1. LOS VIRUS
1.1. Concepto de virus.
Los virus son formas acelulares con material genético capaces de reproducirse en el interior de células vivas. Son parásitos intracelulares obligados porque necesitan la maquinaria de la célula a la que parasitan para poder multiplicarse.
Presentan una fase extracelular en la que son inertes (viriones) y una fase intracelular en la que se adhieren a la célula para introducir su genoma vírico y multiplicarse.
1.2. Origen y evolución de los virus
Aunque se desconoce el origen y la evolución de los virus dada la ausencia de registros fósiles, se postulan fundamentalmente las siguientes hipótesis:
1.3. Estructura y clasificación de los virus.
Los virus están constituidos por tres elementos:
- Genoma vírico: se compone de una o varias moléculas de ADN o ARN (nunca coexisten).
- Cápsida: es una cubierta proteica que envuelve el genoma vírico, protege el ácido nucleico. El conjunto del genoma vírico y la cápsida se denomina nucleocápsida. La cápsida está formada por proteínas globulares colocadas de forma regular y simétrica, se denominan capsómeros. Según la forma se diferencian tres tipos de cápsidas, que sirven para clasificar los virus: virus con cápsida icosaédrica, virus con cápsida helicoidal, y virus complejos como los bacteriófagos.
- Cubierta membranosa: es una envoltura que rodea la nucleocápsida, compuesta por una doble membrana lipídica y glucoproteínas, que son capaces de conocer la célula hospedadora. Sólo algunos virus tienen esta cubierta membranosa como el COVID-19, el virus de la gripe o el VIH.
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Así infecta el coronavirus.
1.4. La multiplicación de los virus.
Los virus presentan mecanismos que les permiten reproducirse dentro de la célula hospedadora, desarrollando un complejo ciclo vital en el que obtienen la energía y la materia necesarias para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y capsómeros. El ciclo vital puede desarrollarse de dos formas:
- Ciclo lítico: conduce a la destrucción de la célula hospedadora y lo presentan, por ejemplo, los bacteriófagos.
- Ciclo lisogénico: el genoma del virus se incorpora en el ADN de la célula hospedadora y puede permanecer en forma latente durante varias generaciones celulares. El VIH puede comportarse así.
2. OTRAS FORMAS ACELULARES
2.1. Los plásmidos
Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN doble bicatenario, casi siempre circulares, que se replican con independencia del cromosoma de la célula o que pueden integrarse en él (episomas).
2.2. Los viroides
Los viroides son moléculas pequeñas de ARN monocatenario y circular que causan enfermedades importantes en las plantas. Se conocen enfermedades producidas por viroides en la patata, en el limonero, en el tabaco, etc.
2.3. Los priones
Los priones son partículas proteicas infecciosas. Producen varias enfermedades neurodegenerativas en los animales y en el ser humano, como, la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas).
3. LOS MICROORGANISMOS DEL REINO MONERAS
3.1. Las bacterias y evolución.
Los microorganismos se encuentran en los tres dominios en los que se dividen los seres vivos según la clasificación de Woese (1990): Bacteria, Archaea y Eukarya.
- Los dominios Bacteria y Archaea están constituidos por organismos procariotas (reino moneras). Archaea comprende las arqueobacterias, y Bacteria las eubacterias.
- El dominio Eukarya está constituido por organismos eucariotas (resto de los reinos). En Eukarya hay microbios que pertenecen a protoctistas (algas microscópicas y protozoos) y a los hongos (hongos microscópicos).
3.2. Características de las bacterias.
Las bacterias son microorganismos procariotas, muy simples, con escasas estructuras internas y tan solo cuatro tipos morfológicos distintos (bacilo, coco, espirilo y vibrio), pero presentan gran variedad en su metabolismo. ¿Queréis saber más sobre las bacterias?
3.3. La reproducción bacteriana
La reproducción bacteriana es asexual y se realiza mediante bipartición o fisión binaria. Pero las bacterias también poseen mecanismos parasexuales , mediante los cuales intercambian información genética con otras bacterias, sean o no de la misma especie:
- Conjugación: una bacteria donadora transmite ADN (un plásmido) mediante un pelo sexual a una bacteria receptora. Si se intercala en el genoma principal de la célula receptora se denomina episoma. Ahora la información del plásmido de la bacteria donadora se expresa en la bacteria receptora. Así es como se produce la resistencia a los antibióticos.
- Transformación: la bacteria capta fragmentos de ADN que aparecen libres en el medio, procedentes de otras bacterias.
- Transducción: consiste en un intercambio genético accidental a través de un agente transmisor, generalmente un virus, el cual transporta fragmentos de ADN de la bacteria receptora y quedan integrados en él.
