Microorganismos y Agentes Infecciosos: Estructura, Reproducción y Patologías

Virus

Partícula inerte cuando está fuera de una célula (no se considera un microorganismo vivo), no presenta metabolismo.

Características Generales de los Virus

  • Formados por una región central de ácido nucleico (ADN o ARN, de doble o simple hebra), rodeado de una cubierta proteica o cápside y, a veces, por una envoltura lipoproteica.
  • Se denomina virión a la partícula viral completa. Es una partícula resistente, capaz de reconocer e infectar específicamente a la célula huésped. No presentan ninguna actividad metabólica e incluso pueden ser cristalizados y almacenados durante largo tiempo, readquiriendo su capacidad infectiva cuando las condiciones vuelven a ser apropiadas.
  • Los virus se reproducen solo dentro de las células vivas, utilizando la maquinaria biocelular de sus huéspedes en su propio beneficio. Sin esta maquinaria, son inertes como cualquier otra macromolécula. Son parásitos intracelulares incapaces de multiplicarse libremente.
  • Carecen de metabolismo propio, necesitan infectar células y tomar posesión de sus orgánulos junto con toda la maquinaria metabólica y energética para poder “copiarse” y luego invadir otras células.
  • En la cápside y membrana viral existen proteínas de anclaje y receptoras que funcionan como “llaves” que imitan a una molécula conocida por la célula, engañando a sus receptores y así logrando infiltrarse en el citoplasma.

Tipos de Virus

Cada uno sigue una estrategia de multiplicación distinta en función de su material hereditario y del huésped al que parasita.

  • Adenovirus: poseen ADN (ej. virus del herpes simple).
  • Retrovirus: poseen ARN (ej. virus de la inmunodeficiencia humana, VIH).

Fases de la Infección Viral Intracelular

Una vez que el ácido nucleico viral se ha introducido en el huésped, puede ocurrir la multiplicación del virus. Este proceso consta de 5 etapas:

  1. Fijación y Adsorción: El virus se une a receptores específicos de la célula huésped.
  2. Penetración: El material genético (ADN o ARN) viral ingresa a la célula huésped.
  3. Multiplicación: Utilizando el sistema metabólico del huésped, el virus reproduce sus componentes.
  4. Ensamblaje: Los componentes virales son ensamblados dentro del huésped para formar nuevos viriones.
  5. Liberación: Una vez ensamblados, los virus son liberados para infectar otras células.

Ciclos Reproductivos Virales

Ciclo Lítico

El virus provoca la lisis (destrucción) de la célula huésped.

  • Los virus que solo tienen un ciclo lítico se describen como virulentos, ya que causan enfermedades y, con frecuencia, la muerte de la célula infectada.
Fases del Ciclo Lítico:
  1. Fijación: El fago se fija en la superficie celular de la bacteria.
  2. Penetración: El ADN del fago entra en la célula bacteriana.
  3. Replicación y Síntesis: Replicación del ADN del fago y síntesis de proteínas del fago.
  4. Ensamblaje: Los componentes del fago se ensamblan en nuevos virus.
  5. Liberación: La célula bacteriana sufre lisis y libera muchos fagos que, entonces, pueden infectar a otras células.

Ciclo Lisogénico

Los virus con ciclo lisogénico no destruyen a sus huéspedes. El genoma viral generalmente se integra en el ADN bacteriano huésped. El virus integrado se denomina profago o provirus.

  • Las células bacterianas que transportan profagos se llaman células lisogénicas.
  • Ciertas condiciones externas (como los Rayos X o la luz ultravioleta) pueden hacer que los virus regresen a un ciclo lítico y, entonces, destruyan a su huésped.
Fases del Ciclo Lisogénico:
  1. Fijación: El fago se fija en la superficie celular de la bacteria.
  2. Penetración: El ADN del fago entra en la célula bacteriana.
  3. Integración: El ADN del fago se integra en el ADN bacteriano.
  4. Replicación: El profago integrado se replica cuando el ADN bacteriano se replica.

Retrovirus

Tipo de virus, parásitos moleculares en las células eucariontes.

  • Tienen ARN como material genético y en el interior de su cápside llevan una o varias copias (cadenas) de polinucleótidos.
  • Poseen una enzima clave, la transcriptasa inversa o reversa, capaz de catalizar la transformación del mensaje de su molécula de ARN en una de ADN.
  • El genoma de ARN de cadena simple entra a la célula, y la transcriptasa inversa que lleva consigo produce una cadena de ADN complementaria para formar una doble hélice híbrida ADN/ARN.

