Los virus
¿Cuándo una forma de vida no lo es? Cuando se trata de un virus
Los virus son cosas extrañas que se ubican en la frontera entre lo vivo y lo no
vivo. Por una parte, si se encuentran flotando en el aire o en el pomo de una
puerta son inertes. En ese caso; están tan vivos como una roca. Pero si entran en
contacto con una planta, animal o bacteria adecuadas entran en acción, infectando
y apoderándose de las células como piratas al asalto.
¿Qué son?
Un virus es básicamente una aglomeración pequeña de material genético—ya
sea ADN o ARN—dentro de una protección denominada la cubierta viral o cápside,
la cual, a su vez, está conformada de fragmentos de proteínas denominados
capsómeros. Algunos tienen una capa adicional denominada envoltura. Básicamente,
eso son los virus.
¿Cuál es su apariencia?
Existen cientos y
variadas formas de virus.
Muchos son poliédricos, o de
múltiples lados. Si alguna vez
has mirado el corte de una
gema, como el diamante de un
anillo de compromiso, ya sabes
qué es una forma poliédrica. (A
diferencia del diamante en el
anillo, los virus no convergen en
un punto sino que tienen forma
similares en todos sus lados).
Otros virus tienen la forma de
óvalos puntiagudos o de ladrillos
con las esquinas redondas.
Algunos son como bastones
delgados y otros lucen como
pedazos de cuerdas con bucles.
Algunos son más complejos,
con forma de cráteres lunares.
¿Dónde se encuentran?
En casi todos los materiales y medio ambientes de la
Tierra, desde el sol hasta el aire y el agua. Básicamente, en
cualquier lugar donde se encuentren células a las que puedan
infectar. Los virus han evolucionado para infectar todas las
formas de vida, animales, plantas, hongos y bacterias.
Sin embargo, los virus tienden a ser exigentes sobre el
tipo de célula que infectan. Por ejemplo, los virus de plantas
no están equipados para infectar las células de los animales,
aunque un cierto tipo de virus de plantas puede infectar
plantas de la misma familia. Algunas veces, el virus puede
infectar una criatura y no ocasionarle daño, pero puede
destruir cuando infecta a otra criatura diferente pero muy
cercana. Por ejemplo, el virus Hanta es portado por un ratón,
sin efecto aparente en el roedor, pero si infecta a una
persona causa una enfermedad dramática, que frecuentemente
es mortal, caracterizada por un sangrado excesivo.
Una misión única
Los virus existen con un solo propósito: reproducirse. Para
llevarlo a cabo, tienen que apoderarse de la maquinaria reproductora de
una célula hospedera adecuada.
Después de alcanzar una célula hospedera apropiada, el virus
introduce su material genético en la célula, ya sea engañándola para que
la introduzca por ella misma como si fuera un nutriente, o fusionando la
cubierta viral con la pared o la membrana de la célula hospedera y
liberando sus genes dentro de ella. Algunos virus inyectan sus genes en
la célula hospedera y dejan su cubierta en el exterior.
Si es un virus ADN, su material genético se inserta en el ADN de
la célula hospedera. Si es un virus ARN, debe primero cambiar su ARN
en ADN, empleando la maquinaria de la célula hospedera para poder
insertarse. Seguidamente a esto, los genes virales se copian muchísimas
veces, usando la maquinaria que la célula usa normalmente para fabricar
su ADN. Los virus emplean las enzimas del hospedero para construir
nuevas cápsides y otras proteínas virales. Los nuevos genes virales y las
proteínas se ensamblan en nuevas partículas virales. Los nuevos virus
son liberados de la célula hospedera sin destruirla o, eventualmente, el
número de virus es tan grande que revientan a la célula hospedera como
si se tratara de un balón con exceso de agua en él.
Reproducción de un virus
•
•
•
Las bacterias contienen un plano
genético (ADN) y todos los
instrumentos (ribosomas,
proteínas, etc.) que necesitan
para reproducirse por ellas
mismas.
Los virus, sólo contienen un
plano genético limitado y no
tienen las herramientas
constitutivas necesarias. Tienen
que invadir otras células y
secuestrar su maquinaria celular
para reproducirse. Los virus
invaden adhiriéndose a una
célula e inyectando sus genes o
permiten que las células se los
trague.
