Microbiología: Conceptos Fundamentales

Microorganismo

Seres vivos de pequeño tamaño que no pueden ser percibidos por el ojo humano sin la ayuda de un microscopio.

Virus y sus Tipos

Virus (Gripe, Viruela)

Microorganismo compuesto de material genético protegido por un envoltorio proteico, que causa diversas enfermedades introduciéndose como parásito en la célula para reproducirse. Son parásitos obligados de bacterias y de células animales y vegetales, ya que carecen de enzimas necesarias para la fabricación de sus componentes y por su ausencia de ribosomas para la síntesis proteica. Carecen de organización celular y de metabolismo propio.

Componentes Virales

• Glucoproteínas: Fijación del virus a la célula.
• Cápsida: Protege el ácido nucleico.
• Ácido nucleico: Lleva la información genética.

Retrovirus

Virus de ARN monocatenario que se replican a través de intermediarios de ADN bicatenario gracias a la retrotranscriptasa.

Bacteriófagos

Virus de estructura compleja que infectan bacterias.

Ciclos de Replicación Viral

Ciclo Lítico

El fago se fija a la pared bacteriana a través de las puntas de las fibras caudales. Mediante las enzimas de la placa basal, perfora la pared bacteriana y, contrayendo la vaina de la cola, inyecta su ADN en el citoplasma de la bacteria. El metabolismo bacteriano se bloquea y sintetiza los elementos del virus. Por un lado, se replica el ADN viral, y, por otro, utilizando la ARN polimerasa de la bacteria, se sintetizan ARNm que facilitan la formación de las proteínas de los capsómeros víricos. Los capsómeros se reúnen formando la cápsida y el ADN vírico se pliega y se introduce dentro de la misma, formándose virus completos. Los nuevos virus salen al exterior debido a la acción de una enzima que induce la destrucción o lisis de la bacteria.

Ciclo Lisogénico

Algunos virus se introducen en la célula, pero no la destruyen, sino que integran su ácido nucleico en el material genético celular y permanecen así, en estado de profago, replicándose con él cada vez que la célula se divide, pero sin generar nuevos virus. En este estado, la célula es inmune a nuevos ataques del mismo virus. Esta situación se mantiene hasta que determinados agentes inductores (rayos X, radiación UV) provocan la separación de ambos ácidos nucleicos e inician un ciclo lítico.

Diferencia clave: En el ciclo lisogénico el ADN vírico se integra en el genoma celular, mientras que en el ciclo lítico no.

Otros Microorganismos

Bacterias (Meningitis, Cólera)

Unicelulares, procariotas, autótrofas y heterótrofas. Realizan fotosíntesis y se reproducen por bipartición.

Cápsida

Cubierta proteica que rodea y protege al ácido nucleico vírico (propia de virus).

Cápsula

Capa más externa de las bacterias que la poseen, formada en la mayoría de los casos por glúcidos.

Algas

Uni y pluricelulares, eucariotas, autótrofas. Realizan la fotosíntesis y se reproducen por mitosis. Poseen pared celular de quitina o celulosa. Viven en medios acuáticos o húmedos.

Protozoos

Unicelulares, eucariotas, heterótrofos. No realizan la fotosíntesis. Se reproducen por mitosis. Carecen de paredes celulares. Viven en medios acuáticos.

Hongos

Uni y pluricelulares, eucariotas, heterótrofos. No realizan la fotosíntesis. Se reproducen por mitosis. Viven en medios húmedos.

Aplicaciones y Patologías Microbianas

Relaciones Beneficiosas de Microorganismos

Flora bacteriana, antibióticos, alimentos (fermentación), vacunas, etc.

Relaciones Perjudiciales

Enfermedades infecciosas.

Biotecnología (Obtención de Hormonas)

Conjunto de procesos industriales que se sirve de microorganismos o de células procedentes de animales o vegetales para obtener determinados productos o mejorar ejemplares para los humanos.

Vino

Proceso de fermentación de los azúcares contenidos en el mosto de la uva, convirtiéndolos en alcohol y CO₂. Las responsables son unas levaduras (hongos).

El Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH)

Las células infectadas por este virus son los linfocitos T4.

Ciclo de vida: Comienza cuando el retrovirus interacciona con una glucoproteína de membrana de la célula hospedadora. Esto provoca la fusión de las membranas del virus y la célula con la consiguiente entrada del retrovirus al interior. Tras la pérdida de la cubierta proteica, se inicia la retrotranscripción del ARN vírico gracias a la retrotranscriptasa. Después se expresa el ADN viral que conduce a la formación de ARN vírico, que se traduce para originar las proteínas estructurales y enzimáticas del virus. Tras el ensamblaje de los viriones, estos pueden liberarse para reiniciar el ciclo.

Inmunología: El Sistema de Defensa del Organismo

Respuestas Inmunitarias

Respuesta Inflamatoria

Tiene lugar cuando la piel se rompe y los gérmenes llegan a las células internas del organismo, que liberan una serie de sustancias químicas denominadas mediadoras, responsables de la respuesta inflamatoria.

