Microbios y sistemas de defensa 4º

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Microbios y sistemas de defensa 4º

  1. 1. MICROBIOS Y SISTEMAS DE DEFENSA <ul><li>Enfermedad (-) </li></ul><ul><li>Microorganismos </li></ul><ul><li>(bacterias, virus, hongos patógenos) Útiles en biotecnología (+) </li></ul><ul><li>(Ingeniería genética) </li></ul><ul><li>sistemas defensivos obj. </li></ul><ul><li>Piel, sudor, Mejorar la calidad de vida de las </li></ul><ul><li>Secreciones estomacales personas. </li></ul><ul><li>Sistema inmunológico. </li></ul>
  2. 2. LAS BACTERIAS <ul><li>Características Formas Nutrición (variable) </li></ul><ul><li>Procariontes unicelulares - Bacilos (bastón) -Absorción de nutrientes </li></ul><ul><li>de reproducción asexual - Cocos (esféricos) : -Autótrofos ( foto o </li></ul><ul><li>pueden agruparse en quimiosíntesis). </li></ul><ul><li>Colonias o filamentos. cadenas (estreptococos) </li></ul><ul><li>o en racimos (estafilococos) </li></ul><ul><li>- Espirilos (helicoides) </li></ul><ul><li>- Vibriones (comas) </li></ul>
  3. 4. ESTRUCTURA BACTERIANA Depende de la interacción con el huésped (organismo en el cual actúa) ¿Qué las hace ser tan resistente? ¿Por qué algunas pueden alterar nuestro estado de salud? ¿Qué hace a algunas tan dañinas que las han utilizado como “armas bacteriológicas? <ul><li>Participa en: </li></ul><ul><li>Adherencia a los tejidos del huésped </li></ul><ul><li>Evasión de la respuesta inmune </li></ul><ul><li>Induce respuesta inflamatoria </li></ul><ul><li>Permite el diagnostico microbiano en laboratorio </li></ul><ul><li>Sus componentes permiten el sitio blanco de antibióticos y vacunas </li></ul>
  4. 5. ESTRUCTURA BACTERIANA características: <ul><li>El material genético esta representado por una molécula de ADN circular y no esta asociado a proteínas. </li></ul><ul><li>Algunas poseen ADN extracromosomal formado por plasmidio y episoma que lo dotan de resistencia a los antibióticos. </li></ul><ul><li>No tienen citoesqueleto ni organelos membranosos como los eucariontes, pero sí una pared celular rígida que es químicamente diferente a la de vegetales y hongos. </li></ul><ul><li>Citoplasma denso con ribosomas y gránulos de glucógeno, lípidos, compuestos fosfatados. </li></ul><ul><li>Enzimas : - metabólicas , en el citoplasma. </li></ul><ul><li>- respiración celular y fotosíntesis , adheridas a la membrana </li></ul><ul><li>plasmática. </li></ul><ul><li>Estructuras , pueden ser constantes (esenciales para la vida bacteriana: citoplasma, cromosoma, membrana y pared celular), y otras accesorias (no esenciales para la vida bacteriana: cápsula, flagelos, fimbrias) </li></ul>
  5. 6. BACTERIA GRAM + Y GRAM – pared celular bacteriana importante para: <ul><li>Forma celular Criterio de clasificación </li></ul><ul><li>Christian Gram (1884) </li></ul><ul><li>tinción específica </li></ul><ul><li>Se tiñe No se tiñe </li></ul><ul><li>Gram + Gram – </li></ul><ul><li>Pared cel. Formada x </li></ul><ul><li>Peptidoglicano Peptidoglicano </li></ul><ul><li>+ + </li></ul><ul><li>Ácido teicoico Memmbrana externa con lipoproteínas y </li></ul><ul><li>conocimiento lipopolisacáridos </li></ul><ul><li>importancia: </li></ul><ul><li>Tratamiento contra las bacterias patógenas (se desarrollan vacunas, antibióticos y otros mecanismos contra ellas) </li></ul>
  6. 7. Paredes celulares bacterianas. Arriba: Bacteria Gram positiva . 1- membrana citoplasmática , 2- pared celular , 3- espacio periplásmico . Abajo: Bacteria Gram negativa . 4- membrana citoplasmática , 5- pared celular , 6- membrana externa , 7- espacio periplásmico .
