Unidad II“Microorganismos, salud y

enfermedad”

4º Medio

Introducción.

Microorganismos en todas partes, de los cuales no todos nos provocan enfermedades

Desarrollo y respuesta de sistemas defensivos del cuerpo humano

Anton Van Leeuwenhoek primer científico en ver células vivas

Microorganismos con: Características positivas como las

aplicaciones biotecnológicas Características negativas como

potencial peligro de patógenos.

LAS BACTERIAS

Bacterias Pertenecientes

al Reino Mónera Son unicelulares

procariontes Presentan

diferentes formas.

Se reproducen asexualmente

Estructura bacteriana

Carecen de núcleo, su ADN es circular y algunas bacterias presentan ADN extracromosomal (que les confiere ciertas características como la resistencia a antibióticos)

No poseen organelos celulares, si una pared celular distintiva, que es delgada y rígida

Diferencias de la pared celular

Christian Gram (1884)

GRAM POSITIVAS• Son las que se tiñen• Poseen peptidoglicán y ácido teicoico en su paredGRAM NEGATIVAS• Son las que no se tiñen • Poseen peptidoglicán, una membrana externa, lipoproteínas y lipopolisacáridos

GRAM POSITIVASGRAM POSITIVAS

GRAM NEGATIVASGRAM NEGATIVAS

Crecimiento Bacteriano

Fase de Latencia: Es la fase de adaptación al medio, existe aumento de la masa celular pero no hay aumento en el número de células. Fase de Crecimiento Exponencial: Es la fase donde se produce un incremento exponencial del número de microorganismos. Fase Estacionaria: Es la fase a la que se llega cuando se ha agotado la fuente de energía. Fase de Muerte: Es la fase que se caracteriza por una disminución exponencial del número de microorganismos.

Reproducción bacteriana

Generalmente las bacterias se multiplican por simple división; tras la replicación del ADN, que está dirigida por la ADN polimerasa, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal separador de las dos nuevas bacterias.

Además de este tipo de reproducción asexual, las bacterias poseen también un conjunto de mecanismos, definidos como parasexuales, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN; esta transferencia puede realizarse por conjugación, transformación o transducción.

Conjugación Bacteriana Bacteria donadora

(bacteria F+) que transmite a través de las fimbrias o pili el plásmido F o también un fragmento de su ADN a otra bacteria receptora (bacteria F-, que carece de ese plasmidio)

Transformación

Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN de otra, que se encuentran dispersos en el medio donde vive. Sólo algunas bacterias pueden ser transformadas. Las que pueden serlo se dice que son competentes.

Transducción Se realiza a través de un virus bacteriófago que por

azar lleva un trozo de ADN bacteriano y se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias. El virus, al infectar a otra bacteria, le puede transmitir parte del genoma de la bacteria anteriormente infectada.

Variabilidad bacteriana

Dada principalmente por mutaciones naturales o inducidas

Conjugación bacteriana

Resistencia Bacteriana

Es el resultado de la conjugación bacteriana

El uso descontrolado de antibióticos determina la selección de variedades de bacterias que no se ven afectadas y que luego originan clones de bacterias resistentes.

Esto hace que se requieran mayores dosis hasta llegar a la ineficacia contra estas bacterias

Se generan poblaciones bacterianas que son insensibles al tratamiento de determinados antibióticos

Utilidad bacteriana

Muchas utilizadas para en la industria alimenticia.

fabricación de yogurt y quesos

Otras cumplen un rol ecológico

actuar como descomponedores de tramas alimentarias

Manipulación genética

ADN recombinante

LOS VIRUS

Virus

Denominados complejos supramoleculares

Formados por un solo tipo de ácido nucleico: ADN o ARN, que en conjunto con una cubierta proteica forman una nucleocápside.

Estructura similar a la membrana llamada manto.

De acuerdo a su rango de huésped de clasifican en: virus vegetales, animales y bacteriófagos.

Tamaños relaticos y formas de diferentes tipos de virus

Leucemia humana causada por células infectadas por el Virus de Epstein Barr.

El reconstruido virus de la gripe de 1918

En términos más funcionales, los virus pueden actuar de dos formas distintas:

Reproduciéndose en el interior de la célula infectada, utilizando todo el material y la maquinaria de la célula hospedante.