3.4. La relación y la nutrición bacteriana
Respecto a la función de relación, muchas especies de bacterias responden a estímulos moviéndose (taxias); pueden responder a estímulos luminosos (fototaxias) y químicos (quimiotaxias).
Respecto a la función de nutrición, las bacterias pueden realizar todos los tipos de metabolismo posibles, de manera que se diferencian bacterias fotoautótrofas, fotoheterótrofas, quimioautótrofas y quimioheterótrofas.
3.5. La clasificación de las bacterias
Por la distinta composición de la pared bacteriana, las bacterias reaccionan de manera diferente al ser tratadas con la tinción de Gram, distinguiéndose dos grupos: Las bacterias Gram-positivas (Gram +), que se tienen de color azul, y las bacterias Gram-negativas (Gram –), que se tiñen de color rojo.
Y así podemos diferenciar los siguientes grupos:
- Eubacterias Gram-positivas: pared gruesa y monostratificada, compuesta por un 90% de peptidoglucano a la que se asocian proteínas y polisacáridos.
- Eubacterias Gram-negativas: pared delgada y biestratificada, compuesta por una capa basal de peptidoglucano (10%) y una membrana externa.
- Eubacterias sin pared celular: micoplasmas (hay un micoplasma que produce neumonía atípica).
- Arqueobacterias: suelen ser anaerobias y extremófilas, es decir, viven en ambientes extremos que pueden ser halófilos (mar muerto), termófilos (aguas termales), metanógenos, etc.
4. LOS MICROORGANISMOS DEL REINO PROTOCTISTA
Grupo muy heterogéneo, constituidos por células eucariotas, que incluyen protozoos y algas.
4.1. Protozoos
Los protozoos son microorganismos unicelulares, eucariotas y heterótrofos. Carecen de pared celular, tienen capacidad de desplazamiento y suelen vivir en ambientes húmedos. Su reproducción es asexual (suele ser por división binaria o por esporulación).
Los protozoos se clasifican según su locomoción:
- Flagelados (flagelos): ej. Trypanosoma (enfermedad del sueño).
- Rizópodos o Amebas (pseudópodos): muchos causan enfermedades intestinales (amebiasis).
- Esporozoos (contracción del cuerpo): ej. plasmodios que producen el paludismo o malaria.
- Ciliados (cilios): suelen vivir en agua dulce como el Paramecium o la Vorticella. Tienen un tipo especial de reproducción sexual llamada conjugación.
4.2. Las algas
Las algas son eucariotas, fotosintéticos y autótrofos (tienen cloroplastos con pigmentos fotosintéticos para hacer la fotosíntesis), viven en medios acuáticos y tienen pared celular reforzada con quitina, carbonato cálcico, etc. Las algas pueden ser pluricelulares o unicelulares como las algas microscópicas que constituyen el fitoplancton, primer eslabón en la cadena alimentaria marina.
Los principales grupos de algas microscópicas son:
- Algas euglenoides: tienen un flagelo y carecen de pared celular.
- Diatomeas: con pared celular de sílice.
- Dinoflagelados: tienen dos flagelos. Producen las mareas rojas: producen neurotoxinas que pasan a los filtradores y al resto de la cadena trófica, provocando graves envenenamientos.
Si quieres saber más sobre las algas y protozoos:
5. LOS MICROORGANISMOS DEL REINO HONGOS
Los hongos son organismos eucariotas y heterótrofos. Según su alimentación se clasifican en: saprofitos (se alimentan de materia orgánica en descomposición y contribuyen a ella, muy útil en depuradoras) y parásitos (se alimentan de materia orgánica viva como el “pie de atleta”).
Pueden ser unicelulares como las levaduras que se reproducen por gemación (ej. Saccharomyces, que se emplea para elaborar bebidas alcohólicas como la cerveza o el pan) o pluricelulares como los mohos (moho del pan).
6. LOS MICROORGANISMOS Y LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Los diversos procesos cíclicos en los que están inmersos cada uno de los componentes de los organismos vivos se denominan ciclos biogeoquímicos.
Muchas bacterias y hongos forman parte de los descomponedores y devuelven al medio los componentes de restos vegetales, cadáveres y excrementos. Esto tiene muchas aplicaciones en biotecnología: tratamiento de residuos como depuración de aguas residuales, eliminación de mareas negras y residuos industriales y agrícolas. La BIORREMEDIACIÓN, es el proceso que utiliza microorganismos para retornar a un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural (por ejemplo bacterias y levaduras que degradan hidrocarburos de los vertidos de petroleros accidentados a CO2).
6.1. El ciclo del carbono
El principal almacén del carbono está en la atmósfera en forma de CO2.
- Los microorganismos fotoautótrofos (ej. cianobacterias) fijan este CO2 en forma de materia orgánica (que forma parte de los seres vivos).