  7. 8. REPRODUCCION BACTERIANA <ul><li>En condiciones óptimas (nutrientes tº, luminosidad)= exponencial (1, 2, 4, 8,16, etc). </li></ul><ul><li>Tiempo : generalmente menos de una hora (excepciones: lepra, tuberculosis son de más tiempo). </li></ul><ul><li>Simple división (fisión binaria): ocurre duplicación del ADN y luego un reparto equitativo del ADN entre las células hijas, como también de los otros componentes celulares. </li></ul><ul><li>Si una bacteria se divide por fisión binaria a intervalos de 20 min, al cabo de 10 h se originarían más de mil millones de bacterias ¿es importante el cepillado de dientes antes de dormir? </li></ul><ul><li>¿Por qué las bacterias pueden mutar con tanta rapidez? </li></ul><ul><li>Indica ejemplos de alta capacidad de mutación bacteriana. </li></ul>
  8. 9. CARACTERÍSTICAS DEL CRECIMIENTO BACTERIANO etapas o fases <ul><li>1. LATENCIA 2. EXPONENCIAL 3. ESTACIONARIA 4. DECLINACIÓN </li></ul><ul><li>Adaptación a las Multiplicación bac- Reducción del Aumento soste- </li></ul><ul><li>condiciones am- teriana acelerada, crecimiento, debi- nido de la morta- </li></ul><ul><li>bientales debido a las con- do a falta de nu- lidad y extinción. </li></ul><ul><li>(síntesis de diciones óptimas. trientes y acumu- </li></ul><ul><li>proteínas y de lación de sus pro- </li></ul><ul><li>y de enzimas). pios desechos </li></ul><ul><li>metabólicos. </li></ul>
  9. 11. TRANSFERENCIA DEL MATERIAL GENETICO BACTERIANO fragmento de ADN <ul><li>(transferencia) </li></ul><ul><li>3 mecanismos: </li></ul><ul><li>TRANSFORMACIÓN TRANSDUCCIÓN CONJUGACIÓN </li></ul><ul><li>Inserción de fragmento Transferencia de un La transferencia del frag- </li></ul><ul><li>ADN libre de bacterias fragmento de ADN de mento ADN de una bact. </li></ul><ul><li>destruidas, provocando bact. A otra, se reali- a otra se realiza a través </li></ul><ul><li>cambio genético en la za a través de partici- de un puente proteico o </li></ul><ul><li>bacteria receptora. pación de virus. Pili. Puede ser el plasmi- </li></ul><ul><li>dio como el cromosoma. </li></ul>Bacteria donante Bacteria receptora
  10. 12. CONJUGACIÓN <ul><li>PLASMIDIAL: </li></ul><ul><li>La hebra del plasmidio se </li></ul><ul><li>abre y se transfiere a la </li></ul><ul><li>bact. Receptora. luego se </li></ul><ul><li>duplica la hebra transferida, </li></ul><ul><li>y por lo tanto, ambas tienen </li></ul><ul><li>plasmidio y pueden tranferir </li></ul><ul><li>sus genes. </li></ul><ul><li>CROMOSOMAL: </li></ul><ul><li>Una hebra del cromosoma </li></ul><ul><li>se abre, el que previamente </li></ul><ul><li>ha integrado su plasmidio, y </li></ul><ul><li>es transferida a la bacteria </li></ul><ul><li>receptora (generalmente no </li></ul><ul><li>se transfieren todos los </li></ul><ul><li>genes) y luego se replica. </li></ul>
