Microbiología

Bacterias, Virus y Otros Microorganismos

Bacterias: Célula procariota, base evolutiva.

Virus: Microorganismos acelulares que no presentan estructura ni organización celulares, formados por un ácido nucleico (AN) asociado a proteínas. Para ser activos, se adhieren a la superficie de la célula hospedadora e introducen su AN. Así, pueden reproducirse y utilizar la energía y las enzimas de la célula hospedadora.

Viroide: Moléculas de ARN monocatenario circular con forma de varilla y no asociado a proteínas. Provoca enfermedades en las plantas.

Prion: Proteínas infecciosas que se asocian a enfermedades degenerativas del sistema nervioso central.

Virión: Nombre del virus cuando está fuera de una célula, inerte.

Características de los Virus

• Contienen información genética propia y dirigen su proceso de replicación, aunque utilizan las estructuras de la célula a la cual parasitan (hospedadora).
• Son capaces de multiplicarse utilizando el metabolismo de la célula hospedadora.
• No pueden ser considerados seres vivos ya que no realizan la función de nutrición y relación.
• Son parásitos intracelulares. En su ciclo, alternan una fase intracelular inerte y una activa.

Morfología de los Virus

La cápsida está formada por unidades estructurales llamadas capsómeros. Las proteínas de la cápsida se organizan alrededor del AN, de forma que el conjunto, llamado nucleocápsida, presenta una simetría que origina la forma del virión.

Tipos de Virus:

• Helicoidal: Tienen forma de varilla y los capsómeros se disponen helicoidalmente alrededor del AN (ejemplo: virus de la rabia).
• Icosaédrica: Tienen forma de icosaedro (ejemplo: virus de la hepatitis).
• Compleja: Tienen cabeza icosaédrica y cola helicoidal (ejemplo: bacteriófagos).

Ciclo Vírico

Tipos de Ciclos Víricos:

• Lítico: Ciclo de multiplicación que tiene lugar cuando el virión penetra en una célula hospedadora y utiliza la maquinaria replicativa de ésta para generar nuevas partículas víricas.
• Lisogénico: Ciclo en el que el virus penetra en la célula hospedadora y permanece en ella sin producir nuevas partículas víricas completas.

Los virus desnudos se liberan por lisis, mientras que los virus envueltos se liberan por gemación.

Ciclo Lítico de un Bacteriófago

• Adsorción: Unión de las proteínas de la cápsida o envoltura del virus a receptores específicos de la célula hospedadora.
• Penetración: Por inyección del AN viral.
• Replicación y síntesis de los componentes virales: Tras liberarse el AN del virus en el citoplasma de la célula hospedadora, se produce la replicación del AN y la síntesis de las proteínas virales. El virus utiliza la maquinaria biosintética del hospedador y las enzimas codificadas en su AN. Este proceso ocurre en el citoplasma de la célula hospedadora.
• Ensamblaje (maduración): Una vez sintetizados los componentes de los nuevos viriones, las cápsidas se ensamblan con el ácido nucleico.
• Liberación: Los nuevos viriones salen de la célula, lisiándola o, lentamente, por gemación. La mayoría de los fagos siguen un ciclo lítico (son virulentos).

Ciclo Lisogénico de un Bacteriófago

Los fagos son mayormente virus complejos, desnudos y con ADN o ARN. Su ciclo lisogénico se caracteriza por:

• Adsorción: Unión de las proteínas de la cápsida a los receptores específicos de la célula hospedadora.
• Penetración: Por inyección del AN viral. A continuación, el AN del virus se integra en el ADN de la bacteria (profago), iniciando un estado de latencia. El fago atemperado puede incorporar su ADN al genoma del hospedador (el ADN del virus está en estado de profago). Se replica con él sin que se produzca la síntesis de los componentes virales ni la liberación de la descendencia. Sólo ciertos agentes inductores provocan la separación del ADN del virus, que seguirá un ciclo lítico.
• Ensamblaje: Una vez acabado el periodo de latencia, serán sintetizados los componentes de los nuevos viriones. Las cápsidas se ensamblan con el ácido nucleico.
• Liberación: Los nuevos viriones salen de la célula, liberándola o por gemación. Los fagos atemperados siguen el ciclo lisogénico, no se producen partículas virales rápidamente.

Ciclo del VIH

Los retrovirus poseen dos copias idénticas de ARN monocatenario que se replican a través de una forma intermedia de ADN bicatenario. El VIH, además, tiene envoltura. Este proceso se lleva a cabo gracias a la enzima vírica transcriptasa inversa, que sintetiza el ADN a partir de ARN.

Etapas del ciclo del VIH:

• Adsorción o adhesión.
• Penetración por fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática de la célula hospedadora.
• Liberación del ARN viral en el citoplasma de la célula por rotura de la cápsida (descapsidación).
• Actuación de la transcriptasa inversa: el ARN viral se transforma en ADN.
• Integración del ADN viral en el ADN hospedador (profago): ciclo lisogénico latente.
• División de la célula hospedadora junto al profago (ciclo lisogénico): no produce síntomas.
• Agentes inductores: replicación del ADN viral, transcripción y traducción: comienza el ciclo lítico.
• Ensamblaje de las nuevas partículas víricas (viriones).
• Gemación de la célula hospedadora y liberación de los viriones (el virión adquiere su envoltura).