Aquí está un ejemplo de
infección viral. Este es una
versión virus de la película de
ficción Alien.
•
Estos son bacteriófagos T4.
Son un tipo de virus que
infectan bacterias. Aquí
están aterrizando en la
superficie de una bacteria E.
coli
Los bacteriófagos hacen un hueco en la pared
celular de E. coli. Luego inyectan su material
genético en la bacteria. Al aprovecharse de la
maquinaria genética de E. coli, los genes
virales ordenan a la bacteria empezar a
fabricar nuevas partes del virus. Estas partes
se unen para conformar un nuevo virus dentro
de la bacteria
Eventualmente, tantos virus
nuevos se producen dentro de la
bacteria, qué esta explota y
muere liberando así a esos nuevos
virus que infectan más células!
Ciclo de vida del VIH
1.
1.
2.
Enlace y fusión: El VIH
empieza su ciclo de vida
cuando se liga a un
receptor CD4 y a uno de
dos co-receptores en la
superficie de un linfocito T
CD4+. Luego el virus se
fusiona con la célula
anfitriona. Después de la
fusión, el virus libera el
ARN, su material genético,
dentro de la célula
anfitriona.
Transcripción inversa: Una
enzima del VIH, conocida
como transcriptasa inversa
convierte la cadena simple
del ARN vírico en cadena
doble de ADN vírico.
3.
4.
5.
6.
Integración: El nuevo ADN del VIH que se forma entra al núcleo
de la célula anfitriona, donde una enzima del VIH llamada integrasa
"esconde" el ADN vírico dentro del propio ADN de la célula
anfitriona. El ADN del VIH integrado se llama provirus. El provirus
puede permanecer inactivo por varios años sin producir nuevas
copias del VIH o produciendo muy pocas.
Transcripción: Cuando la célula anfitriona recibe señal para
volverse activa, el provirus usa una enzima anfitriona llamada
polimerasa del ARN para crear copias del material genómico del
VIH y segmentos más cortos del ARN conocidos como ARN
mensajero (mRNA). El mARN se utiliza como modelo o patrón para
la formación de cadenas largas de proteínas del VIH.
Ensamblaje: La enzima del VIH llamada proteasa divide las cadenas
largas de proteínas del VIH en pequeñas proteínas individuales. A
medida que las proteínas pequeñas del VIH se unen a las copias del
material genético del ARN del VIH, se ensambla una nueva
partícula del virus.
Gemación: El nuevo virus ensamblado "brota" de la célula
anfitriona. Durante la gemación, el nuevo virus acapara parte de la
envoltura exterior de la célula. A esta envoltura, que actúa como
recubrimiento, le brotan combinaciones de proteína y azúcar,
conocidas como glucoproteínas del VIH. Estas glucoproteínas del
VIH son necesarias para que el virus se ligue al CD4 y a los coreceptores. Las nuevas copias del VIH pueden ahora pasar a
infectar a otras células.
Las bacterias
Las bacterias poseen una sola
célula, pero no dejes que su pequeño
tamaño y su simplicidad te engañen. Ellas
son un grupo de criaturas
extraordinariamente complejas y
fascinantes. Se han encontrado bacterias
que pueden vivir tanto por encima del punto
de ebullición como en temperaturas tan
frías que te podrían congelar la sangre.
Ellas "comen" de todo desde azúcares y
almidones hasta la luz del sol, azufre y
hierro. Existe hasta una especie de
bacteria llamada Deinococcus radiodurans
que puede soportar descargas de radiación
1.000 veces mayores que las que podrían
matar a un ser humano.
Clasificación de Bacterias según su forma
Fisiología bacteriana
Requerimientos químicos
Carbono
Este elemento puede aportarse a los microorganismos en forma muy
diversa dependiendo del tipo de metabolismo que posean. El carbono es utilizado
por los microorganismos para sintetizar los compuestos orgánicos requeridos para
las estructuras y funciones de la célula.
Los microorganismos se pueden dividir en categorías nutricionales en
base a dos parámetros: naturaleza de la fuente de energía y naturaleza de la
fuente principal de carbono.