  11. 13. <ul><ul><ul><ul><li>Esquema de la conjugación bacteriana </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>1-La célula donante genera un pilus . </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>2-El pilus se une a la célula receptora y </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>ambas células se aproximan. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>3-El plásmido móvil se desarma y una </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>de las cadenas de ADN es transferida </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>a la célula receptora. 4-Ambas células </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>sintetizan la segunda cadena y </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>regeneran un plásmido completo. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Además, ambas células generan </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>nuevos pili y son ahora viables como </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>donantes. </li></ul></ul></ul></ul>
  12. 14. RESISTENCIA BACTERIANA A LOS ANTIBIOTICOS <ul><li>Alexander Fleming (1920) Penicillum (moho): penicilina </li></ul><ul><li>¿Cuál es la razón de la resistencia de muchas bacterias a la penicilina? </li></ul><ul><li>Transferencia de ADN </li></ul><ul><li>Mayor variabilidad genética </li></ul><ul><li>le confiere </li></ul><ul><li>Ventaja adaptativa “en los plasmidios están los genes que </li></ul><ul><li>produce: producen resistencia a los antibióticos” </li></ul><ul><li>Bacterias NO sensibles a determinados antibióticos </li></ul><ul><li>(EVOLUCIÓN) </li></ul><ul><li>¿Cómo se relaciona el consumo inadecuado de antibióticos con la resistencia bacteriana? </li></ul>Actividad 4, pág. 66
  13. 15. ¿Son importantes las bacterias para el ser humano y el ecosistema? <ul><li>Industria alimentaria : fermentación bacteriana en yogurt, quesos, etc </li></ul><ul><li>Control de plagas : insecticidas en base a productos bacterianos </li></ul><ul><li>Descontaminación : tratamiento de aguas residuales, en rellenos sanitarios, descontaminación biológica. </li></ul><ul><li>Flora bacteriana normal : en el intestino existen bacterias que producen vit. K, formas de vit. B y ácido fólico, otras evitan que ciertas bacterias patógenas causen enfermedades. </li></ul><ul><li>Descomposición en los ecosistemas : importantes en el rol ecológico como descomponedores en las cadenas y trama alimentaria. </li></ul>
  14. 16. BIOTECNOLOGIA Y BACTERIAS <ul><li>Manipulación genética </li></ul><ul><li>Técnicas del ADN recombinante </li></ul><ul><li>Se generan especies de bacterias con genes foráneos </li></ul><ul><li>ejemplo: </li></ul><ul><li>Insulina, </li></ul><ul><li>Hormona del crecimiento, </li></ul>Actividad 6, pág.: 68 y 69
  15. 17. FIN
  16. 18. LOS VIRUS <ul><li>Complejos supramoleculares , considerados como parásitos intracelulares submicroscópicos. </li></ul><ul><li>Formados por :- ADN o ARN .Puede estar abierto o cerrado; como </li></ul><ul><li>hebra simple o doble. </li></ul><ul><li>- Cápside viral proteica . De formas definidas y </li></ul><ul><li>regulares: helicoidal (virus del tabaco) o icosahedrica </li></ul><ul><li>(casi esférica, como el virus de poliomielitis). </li></ul><ul><li>- Pueden tener manto (= similar a la membrana celular. </li></ul>
  17. 19. Comparación de los virus sin envoltura ( A ) y con envoltura ( B ): 1-cápside, 2-ácido nucleico, 3-capsómero, 4-nucleocápside, 5-virión, 6-envoltura, 7-espículas.
  18. 20. Sección transversal del VIH , el virus del SIDA . Contiene dos segmentos de ARN (en rojo) y enzimas (bolitas anaranjadas). A continuación se encuentra la cápside (capa interior de bolitas azules) y la envoltura (capa exterior negra).