El Sistema Inmune y la Respuesta Inmunitaria

El Complemento

Este sistema complementa y amplifica la acción de los anticuerpos contra la acción patógena de las bacterias. Está constituido por más de veinte proteínas plasmáticas, tipo globulinas, con función enzimática y que son sintetizadas por el hígado. Se activan frente al complejo antígeno-anticuerpo. Algunas de estas proteínas, llamadas opsoninas, atraen a los leucocitos fagocitarios; otras participan en la reacción de inflamación y otras originan la lisis o destrucción de la célula bacteriana. El objetivo último de las proteínas del complemento es la lisis de las bacterias invasoras, algo que logran cuando varias de estas proteínas se unen para formar el complejo de ataque a la membrana.

El Sistema Inmune

El sistema inmune está constituido por aquellas estructuras orgánicas relacionadas con los fenómenos inmunitarios del animal. Estos fenómenos incluyen tanto la inmunidad humoral, obtenida mediante anticuerpos, como la inmunidad celular, lograda por células que se unen específicamente a los antígenos. Ambos tipos de inmunidad se relacionan con los linfocitos.

Linfocitos B

Los linfocitos B se dispersan por todo el cuerpo y son los encargados de producir anticuerpos (inmunoglobulinas) para bloquear los antígenos. Estos anticuerpos pasan al plasma sanguíneo. Los linfocitos B son responsables de la inmunidad humoral.

Linfocitos T

Los linfocitos T adquieren su especialidad en el timo. No producen anticuerpos y son responsables de la inmunidad celular. Su especialidad es interaccionar con células eucariotas extrañas o del propio organismo.

Antígeno

Antígeno: Toda sustancia que es reconocida como extraña por el sistema inmunológico e induce a la reacción de éste, desencadenando la inmunidad celular o la síntesis de anticuerpos (inmunidad humoral). Según su naturaleza química, la mayoría de los antígenos son proteínas o tienen una fracción proteica, pudiendo ser la otra de naturaleza glucídica.

Respuesta Celular

Es una respuesta inmune mediada por células inmunocompetentes, como los linfocitos T, que son susceptibles de ser eliminados. Se basa en que los linfocitos poseen unos receptores de membrana con capacidad para unirse a los antígenos.

Inmunoglobulinas (Anticuerpos)

Inmunoglobulinas: Moléculas proteicas liberadas a la sangre al ser producidas por las células plasmáticas (los linfocitos B evolucionados y especializados) cuando se detecta la presencia de un antígeno. Son específicos y reaccionan con dichos antígenos. Los anticuerpos son proteínas del grupo de las globulinas y reciben el nombre de inmunoglobulinas.

La estructura química de estas moléculas es la siguiente: formada por cuatro cadenas polipeptídicas unidas por puentes disulfuro con forma de Y. Hay dos cadenas ligeras (L) iguales y dos cadenas pesadas (H) idénticas. Tanto las cadenas H como las L poseen una parte variable o dominio de unión (región Fab) por donde se producirá el acoplamiento con el antígeno y que es altamente específica, y una parte constante o dominio efector (región Fc) que determina la neutralización del antígeno, siendo su especificidad menos acusada.

Cinco clases de inmunoglobulinas:

• IgA: Monómero y polímero de 2 o 3 moléculas. Se encuentran en secreciones como la leche, saliva, mucus y lágrimas.
• IgM: Polímero de 5 moléculas, macroglobulina. Es la primera que aparece en una respuesta inmunitaria, no atraviesa la placenta y activa a los macrófagos.
• IgG: Anticuerpo más abundante de la sangre. Es la única que atraviesa la placenta y pasa al feto, favoreciendo la fagocitosis.
• IgE: Al unirse a los antígenos específicos, induce a los mastocitos y a los basófilos a liberar histamina, causante de los procesos alérgicos.
• IgD: Se encuentra en la superficie de distintos tipos de células.

Vacunación y Sueroterapia

Vacunación

Vacunación: Introducción de gérmenes muertos o debilitados, incapaces de desarrollar la enfermedad, pero que son portadores de los antígenos específicos que desencadenan la respuesta inmune, confiriendo memoria inmunológica al organismo. La duración de esta inmunidad es perpetua o bien temporal, con lo cual es necesario repetir la vacunación. La finalidad de la vacunación es prevenir la enfermedad.

Sueroterapia

Sueroterapia: Consiste en inyectar al individuo que sufre una infección los anticuerpos específicos del germen causante de la misma, sin que haya que esperar la respuesta inmunitaria del individuo. Los anticuerpos se logran vacunando con dicho germen a un animal para que éste ponga en marcha su respuesta inmune. En la sangre estarán las inmunoglobulinas específicas que necesitamos. Tras la extracción de la sangre del animal, se aíslan y purifican los anticuerpos que van a ser inyectados en la persona infectada. El caballo, debido a su gran volumen sanguíneo, es utilizado para este fin. La acción del suero es curativa.