- Los microorganismos descomponedores (fermentación) y los microorganismos fotoautótrofos (respiración) devuelven el CO2 a la atmósfera.
- Las bacterias metanógenas también transforman la materia orgánica en metano (CH4) que vuelve a la atmósfera.
- Las bacterias oxidantes oxidan ese metano a CO2.
6.2. El ciclo del nitrógeno
El principal almacén del carbono está en la atmósfera en forma de nitrógeno atmosférico (N2).
- Los microorganismos fijadores del nitrógeno (ej. Azotobacter, Nostoc, Rhizobium) transforman el N2 atmosférico en nitratos asimilables por las plantas (NO3) en un proceso denominado fijación biológica. Estos nitratos pasan a formar parte de la materia orgánica de las plantas.
- Las bacterias descomponedoras degradan los compuestos orgánicos nitrogenados que forman parte de los seres vivos en amoniaco (NH3).
- Las bacterias nitrificantes del suelo oxidan el amoniaco en un proceso denominado nitrificación. Primero unas bacterias (ej. Nitrosomonas) transforman el amoniaco en nitritos (NO2), después otras (ej. Nitrobacter) transforman los nitritos (NO2) en nitratos (NO3)
- Las bacterias desnitrificantes pueden transformar los nitratos en N2 atmosférico y devolverlo a la atmósfera.
7. LOS MICROORGANISMOS Y LAS ENFERMEDADES
7.1. Introducción
La mayor parte de los microorganismos son inocuos para los seres vivos, incluso algunos tienen una actividad beneficiosa para ellos (flora microbiana). Solo unos pocos son patógenos y producen enfermedades en los seres vivos.
7.2. Los microorganismos como agentes infecciosos
La manifestación de una enfermedad producida por un microorganismo patógeno se llama virulencia. Los microorganismos patógenos destruyen las células directamente o mediante la producción de toxinas o enzimas.
Se distinguen dos tipos de toxinas:
- Exotoxinas: muy tóxicas como las neurotoxinas que afectan al sistema nervioso o las enterotoxinas que afectan a las células epiteliales digestivas causando diarreas). Ej. botulismo, cólera, difteria, tétanos, etc.
- Endotoxinas: moléculas estructurales de la pared celular de bacterias Gram -, poco tóxicas.
7.3. La enfermedad infecciosa
Una enfermedad infecciosa se produce cuando los agentes patógenos llegan al huesped, se adhieren y colonizan los tejidos por los que tiene afinidad.
Los factores que determinan el desarrollo de una enfermedad infecciosa son virulencia del microorganismo, resistencia del hospedador y el número de parásitos en contacto con el huésped.
Algunos microorganismos son oportunistases decir, solo son patógenos en determinadas situaciones, por ejemplo, cuando disminuyen las defensas.
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7.4. Las vías de transmisión
- Contacto directo: rabia (retrovirus), tétanos (bacteria), dermatomicosis (hongo). Este contacto directo puede ser por vía sexual (enfermedades de transmisión sexual ETS): SIDA (retrovirus), herpes genital (virus), hepatitis B (virus), gonorrea (bacteria), sífilis (bacteria), candidiasis vaginal (hongo), tricomoniasis (protozoo).
- Vía aérea: Resfriado común (virus), gripe (virus), coronavirus (virus), sarampión (virus), paperas (virus), tuberculosis (bacteria).
- Por vehículo (agua o alimentos): cólera (bacteria), botulismo (bacteria), salmonela (bacteria), hepatitis A (virus), amebiasis (ameba), etc.
- Por vectores: peste (patógeno: bacteria, vector: ratas), malaria (patógeno: protozoo, vector: mosquito Anopheles), enfermedad del suelo (patógeno: protozoo, vector: mosca tsé-tsé).
7.5. Algunas enfermedades infecciosas: el SIDA
¿Es lo mismo VIH que SIDA? ¿Qué tipos de virus es el VIH? ¿Qué células infecta? ¿Cómo se transmite? ¿Podemos decir que una persona seropositiva tiene SIDA? ¿Tiene tratamiento?
7.6. La prevención de las infecciones
Las medidas preventivas son tratamientos diseñados para proteger al individuo del futuro ataque de un patógeno, como las vacunas.
Los métodos curativos se usan una vez contraída la infección, como los antibióticos (interfieren en la formación de los componentes de una bacteria como por ejemplo la pared celular) o los antivíricos (interfieren en la formación de enzimas necesarias para multiplicar el virus como la transcriptasa inversa en el caso de los retrovirus).
7.7. Métodos para medir la sensibilidad bacteriana
7.8. Los microorganismos y la resistencia a los fármacos
¿Por qué es tan importante no abusar de los antibióticos?
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