  19. 21. CICLO DE VIDA VIRAL Para proliferar necesitan parasitar células; los ciclos virales son diferentes y dependen del tipo de material genético y del tipo de célula infectada (pro o eu) <ul><li>VIRUS ADN VIRUS ARN </li></ul><ul><li>Pueden utilizar una vía: </li></ul><ul><li>a) Lítica. El ciclo de vida viral produce Presentan ciclos de vida diferentes </li></ul><ul><li>destrucción de la célula huésped, al acti- Por ejem: el ciclo del virus del </li></ul><ul><li>varse el material genético viral, sus genes sida difiere al poseer la enzima </li></ul><ul><li>se transcriben y traducen activamente para transcriptasa reversa participa en </li></ul><ul><li>dirigir el ensamble de nuevos virus provo- la síntesis de ADN a partir de ARN </li></ul><ul><li>cando la lisis de la célula huésped. ARNv ADN ARN viral </li></ul><ul><li>(molde en cit.) </li></ul><ul><li>b) Lisogénica. No se destruye la c. hués- </li></ul><ul><li>ped, solo se forma una pequeña cantidad de (algunas se traducen en </li></ul><ul><li>viriones que abandonan la célula. Se produ- proteínas estructurales </li></ul><ul><li>ce la integración del material genético viral y otras en transcriptasa </li></ul><ul><li>con el ADN de la c. huésped, existiendo una reversa ) </li></ul><ul><li>mínima expresión de los genes virales. </li></ul>
  20. 22.     Ciclo reproductivo genérico de los virus. 1-Adsorción, 2-Penetración, 3-Desnudamiento, 4- Multiplicación (4a- transcripción , 4b- traducción , 4c- replicación ), 5-Ensamblaje, 6-Liberación.
  21. 25. DEFENSA CONTRA LOS MICROBIOS <ul><li>VACUNACIÓN </li></ul><ul><li>EDUARD JENNER , 1798, observó intrigado a mujeres ordeñadoras que no enfermaban de varicela…? </li></ul><ul><li>Diseñó un procedimiento experimental: inoculó a un niño sano (8 años de edad) una muestra del fluido de pústula de varicela bovina. Luego infestó al niño con varicela humana y el niño NO desarrollo la enfermedad. </li></ul><ul><li>LOUIS PASTEUR , aisló y cultivó la bacteria que causa el cólera. Inyecto a pollos y estos desarrollaron la enfermedad. Después de un tiempo (vacaciones), vuelve a inyectar el cultivo bacteriano antiguo a los pollos, estos enfermaron y se recu- peraron quedando completamente protegidos de la enfermedad (inmune = estar libre de). Por tanto, “el envejecimiento de las bacterias disminuye su potencial de producir la enfermedad “(= virulencia). Es una variedad atenuada y a la cual dio el nombre de vacuna . </li></ul>
  22. 26. SISTEMA INMUNE (Todos los vertebrados la poseen en defensa de agentes patógenos. Existen 2 tipos: Inmunidad innata y la inmunidad adaptativa) <ul><li>1.-INMUNIDAD INNATA O NATURAL </li></ul><ul><li>-Mecanismos o componentes que posee el organismo para combatir al </li></ul><ul><li>microbio antes de que ocurra la infección. Es la primera línea defensiva. </li></ul><ul><li>-Los principales componentes son: </li></ul><ul><li>1.1. Barreras físicas o mecánicas: </li></ul><ul><li>Los epitelios que forman la piel (excepto cuando hay heridas o quemaduras) y los tejidos mucosos (producen mucus que lubrica y atrapa microbios) que cubren internamente al tubo digestivo y vías respiratorias. </li></ul><ul><li>1.2. Barreras químicas: </li></ul><ul><li>Secreciones que afectan el desarrollo del microbio, produciéndole la muerte, como las lágrimas y saliva (contienen lisozima, enzima que destruye la pared celular bacteriana y, muerte), jugo gástrico (ácido), sebo de las glándulas sebáceas (tiene ác. grasos) y sudor de las glándulas sudoríparas (lisozimas ,y los saca fuera del cuerpo). </li></ul>