Respuesta Inmunitaria

Es la respuesta del organismo frente a la entrada de algún patógeno o sustancia extraña no reconocida como propia.

Sistema Inmunitario

Conjunto de órganos, tejidos, células y moléculas responsables de la inmunidad que responden de manera coordinada a cualquier sustancia extraña produciendo una respuesta inmunitaria.

Componentes del Sistema Inmunitario

Órganos y Moléculas

• Ganglios Linfáticos: Almacenamiento de linfocitos.
• Bazo: Filtración y almacenamiento de sangre.
• Interferón: Proteína producida naturalmente por el sistema inmunitario de la mayoría de los animales como respuesta a agentes externos, que actúa sobre los receptores de células vecinas.

Células Inmunitarias

Linfocitos

Células del sistema inmunitario que reconocen y pueden destruir antígenos.

Linfocitos B

Se originan y maduran en la médula ósea. Intervienen en la respuesta inmune humoral, en la que reconocen antígenos y producen anticuerpos libres.

Linfocitos T

Se generan en la médula ósea pero maduran en el timo. Intervienen en la respuesta inmune celular y destruyen células infectadas o tumorales.

Macrófagos

Leucocitos de gran tamaño con poder fagocítico inespecífico que están presentes en todos los tejidos del organismo, excepto en los vasos sanguíneos. Fagocitan los antígenos, los procesan y finalmente depositan fragmentos en su superficie para estimular a los linfocitos T. Son las células presentadoras del antígeno.

Antígenos y Anticuerpos

Antígenos

Cualquier molécula no reconocida como propia por un organismo y que provoca la aparición de otras específicas contra ella (anticuerpos). Son moléculas de peso molecular elevado de naturaleza variable (proteínas o fracción proteica).

Anticuerpos (Inmunoglobulinas)

Moléculas formadas por glucoproteínas producidas por los linfocitos B en respuesta a la entrada de moléculas no reconocidas como propias. Reconocen y se unen a los antígenos específicos formando el complejo antígeno-anticuerpo o para activar las reacciones inmunológicas.

Cada molécula consta de cuatro cadenas polipeptídicas: dos de mayor tamaño (cadenas pesadas) y dos más pequeñas (cadenas ligeras). Existen puentes de disulfuro entre ellas que dan lugar a una estructura en forma de ‘Y’. Cada molécula de anticuerpo tiene una región constante y otra variable.

Tipos de Respuesta y Memoria

Respuesta Celular

Mediadas por linfocitos T, que actúan en infecciones intracelulares.

Respuesta Humoral

Mediadas por linfocitos B, que actúan en infecciones extracelulares.

Inmunidad Humoral

Conjunto de mecanismos inmunitarios en los que intervienen proteínas específicas (anticuerpos) fabricadas contra los antígenos extraños que se difunden por los fluidos del organismo.

Respuesta Primaria

Es la que se desencadena en el primer contacto con el antígeno.

Respuesta Secundaria

Se produce ante un nuevo contacto con un antígeno que ya haya producido respuesta primaria, siendo más rápida y efectiva.

Memoria Inmunológica

Capacidad del sistema inmunitario para reconocer un antígeno al que ya ha sido expuesto previamente, lo que le permite desencadenar una respuesta más rápida y efectiva contra él.

Clasificación de la Inmunidad

Inmunidad Congénita

Se posee desde el nacimiento.

Inmunidad Adquirida

Se consigue a lo largo de la vida de un individuo.

Inmunidad Natural

Aquella desarrollada por procesos naturales o habituales del organismo.

Inmunidad Artificial

Desarrollada por mecanismos no naturales, como la administración de sueros y vacunas.

Inmunidad Pasiva (Sueros)

Consiste en la introducción en el organismo de anticuerpos sintetizados previamente por otra persona o animal. Su actuación es terapéutica (curativa).

Inmunidad Activa (Vacunación)

El propio organismo sintetiza anticuerpos tras la introducción del antígeno. Su finalidad es la prevención de enfermedades.

Mecanismos de Inmunización

Sueros

Consiste en inyectar al individuo que sufre una infección anticuerpos específicos del germen causante. Los preparados contienen anticuerpos y la actuación es terapéutica, es decir, curativa.

Vacunas

Consiste en la introducción de gérmenes muertos o atenuados, portadores de los antígenos específicos que desencadenan la respuesta inmune. La duración de esta inmunidad puede ser perpetua o temporal. Es una inmunidad artificial activa.

Trastornos del Sistema Inmunitario

Hipersensibilidad (Alergias)

Respuesta inadecuada o exagerada del sistema inmunitario ante la presencia de sustancias normalmente inofensivas o frente a antígenos débiles. Los alérgenos son los antígenos que provocan las alergias, y su naturaleza es diversa debido a su múltiple origen.

Autoinmunidad

Consiste en que el sistema inmunitario toma como cuerpo extraño algún tipo celular o alguna proteína propios del organismo, ejerciendo contra él las acciones propias del rechazo a la infección.

Inmunodeficiencia

Incapacidad para desarrollar una respuesta inmunitaria adecuada ante la presencia de antígenos, es decir, estos no son eliminados correctamente.