•
Fototrofos: utilizan luz como fuente de energía.
•
Quimiotrofos: la fuente de energía es química.
•
Autotrofos: utilizan como fuente de carbono al CO2 y a partir del cual sintetizan
los esqueletos carbonados de los metabolitos orgánicos.
•
Heterotrofos: utilizan compuestos orgánicos como fuente de C y electrones.
Combinándose estos dos parámetros se
categorías principales de organismos:
pueden
establecer
cuatro
•
Fotoautotrofos: dependen de la luz como fuente de energía y utilizan
CO2 como principal fuente de carbono. Vegetales superiores, bacterias
fotosintéticas, algas eucarióticas, etc.
•
Fotoheterotrofos: utilizan luz como fuente de energía y emplean
compuestos orgánicos como fuente de carbono. Algunas bacterias
fotosintéticas y algas eucarióticas.
•
Quimioautotrofos: utilizan CO2 como fuente de carbono y emplean
fuentes de energía química proveniente generalmente de compuestos
inorgánicos reducidos (H2, S2-, NH4+, etc).
•
Quimioheterotrofos: utilizan compuestos orgánicos como fuente de
carbono y energía. Los compuestos orgánicos también se comportan
como fuente de electrones. Este grupo está integrado por animales
superiores, hongos, protozoos y la mayoría de las bacterias.
Fisiología bacteriana Requerimientos físicos
Temperatura
Clasificación
Rango
Optima
25 - 80 °C
50 - 60 °C
Mesófilos
10 - 45 °C
20 - 40 °C
Psicrófilo
-5 - 30 °C
10-20 °C
Termófilos
• Todos los
microorganismos tienen
una temperatura óptima
de crecimiento. Esto
significa que a
determinada temperatura
la velocidad de
duplicación (o la velocidad
de crecimiento
poblacional) de los
microorganismos es
mayor.
• Hay que tener en cuenta
que no todos los
microorganismos crecen
en el mismo rango de
temperaturas
Ciclo de crecimiento
•
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 de bacterias
Genética bacteriana Conjugación
La conjugación es un proceso de transferencia
de genes entre dos células en contacto. Este
proceso se inicia cuando el pelo sexual de la
célula donante alcanza la envoltura de una célula
receptora. El contacto célula-célula se alcanza
presumiblemente o por la contracción o por el
desensamblaje del pelo sexual. El apareamiento
entre las células es inestable en un principio
pero luego es específicamente estabilizado
mediante ciertas proteínas
1- Estafilococos: Dan pus, se
agrupan en racimos.
2- Estreptococos: Dan pus en
amígdalas, fiebre reumática.
Aparecen como cadenas.
3- Neumococos: Dan la pulmonía.
Aparecen en parejas.
4- Gonococos: Dan la gonorrea. Se
agrupan por parejas.
5- Meningococos: Dan la meningitis.
En parejas como granos de café.
6- Bacilo de Klebs-Loffer: La
difteria. Parecen mazas.
7- Bacilos de Eberth, salmonella: El
tifus. Como flagelos.
8- Vibriones coléricos: El cólera.
Como una coma curvada.
9- Bacilos de Koch: Tuberculosis.
Como bastoncillos.
10- Bacilos de Nicolaier: Tétanos.
Como palillo de tambor.
11- Espiroqueta pallida: Sífilis. Como
filamento heli12-
Bacilos
Anthracis: Carbunco. Como largos
filamentos..
•
Célula conjugativa (F+), con su
pelo sexual, y otra no
conjugativa (F-)
•
Contacto entre las dos células
por medio del pelo sexual
•
Contracción del pelo sexual y
contacto célula-célula. Se
forma un poro por donde pasa
el DNA simple cadena desde la
célula dadora a la receptora
•
Síntesis de las cadenas de DNA
conjugativo: continua en la
célula dadora y discontinua en
la receptora
•
Sellado de los poros y
separación de las células. Cada
una de ellas contiene una copia
del Factor F
.
¿Qué son los plásmidos?
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Los virus - DEPARTAMENTO DE CIENCIAS CEM 2009