Uniéndose al material genético de la célula en la que se aloja, produciendo cambios genéticos en ella.

Por eso se pueden considerar los virus como agentes infecciosos productores de enfermedades o como agentes genéticos que alteran el material el material hereditario de la célula huésped

Los virus se reproducen como parásitos Los virus se reproducen como parásitos obligadosobligados

Los virus una vez infectan a una célula, pueden desarrollar dos tipos de comportamiento, bien como agentes infecciosos produciendo la lisis o muerte de la célula o bien como virus atenuados, que añaden material genético a la célula hospedante y por lo tanto resultan agentes de la variabilidad genética.

En los dos casos de infección el proceso empieza de esta forma:

Fase de fijación: Los virus se unen por la placa basal a la cubierta de la pared bacteriana.

Fase de contracción: La cola se contrae y el ácido nucléico del virus se empieza a inyectar.

Fase de penetración: El ácido nucléico del virus penetra en el citoplasma de la bacteria, y a partir de este momento puede seguir dos ciclos diferentes:

Ciclo de vida de un virus

Ciclos de vida de los virus que Ciclos de vida de los virus que poseen ADN.poseen ADN.

Vía Lítica: Determina la destrucción de la célula huésped. Se activa el material genético viral, sus genes se transcriben y traducen para dirigir el ensamble de nuevas partículas virales que conducirán a la lisis celular

Ciclo de vida de un virus

Ciclos de vida de los virus que Ciclos de vida de los virus que poseen ADN.poseen ADN.

Vía Lisogénica: Produce pequeñas cantidades de viriones que abandonan la célula sin producir destrucción. Lo hace integrando el genoma viral en el ADN de la célula huésped

Micrografía electrónica de una bacteria Escherichia coli infectada con el bacteriófago T4.

En la parte superior de la imagen se pueden apreciar 3 virus bacteriófagos adosados a la pared celular de la bacteria.

Ciclo de Ciclo de vida de un vida de un virus con virus con

ADNADN

Ciclo de vida de un virus

Ciclos de vida de los virus que poseen Ciclos de vida de los virus que poseen ARN.ARN.

Presentan una enzima “Transcriptasa Reversa”, que es capas de sintetizar ADN a partir de ARN.

Algunas copias del ARN viral se traducen generando proteínas estructurales y nuevas copias de la transcriptasa reversa, que se ensambla en nuevas partículas virales.

Ciclo de vida Ciclo de vida de un virus con de un virus con

ARNARN

Ciclo de vida de un virus con ARN

Contesta:

¿Por qué es más complejo ser un virus de ARN que un virus de ADN?

Según los esquemas, la replicación de un virus no produciría mayor trastornos a la célula. ¿Es así realmente?

Si se aplicara la enzima transcriptasa inversa a ARN mensajeros de una célula normal, ¿qué obtendríamos?

Sistema Inmune

Inmunología

Conjunto de estructuras biológicas que posibilitan la defensa Sistema Inmune

Conjunto de mecanismos que permiten dicha defensa Inmunidad

Ciencia que estudia el sistema inmune Inmunología

¿Cómo nos defendemos?

INMUNOLOGÍA (inmune “estar libre de”)

Primeros antecedentes datan del siglo XV, cuando chinos y turcos hacían inhalar polvo obtenidos de lesiones de personas que se estaban recuperando de viruela a los niños

Ciencia encargada de desarrollar herramientas para contribuir a la lucha contra los microbios, como las vacunas

Vacunación

Louis Pasteur, logró aislar y cultivar en laboratorio la bacteria causante del cólera Trabajos con pollos

Variedad atenuada VACUNA Posteriores trabajos realizó hasta vacunar a un

humano contra la rabia 1887

El “envejecimiento” de las bacterias disminuye supotencialidad para poder producir una enfermedad (virulencia) y estas variables atenuadas pueden administrarse para proteger

al organismo

Efectividad de la vacunación para algunas enfermedades infecciosas corrientes

EL SISTEMA INMUNE

El cuerpo tiene tres líneas de defensa contra los ataques microbianos.