  23. 27. 1.3. Células fagocitarias (leucocitos): Línea defensiva representada por las células fagocitarias como los macró- fagos (= derivados de monocitos que al llegar a ciertos tejidos se diferencian en macrófagos con formas diferentes, pero todos fagocitan aquello que les resulta ajeno y pueden actuar en la inmunidad adaptativa), neutrófilos y las células NK (=también fagocitan. Las NK fagocitan células infectadas por virus, células tumorales y complementa la inmunidad adaptativa). <ul><li>1.4. Proteínas plasmáticas: </li></ul><ul><li>Última barrera de inmunidad natural, formadas por citoquininas, interleuquinas o linfoquinas. F: inducción de la respuesta inflamatoria, regulación de producción de leucocitos y de anticuerpos. </li></ul><ul><li>Los interferones y las proteínas del sistema complementario son también proteínas sanguíneas participantes en la inmunidad. </li></ul><ul><li>Los interferones son liberadas por células que han sido infectada por virus, macrófagos y otros tipos celulares. Estos son captados por cél. específicas que responden secretando péptidos que inhiben la repli- cación viral; En cambio, las proteínas del complemento (veintena) son inactivas, pero cuando se activan complementan y potencian reacciones inmunes alérgicas e inflamatorias como medidas defensivas. </li></ul>
  24. 28. 2. INMUNIDAD ADAPTATIVA - Se encuentra sólo en vertebrados , a diferencia de la i. innata. - Surge como respuesta a la exposición de la infección e incrementa en magnitud y capacidad con cada exposición del patógeno (adaptación a ella). - Presenta alta especificidad de responder a un mismo microbio (“memoria”). <ul><li>2.1. Inmunidad adaptativa humoral: </li></ul><ul><li>-Mecanismo defensivo contra microbios extracelulares y sus toxinas. </li></ul><ul><li>-Representada por los anticuerpos generados en respuesta a un antígeno especial. </li></ul><ul><li>Los anticuerpos son generados por linfocitos B . Son inmunoglobulinas que circulan en la sangre y en otros fluidos reconociendo antígenos. Neutralizan la capacidad de infectar del microbio, otros promueven la fagocitosis y algunos la secreción de mediadores químicos y también la activación de las proteínas del sistema complementario. </li></ul>
  25. 29. 2.2. Inmunidad adaptativa celular - Caracterizada por la participación de linfocitos T . - Promueve la destrucción de microbios residentes en fagocitos (intracelular) o la destrucción de la célula infectada. - La respuesta inmune celular se desarrolla en 3 fases: <ul><li>Reconocimiento del antígeno: </li></ul><ul><li>Cada linfocito reacciona con un antígeno determinado, porque </li></ul><ul><li>ciertas proteínas del linfocito actúan como receptores para el antígeno. </li></ul><ul><li>Activación de linfocitos: </li></ul><ul><li>Requiere de 2 señales diferentes: presencia del antígeno o de </li></ul><ul><li>componentes de respuesta inmune innata a los microbios (ambas </li></ul><ul><li>permiten una respuesta inmune específica y oportuna). Los linfocitos </li></ul><ul><li>responden con síntesis proteínas específicas, proliferación celular y </li></ul><ul><li>diferenciación de células efectoras y de memoria. </li></ul><ul><li>Efectora o eliminación del antígeno: </li></ul><ul><li>Los linfocitos activados por un antígeno proceden a la eliminación: </li></ul><ul><li>Los anticuerpos a los microbios extracelulares y los linfocitos T a los </li></ul><ul><li>intracelulares. Ambos mecanismos requieren los componentes de la </li></ul><ul><li>inmunidad innata. </li></ul>

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