Microbiología: Ciclo Lítico, Estructura Bacteriana y Sistemas de Defensa

Etapas del Ciclo Lítico

A) Adsorción y fijación: El virus se une a la célula huésped.

B) Penetración del ADN y degradación del ADN de la célula huésped: El virus inyecta su ADN en la célula huésped y degrada el ADN celular.

C) Replicación del ADN del virus: El ADN viral utiliza la maquinaria celular para replicarse.

D) Transcripción y síntesis de proteínas de la cubierta: Se transcriben los genes virales que codifican las proteínas de la cubierta viral.

E) Ensamblaje: Las proteínas de la cubierta viral se ensamblan alrededor del ADN viral replicado.

F) Lisis de la bacteria y liberación: La célula huésped se rompe, liberando los nuevos virus.

Ciclo Lítico del VIH

A) Unión del virus a los receptores de los linfocitos T CD4+.

B) Fusión de la envoltura del virus con la membrana celular y entrada de la nucleocápside.

C) Reabsorción de las proteínas de la nucleocápside y liberación del ARN vírico y la transcriptasa inversa.

D) Acción de la transcriptasa inversa, formando una cadena de ADN a partir del ARN viral.

E) Degradación de la cadena de ARN por la ribonucleasa H y síntesis de una segunda cadena de ADN, formándose una doble cadena de ADN vírico.

F) Entrada de la doble cadena de ADN en el núcleo celular.

G) Integración del ADN vírico en el ADN del huésped.

H) Expresión del ADN vírico, formándose ARNm de la cápside y ARN viral.

I) Migración de las moléculas de ARNm de la cápside y de ARN del virus al citoplasma del linfocito.

J) Formación de proteínas del virus gracias a la acción de los ribosomas del linfocito.

K) Reordenación de las nuevas moléculas del virus.

L) Aparición de abultamientos en la membrana de la célula por donde aparecerán los virus hijos.

M) Los abultamientos se hacen mayores y finalmente los virus hijos se separan de la célula huésped.

Otras Formas Acelulares Infecciosas

A) Plásmidos: Pequeñas moléculas de ADN bicatenario, generalmente circulares, que se replican independientemente del cromosoma de la célula o que pueden integrarse en él. Se encuentran en bacterias, levaduras y algunas células eucariotas.

B) Viroides: Moléculas pequeñas de ARN monocatenario y circular que causan enfermedades en las plantas.

C) Priones: Partículas proteicas infecciosas que producen enfermedades neurodegenerativas en animales y humanos, como la encefalopatía espongiforme bovina (EEB) y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

Estructura y Composición de las Eubacterias

  • Cápsula o glucocálix: Interviene en la fijación, protección y patogenicidad.
  • Pared celular: Protege y determina la forma celular. Se clasifica según la tinción de Gram:
    • Bacterias Gram negativas: Pared compleja con peptidoglucano, membrana externa y espacio periplásmico.
    • Bacterias Gram positivas: Pared gruesa con una capa de peptidoglucano y un espacio periplásmico pequeño.
  • Membrana plasmática: Bicapa lipídica sin esteroles.
  • Mesosomas: Invaginaciones de la membrana plasmática involucradas en la división celular y otras funciones.
  • Pili: Estructuras filamentosas para la conjugación bacteriana.
  • Fimbrias: Favorecen la adhesión a superficies.
  • Flagelo: Permite el movimiento celular.
  • Matriz citoplasmática: Sin orgánulos delimitados por membranas.

Clasificación de las Bacterias Según su Metabolismo

  • Fuente de energía:
    • Fototrofos: Obtienen energía de la luz solar.
    • Quimiotrofos: Obtienen energía de la oxidación de compuestos químicos.
  • Fuente de carbono:
    • Autotrofos: Utilizan CO2 como fuente principal de carbono.
    • Heterótrofos: Utilizan materia orgánica como fuente de carbono.

Reproducción Bacteriana

La reproducción bacteriana es asexual, por fisión binaria. El material genético se duplica y se separa, la célula se alarga y se divide en dos células hijas idénticas.

Reproducción Parasexual

Mecanismos de intercambio genético horizontal:

  • Conjugación: Transferencia directa de ADN entre bacterias a través de los pili sexuales.
  • Transformación: Incorporación de ADN libre del medio ambiente.
  • Transducción: Transferencia de ADN mediada por virus.

Microorganismos Eucariotas

  • Protozoos: Organismos unicelulares eucariotas, móviles o inmóviles, sin pared celular.
  • Algas: Organismos eucariotas fotosintéticos, unicelulares o coloniales, con clorofila y otros pigmentos.
  • Hongos: Organismos eucariotas unicelulares o pluricelulares, heterótrofos, sin clorofila, que forman hifas y micelios.

Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo del Carbono

El carbono se mueve entre la atmósfera, los océanos, la tierra y los seres vivos a través de la fotosíntesis, la respiración, la descomposición y la combustión de combustibles fósiles.

Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno se convierte en diferentes formas a medida que se mueve entre la atmósfera, el suelo, el agua y los seres vivos. Las bacterias juegan un papel crucial en la fijación del nitrógeno, la nitrificación y la desnitrificación.

Mecanismos de Defensa Externos

  • Físicos: Piel, mucosas.
  • Químicos: Sudor, secreciones estomacales.
  • Microbiológicos: Flora bacteriana autóctona.

Características de la Respuesta Inmune Adaptativa/Específica

  • Especificidad: Reconocimiento de antígenos específicos.
  • Clonalidad: Expansión de linfocitos específicos.
  • Autotolerancia: No respuesta a antígenos propios.
  • Memoria inmunológica: Respuestas más rápidas y eficientes en exposiciones posteriores.

Respuesta Inmune Primaria y Secundaria

  • Respuesta primaria: Primera exposición al antígeno, más lenta y menos intensa.
  • Respuesta secundaria: Exposiciones posteriores, más rápida, intensa y duradera debido a la memoria inmunológica.

Antígenos y Anticuerpos

  • Antígenos: Moléculas que desencadenan una respuesta inmunitaria.
  • Anticuerpos: Glucoproteínas producidas por las células plasmáticas que se unen a antígenos específicos.

Reacción Antígeno-Anticuerpo

Unión específica entre un anticuerpo y el antígeno que lo indujo, formando un complejo antígeno-anticuerpo.

Otros Conceptos Inmunológicos

  • Haptenos: Moléculas pequeñas que se vuelven antigénicas al unirse a proteínas transportadoras.
  • Epítopo o determinante antigénico: Región específica del antígeno que se une al anticuerpo.
  • Antígenos de histocompatibilidad (MHC): Glucoproteínas de superficie celular que permiten el reconocimiento de lo propio y lo extraño.

Estructura de los Anticuerpos

Forma de Y, con dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas ligeras (L), cada una con una región variable (V) y una región constante (C).

Tipos de Reacciones Antígeno-Anticuerpo

  • Precipitación: Formación de complejos insolubles que precipitan.
  • Aglutinación: Agrupación de células o partículas.
  • Opsonización: Recubrimiento de patógenos para facilitar la fagocitosis.

Reacción Inflamatoria

Respuesta del sistema inmunitario a una lesión o infección, caracterizada por enrojecimiento, calor, dolor, hinchazón y pérdida de función.

Respuesta Inmune Celular

Mediada por linfocitos T, dirigida a patógenos intracelulares, células extrañas y células tumorales.

Células Participantes en la Respuesta Inmune Celular

  • Macrófagos: Fagocitan patógenos y presentan antígenos a los linfocitos T.
  • Linfocitos T auxiliares (Th): Reconocen antígenos presentados por MHC-II y activan otras células inmunitarias.
  • Linfocitos T citotóxicos (Tc): Reconocen antígenos presentados por MHC-I y destruyen células infectadas.

Inmunidad

Resistencia a enfermedades infecciosas. Puede ser innata o adquirida, activa o pasiva, natural o artificial.

Inmunidad Innata

Presente desde el nacimiento, no específica, primera línea de defensa.

Inmunidad Adquirida

Se desarrolla después de la exposición a un antígeno, específica, memoria inmunológica.

Inmunopatologías

Enfermedades o trastornos del sistema inmunitario, como enfermedades autoinmunes, inmunodeficiencias y reacciones de hipersensibilidad.

Enfermedades Autoinmunes

El sistema inmunitario ataca a las células y tejidos propios del cuerpo.

Inmunodeficiencia

Disminución de la capacidad del sistema inmunitario para combatir infecciones.

Hipersensibilidad

Respuesta inmunitaria exagerada a un antígeno, como las alergias.

Biotecnología

Aplicación de principios científicos e ingeniería a procesos biológicos para obtener productos y servicios.

Anticuerpos Monoclonales

Anticuerpos idénticos producidos por un solo clon de células B, utilizados en investigación, diagnóstico y tratamiento.

Ingeniería Genética

Manipulación directa de genes para modificar las características de un organismo.

ADN Recombinante

Molécula de ADN formada por la combinación de ADN de diferentes fuentes.

Proyecto Genoma Humano

Iniciativa internacional para mapear y secuenciar el genoma humano.

Clonación

Creación de una copia genéticamente idéntica de un organismo, célula o molécula.

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