Primera: Barreras externas Segunda: Defensas internas Tercera: Sistema Inmunitario de

ataque.Innata o Natural Adaptativa o Adquirida

Características de la Inmunidad Innata y Adaptativa

Inmunidad Innata

Incluye todos aquellos “mecanismos” que posee el organismo para combatir al microbio antes de que ocurra la infección.

Corresponde a la primera línea de defensa contra los agentes patógenos

Entre sus principales componentes se encuentran: las barreras físicas, barreras químicas, las células fagocitarias y las proteínas plasmáticas.

1) Barreras físicas o mecánicas:

Corresponden a la piel, tejidos mucosos que revisten al tubo digestivo y las vías respiratorias.

La piel constituye una gruesa barrera física que impide el paso de patógenos, se renueva constantemente.

Las mucosas producen mucus que lubrica y atrapa microbios. En el epitelio de la nariz y la tráquea son contenidos los

gérmenes y arrastrados al estómago

2) Barreras Químicas

Secreciones que afectan el desarrollo de los microbios o producen su muerte, en forma directa o indirecta. Ejemplos: lágrimas, saliva, las secreciones mucosas, secreciones de las glándulas sebáceas y sudoríparas.

Las lágrimas y la saliva poseen LISOZIMA, que destruye la pared celular de las bacterias.

El sebo contiene ácidos grasos que determinan el pH ácido de la piel, impidiendo el crecimiento bacteriano

El sudor, aporta lisozima y “arrastra” a los patógenos fuera del cuerpo.

3) Células Fagocitarias

Dentro de ellas se encuentran los macrófagos, los neutrófilos y las células NK (o asesinas naturales)

Los macrófagos pueden adoptar diversas formas y estar presentes en tejidos como el sist. nervioso central, epitelio alveolar, hígado, huesos, etc.

IMPORTANTE: son inespecíficos, o sea fagocitan todo aquello que les resulta ajeno.

Los neutrófilos y las NK también son fagocitarias, las últimas pueden fagocitar células infectadas por virus, células tumorales, etc.

4) Proteínas plasmáticas

Ultima barrera Constituida por proteínas llamadas:

citoquinas, interleuquinas o linfoquinas. Participan en la inducción de la respuesta

inflamatoria y en la regulación de la producción de glóbulos blancos.

También intervienen proteínas llamadas interferones y las proteínas del sistema del complemento.

INTERFERONES

Tipo I: Producidos por macrófagos o por fibroblastos de tejidos conectivos. Inhiben la multiplicación viral y también activan las llamadas células

citolíticas naturales con acciones antivirales. Tipo II: Producidos por una parte del sistema de inmunidad específica. Incrementan las actividades de otras células inmunitarias. Estimulan macrófagos para que destruyan células tumorales y células

que han sido infectadas por virus.

Sistema del Complemento

Las proteínas del complemento pueden ser activadas contra cualquier antígeno, y su acción es inespecífica.

Una vez activadas emprenden cuatro acciones principales: (1) algunas lisan la pared celular del patógeno; (2) otras recubren a los patógenos, haciéndolos menos "resbalosos" para

que los fagocitos (macrófagos y neutrófilos) puedan fagocitarlos con mayor facilidad, un proceso llamado opsonización;

(3) otras atraen linfocitos al sitio de la infección; (4) otras incrementan la inflamación estimulando la liberación de

histamina y otros compuestos que dilatan los vasos sanguíneos e incrementan la permeabilidad de los capilares.

Componentes de la inmunidad innataComponentes de la inmunidad innata

Componentes de la inmunidad innataComponentes de la inmunidad innata

Inmunidad Adaptativa Este tipo de inmunidad es el más evolucionado de todos los

mecanismos de defensa. Su efectividad se ve incrementada con cada exposición al

patógeno. Dos tipos principales de inmunidad específica son la

mediada por anticuerpos y la mediada por células.

Linfocitos B producen

anticuerpos, que

reconocen antígenos,

los inactivan y facilitan su

destrucción.

Linfocitos T, secretan

citoquinas: estimulan la proliferación

y especialización de otros linfocitos y

la respuesta inflamatoria.

Las Células Asesinas

Naturales, actúan

destruyendo células

infectadas por

patógenos.

Formación de las células involucradas en la inmunidad específica

Macrófagos atrapando y fagocitando Macrófagos atrapando y fagocitando bacterias bacterias