glicoprotéica y que solo actúan en el momento de la destrucción de la bacteria Sustancias antimicrobianas Antisépticos [Detergentes] Desinfectan o esterilizan al matar los microorganismos o impedir su crecimiento: formol, agua oxigenada, soluciones de yodo. Antibióticos Sustancias elaboradas por determinados hongos y bacterias, capaces de: Detener el crecimiento bacteriano: antibióticos bacteriostáticos, como las penicilinas (impiden la formación de la pared celular) Causar la muerte del microorganismo: antibiótico bactericida, como las tetraciclinas (inhibidores de la actividad de los ribosomas, o actúan sobre el ADN bacteriano) Vías de contagio de infección bacteriana Respiratoria Tuberculosis Neumonía Meningitis Gastrointestinal Gastroenteritis Salmonelosis Cólera Contacto Sífilis Gonorrea Tétanos https://www.craft.do MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL Uso de levaduras: Elaboración de pan, vinos y cervezas Elaboración de queso, mantequilla y yogures [Lactobacillus] Producción de antibióticos Penicilina Estreptomicina Aplicación en Ingeniería genética Insulina Hormonas de crecimiento Factores de coagulación [INMUNULOGÍA] Inmunidad es la resistencia que presenta un organismo frente a una infección. Inmunidad adaptativa Natural Activa → Infección [Sistema inmune] Defensas externas → Piel, mucosas, secreciones, jugo gástrico Defensas internas Celular → Células defensivas Humoral → anticuerpos, complemento Pasiva → Leche materna Calostro → Inmunoglobulinas [ADEGM] al bebé Artificial Activa → Vacunas [Inmunización] Pasiva → Transferencia de anticuerpos [sueros] Inmunidad innata La inmunidad innata es la primera línea de defensa del cuerpo contra las infecciones y enfermedades, y es la respuesta inmunológica que se produce de manera natural e inmediata al entrar en contacto con un patógeno. Antígeno → cualquier cuerpo que el sistema inmune reconoce como extraño o ajeno y responde inmunitariamente. Químicamente son proteínas o polisacáridos; pueden ser toxinas. https://www.craft.do Alérgenos → antígenos que generan alergias. Un microorganismo que tenga diversas regiones antigénicas → epítopos. LEUCOCITOS → Glóbulos blancos → Respuesta inflamatoria, celular, humoral Tolerancia → facultad de distinguir lo propio y lo extraño del organismo. [Complejo de histocompatibilidad] Son proteínas de membrana, parte del glicocálix, que le confieren identidad a la célula y les permite ser reconocida por el sistema inmunitario. Tipo 1 → Todas las células excepto las presentadoras de antígeno y linfocitos B. El complejo se une con proteínas intracelulares y la presentan a los Linfocitos T citotóxicos para su reconocimiento. Tipo 2 → células presentadoras de antígeno y linfocitos B; estas células poseen fragmentos de proteínas o péptidos que se unen al complejo y permiten ser reconocidas por los linfocitos T. Cuando un linfocito T reconoce estas proteínas, la célula le presenta el antígeno y desencadena una respuesta inmunitaria específica contra el antígeno presentado. DEFENSAS EXTERNAS Piel → pH 5,5 - Impermeable a gérmenes Mucosas → Tapizan las estructuras tubulares del cuerpo y secretan moco con enzimas que destruyen a microorganismos. Estómago e Intestino Delgado → pH 2 y la flora bacteriana coopera mediante la secreción de caracter antibiótico. Defensas INTERNAS Monocitos → Son leucocitos agranulares que circulan por la sangre y linfa. Es el precursor de las células del Sistema Fagocítico Mononuclear y tiene una alta cantidad lisosomal para fagocitar gérmenes o cuerpos extraños, así como pseudópodos; también es presentadora de antígeno. Cuando migran al tejido conectivo, se denominan macrófagos y adquieren un nombre según la región. Células de Kupfer → Hígado Células de Langerhans → piel Microglías → Cerebro Osteoclastos → Hueso Linfocitos → Leucocitos agranulares sanguíneos con núcleo voluminoso. Se diferencian en tipo T y B. Tipo T → Timo Helper → Respuesta inmunitaria/humoral | Interleucinas | Incitar