Viroides

Moléculas circulares de ARN, de solo cientos de nucleótidos de largo, que infectan plantas. No codifican proteínas, pero pueden replicarse en las células vegetales huésped, causando enfermedades como el desarrollo anormal y la restricción del crecimiento.

Priones

Proteínas infecciosas. Son proteínas normales que se repliegan de forma errónea, transformándose en priones infecciosos. Estos pueden inducir que otras copias normales de la molécula proteica se conviertan en priones. Con el tiempo, la concentración de priones en el tejido nervioso puede ser lo suficientemente grande como para provocar daño y degeneración celular.

Enfermedades Priónicas

Pueden ser hereditarias o transmitirse por infección, y son principalmente neurodegenerativas, como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob o la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas).

Bacterias

Organismos procariontes con gran capacidad adaptativa, que pueden provocar enfermedades y la muerte. Se reproducen de forma asexual por fisión binaria o bipartición: a partir de una célula parental, resultan dos células hijas iguales con la misma copia de la molécula de ADN circular. El proceso se inicia cuando la célula ha aumentado su tamaño, replica su ADN y las dos moléculas resultantes se adhieren en sitios adyacentes de la membrana (mesosomas). Este proceso ocurre aproximadamente cada 20 minutos.

Características de las Bacterias

  • La longitud de las células procarióticas varía entre 1 y 10 micrones.

Formas Básicas de las Bacterias:

  1. Forma esférica u ovalada: coco o cocácea.
  2. Forma alargada o cilíndrica: bacilo.
  3. Espirilo: cuando aparecen una o más curvaturas en la longitud de la célula, adoptando una forma espiral.

Agrupaciones Bacterianas:

  • En algunos casos, las células se mantienen juntas después de dividirse, formando diferentes grupos: parejas (diplo-), cadenas (estrepto-), racimos (estafilo-), estructuras cúbicas (sarcinas) u otras formas.

Formas Peculiares:

  • Espiroquetas (forma de sacacorchos)
  • Vibriones (forma de coma)

Formación de Esporas:

  • Muchos procariotas forman esporas, células latentes capaces de sobrevivir a condiciones ambientales desfavorables (temperatura extrema, falta de nutrientes, etc.). Al comienzo de la formación de la espora, la célula original tiene dos copias de ADN. Alrededor de una de ellas y de un poco de citoplasma se forman envolturas resistentes. Luego, la célula original se rompe y libera la endospora fabricada en su interior, que permanece latente hasta encontrar un medio propicio para su desarrollo.

Fases del Crecimiento Bacteriano:

  1. Fase de Latencia: No hay variaciones significativas en el número de individuos; las bacterias se están adaptando al medio.
  2. Fase Exponencial: En condiciones óptimas, las células presentan una elevada tasa de crecimiento, estableciéndose una relación lineal entre la cantidad de patógenos y el tiempo.
  3. Fase Estacionaria del Crecimiento: Nuevas bacterias reemplazan a las que han muerto. Han disminuido los nutrientes y se han acumulado desechos.
  4. Fase de Declinación: La cantidad de bacterias disminuye; el número de bacterias muertas es mayor que las que se producen, como consecuencia de la falta de nutrientes y la acumulación de desechos.

Protozoos

Organismos unicelulares eucariontes heterótrofos. Carecen de pared celular y habitan en el suelo, agua dulce y el mar. Se mueven por cilios, flagelos o pseudópodos. Algunos pueden producir enfermedades, como el mal de Chagas o la tricomoniasis. Al reproducirse en el interior de las células de órganos como el hígado, bazo y corazón, pueden llegar a provocar la muerte del organismo infectado.

Hongos

Organismos unicelulares o pluricelulares eucariontes heterótrofos.

Tipos y Características de Hongos:

  • Saprofitos: Se nutren de materia orgánica que obtienen de restos animales o vegetales en descomposición.
  • Las levaduras son hongos unicelulares que se reproducen asexualmente por gemación.
  • Los mohos son hongos pluricelulares, formados por largos filamentos llamados hifas que en su conjunto se denominan micelio, y que se reproducen mediante esporas.
  • Las setas son hongos pluricelulares macroscópicos, utilizados en industrias gastronómicas, químicas y farmacéuticas.
  • Pueden ser beneficiosos, pero muchos prosperan como parásitos y provocan enfermedades en plantas y animales.
  • Hongos patógenos primarios: Pueden iniciar una infección en un huésped, colonizando el organismo, alterando su mecanismo de defensa y así proliferando.
  • Hongos patógenos oportunistas: Afectan a personas con deficiencias en su sistema inmunológico.
  • Afecciones más comunes: cutáneas superficiales y de las mucosas, como por ejemplo el pie de atleta.

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