fagocitosis (opsonización) Citotóxicos → Requieren doble estimulación (macrófagos e interleucinas) | Citocina → citólisis | Rechazo de trasplante Supresores → atenunan la respuesta inmunitaria una vez eliminado el antígeno. https://www.craft.do NK → Células con función citotóxicas sin necesidad de estimulación | ataca células tumorales. Tipo B → Médula ósea Se activan y se transforman en células plasmáticas, productoras de anticuerpos (respuesta humoral) Nutrófilos → son leucocitos granulares más abundantes con la función principal de fagocitar y destruir bacterias y otros invasores. También pueden liberar enzimas y sustancias tóxicas para matar a los patógenos. Basófilos → son células menos comunes en la sangre y su función principal es liberar histamina y otros mediadores químicos en respuesta a una infección o una lesión. Estas sustancias pueden provocar inflamación, dilatación de los vasos sanguíneos y otros efectos que ayudan a reclutar a otros glóbulos blancos al lugar de la infección. Eosinófilos → son células menos comunes en la sangre y su función principal es combatir las infecciones parasitarias y alergias. Pueden liberar sustancias tóxicas para matara los parásitos y también pueden regular la respuesta inflamatoria en el cuerpo. INMUNOGLOBULINAS Las IG o anticuerpos están formadas por 4 cadenas polipeptídicas (2 pesadas o H y 2 ligeras o L) IgA → Mucosas y secreciones. Dímero con 4 lugares de unión al antígeno; impide la unión de microorganismos a los epitelios. IgD → receptores antigénicos de los linfocitos B IgE → en mastocitos y granulocitos basófilos IgG → más abundante. Activa el sistema complemento y provoca opsonización de fagocitos, la única que atraviesa la placenta. https://www.craft.do https://res.craft.do/user/full/0a832573-2960-7ebf-a73c-92ddf0a7ad8f/doc/1f9ac9b8-81bf-4292-9ff4-f8dc0a768cb6/3aaf7acf-6447-404d-909a-9aa771c313c3 https://external-content.duckduckgo.com/iu/?u=https%3A%2F%2Fgenotipia.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F04%2Fnew-piktochart_29088259-e1523352486777.png&f=1&nofb=1&ipt=4aa41b1d6dc56ba17392c66cbd2f9e5492517db420e1757823f5e365bfa0836f&ipo=images IgM → Activa el sistema de complemento, aparece en la respuesta inmunitaria primaria. REACCIÓN ANTÍGENO-ANTICUERPO Aglutinación → proceso por el cual los anticuerpos se unen a los antígenos en la superficie de las células, formando complejos inmunitarios que aglutinan o juntan a las células. Este proceso facilita su eliminación por los fagocitos o células inmunitarias. Neutralización → proceso por el cual los anticuerpos o células inmunitarias bloquean la actividad biológica de los antígenos, impidiendo que estos afecten las células del organismo. Por ejemplo, los anticuerpos pueden neutralizar a las toxinas bacterianas. Precipitación → proceso por el cual los anticuerpos se unen a los antígenos solubles en el suero, formando complejos inmunitarios insolubles que precipitan o caen al fondo del recipiente. Este proceso facilita la eliminación de los antígenos por los fagocitos o células inmunitarias. Opsonización → proceso por el cual los anticuerpos u otros componentes del sistema inmunitario recubren a los antígenos, facilitando su reconocimiento y eliminación por los fagocitos. Los anticuerpos actúan como opsoninas, marcando a los antígenos para su eliminación por los fagocitos. Antígeno → Supone cualquier molécula que pueda ser reconocida por una inmunoglobulina o por el receptor de la célula T. Inmunógeno. → Son aquellos antígenos capaces de desencadenar una respuesta inmunitaria, de manera más concreta se suele aplicar a aquellos antígenos Inmunógeno. → Representa la región concreta del antígeno a la que se une el anticuerpo (entre 15 y 20 aminoácidos). Un antígeno puede tener varios epítopos distintos, que serán reconocidos por distintos anticuerpos. A los epítopos también se les llama determinantes antigénicos. Haptenos → Son sustancias no proteicas de poco peso molecular, que por sí solas no son inmunógenas, pero que pueden comportarse como tales, si se unen covalentemente a otra molécula más grande (a la que se denomina portador o carrier) Idiotipo → Es la zona del anticuerpo que se une al epítopo Isotipo → Es sinónimo de clase de inmunoglobulina y viene definido por el tipo de cadena pesada que lleve (G, A, M, D, E) Respuestas de la Inmunidad Innata Respuesta inflamatoria: Es una respuesta no específica que ocurre cuando se produce daño tisular o infección. Se caracteriza por la liberación de mediadores inflamatorios que promueven la llegada de células de defensa y la eliminación de los agentes infecciosos. Respuesta antiviral: Es una respuesta no específica que se activa cuando se detecta la presencia de un virus. Implica la producción de proteínas antivirales y la activación de células como los macrófagos y las células NK para eliminar las células infectadas por el virus. https://www.craft.do Sistema de complemento El sistema de complemento es una parte fundamental de la respuesta inmune innata y está compuesto por un conjunto de proteínas que se encuentran en el suero sanguíneo y en las membranas celulares. Su función principal es la de identificar y destruir agentes patógenos como bacterias, virus y hongos, y también ayuda a eliminar células dañadas o muertas del cuerpo. El sistema de complemento se activa a través de tres vías principales: la vía clásica, la vía alternativa y la vía de las lectinas, que se activan por diferentes mecanismos pero convergen en una cascada de reacciones que resulta en la formación de complejos proteicos que pueden destruir a los patógenos. Algunas de las funciones del sistema de complemento incluyen la opsonización, que facilita la fagocitosis de los patógenos por los leucocitos; la lisis, que destruye las membranas celulares de los patógenos; y la activación de células del sistema inmune adaptativo, como los linfocitos T y B. Alergias Es un estado de hipersensibilidad, generalmente a una proteína llamada alérgeno, que en aquellos individuos que la poseen, desencadena una respuesta inmunitaria conocida como reacción alérgica. INMUNIDAD ARTIFICIAL Suero es una solución líquida que se obtiene de la sangre de animales o personas previamente infectadas con un patógeno específico, y que contiene anticuerpos específicos contra ese patógeno. Los anticuerpos son proteínas producidas por el sistema inmunológico en respuesta a una infección o a una vacuna. Cuando se inyecta el suero en una persona enferma, los anticuerpos del suero se unen a los patógenos en el cuerpo del paciente y los marcan para su destrucción por el sistema inmunológico. Vacunas es una preparación biológica que contiene una versión atenuada o inactiva del patógeno o parte de él, o una versión sintética de su proteína o ácido nucleico. Al administrarse la vacuna, el sistema inmunológico reconoce la presencia del antígeno y produce anticuerpos específicos contra él. Si la persona entra en contacto con el patógeno real más tarde, el sistema inmunológico puede reconocerlo y combatirlo con mayor eficacia, protegiendo al individuo de la infección. VIH | SIDA Inmunodeficiencia → Es la carencia de alguno de los factores del sistema inmunitario. El VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana) es un virus que ataca al sistema inmunológico y puede conducir al SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida), una enfermedad que debilita el sistema inmunológico y lo deja vulnerable a infecciones y cánceres. Las principales vías de transmisión del VIH son: Relaciones sexuales sin protección con una persona infectada Compartir jeringas o agujas contaminadas con alguien infectado https://www.craft.do Transmisión de madre a hijo durante el embarazo, el parto o la lactancia materna El tratamiento del VIH/SIDA consiste en terapia antirretroviral (TAR), una combinación de medicamentos que atacan al virus y detienen su replicación. https://www.craft.do
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